Fatty acid/ja: Difference between revisions
Fatty acid/ja
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脂肪酸は、長さ、飽和と不飽和、偶数と奇数の炭素含有量、直鎖と分岐など、さまざまな方法で分類される。 | 脂肪酸は、長さ、飽和と不飽和、偶数と奇数の炭素含有量、直鎖と分岐など、さまざまな方法で分類される。 | ||
==脂肪酸の長さ=== | ===脂肪酸の長さ=== | ||
* [[Short-chain fatty acids/ja|短鎖脂肪酸]](SCFA)とは、[[carbon/ja|炭素数]]が5以下の[[aliphatic/ja|脂肪族]]末端を持つ脂肪酸である(例えば[[butyric acid/ja|酪酸]]) | * [[Short-chain fatty acids/ja|短鎖脂肪酸]](SCFA)とは、[[carbon/ja|炭素数]]が5以下の[[aliphatic/ja|脂肪族]]末端を持つ脂肪酸である(例えば[[butyric acid/ja|酪酸]]) | ||
* 中鎖脂肪酸(MCFAs)は炭素数6から12の脂肪族末端を持つ脂肪酸であり、[[medium-chain triglyceride/ja|中鎖トリグリセリド]]を形成することができる。 | * 中鎖脂肪酸(MCFAs)は炭素数6から12の脂肪族末端を持つ脂肪酸であり、[[medium-chain triglyceride/ja|中鎖トリグリセリド]]を形成することができる。 | ||
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===不飽和脂肪酸=== | |||
{{main/ja|Unsaturated fat/ja}} | {{main/ja|Unsaturated fat/ja}} | ||
{{Main list/ja|List of unsaturated fatty acids/ja}} | {{Main list/ja|List of unsaturated fatty acids/ja}} | ||
不飽和脂肪酸は1つ以上のC=C [[double bond/ja|二重結合]]を持つ。C=C二重結合は[[Cis-trans isomerism/ja|''シス''または''トランス''異性体]]を与える。 | 不飽和脂肪酸は1つ以上のC=C [[double bond/ja|二重結合]]を持つ。C=C二重結合は[[Cis-trans isomerism/ja|''シス''または''トランス''異性体]]を与える。 | ||
; | ; ''シス型'': ''シス型''とは二重結合に隣接する2つの水素原子が鎖の同じ側に突き出ている状態を意味する。二重結合の剛性はそのコンフォメーションを凍結させ、''シス''異性体の場合は鎖を曲げ、脂肪酸のコンフォメーションの自由度を制限する。シス''配置の二重結合が多ければ多いほど、鎖の柔軟性は低くなる。鎖が多くの''シス''結合を持つ場合、最もアクセスしやすいコンフォーメーションではかなり湾曲する。例えば、二重結合が1つの[[oleic acid/ja|オレイン酸]]は「キンク」を持つが、二重結合が2つの[[linoleic acid/ja|リノール酸]]はより顕著な曲がりを持つ。二重結合が3つの[[α-Linolenic acid/ja|α-リノレン酸]]は、鉤状の形状を好む。この効果は、脂肪酸が脂質二重層中のリン脂質や脂質滴中のトリグリセリドの一部であるような制限された環境では、シス結合が脂肪酸が密に詰まる能力を制限するため、膜や脂肪の融解温度に影響を与える可能性があるということである。しかし、シス型不飽和脂肪酸は細胞膜の流動性を高めるが、トランス型不飽和脂肪酸はそうではない。 | ||
; | ; ''トランス型'': ''トランス型''とは、隣接する2つの水素原子が鎖の「反対側」にあることを意味する。その結果、鎖はあまり曲がらず、その形状は直鎖飽和脂肪酸に似ている。 | ||
天然に存在するほとんどの不飽和脂肪酸では、各二重結合の後に3個([[omega-3 fatty acid/ja|n-3]])、6個([[omega-6 fatty acid/ja|n-6]])または9個([[omega-9 fatty acid/ja|n-9]])の炭素原子があり、全ての二重結合はシス配位を持つ。ほとんどのトランス型脂肪酸([[trans fat/ja|トランス脂肪酸]])は自然界には存在せず、人為的な加工(例えば[[hydrogenation/ja|水素添加]])の結果である。トランス脂肪酸の一部は、[[ruminant/ja|反芻動物]](牛や羊など)の乳や肉にも自然に含まれている。これらは反芻動物のルーメンで発酵によって生成される。これらは反芻動物の乳から得られる[[dairy product/ja|乳製品]]にも含まれ、食事から摂取した女性の[[breast milk/ja|母乳]]にも含まれることがある。 | 天然に存在するほとんどの不飽和脂肪酸では、各二重結合の後に3個([[omega-3 fatty acid/ja|n-3]])、6個([[omega-6 fatty acid/ja|n-6]])または9個([[omega-9 fatty acid/ja|n-9]])の炭素原子があり、全ての二重結合はシス配位を持つ。ほとんどのトランス型脂肪酸([[trans fat/ja|トランス脂肪酸]])は自然界には存在せず、人為的な加工(例えば[[hydrogenation/ja|水素添加]])の結果である。トランス脂肪酸の一部は、[[ruminant/ja|反芻動物]](牛や羊など)の乳や肉にも自然に含まれている。これらは反芻動物のルーメンで発酵によって生成される。これらは反芻動物の乳から得られる[[dairy product/ja|乳製品]]にも含まれ、食事から摂取した女性の[[breast milk/ja|母乳]]にも含まれることがある。 | ||
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|} | |} | ||
===偶数鎖脂肪酸と奇数鎖脂肪酸 | ===偶数鎖脂肪酸と奇数鎖脂肪酸=== | ||
ほとんどの脂肪酸は、ステアリン酸(C18)やオレイン酸(C18)など、偶数個の炭素原子からなる偶数鎖脂肪酸である。奇数の炭素原子を持つ脂肪酸もあり、それらは奇数鎖脂肪酸(OCFA)と呼ばれる。最も一般的なOCFAは、飽和C15およびC17誘導体である[[pentadecanoic acid/ja|ペンタデカン酸]]および[[heptadecanoic acid/ja|ヘプタデカン酸]]であり、それぞれ乳製品に含まれている。分子レベルでは、OCFAは偶数鎖の誘導体とはわずかに異なる方法で生合成され、代謝される。 | ほとんどの脂肪酸は、ステアリン酸(C18)やオレイン酸(C18)など、偶数個の炭素原子からなる偶数鎖脂肪酸である。奇数の炭素原子を持つ脂肪酸もあり、それらは奇数鎖脂肪酸(OCFA)と呼ばれる。最も一般的なOCFAは、飽和C15およびC17誘導体である[[pentadecanoic acid/ja|ペンタデカン酸]]および[[heptadecanoic acid/ja|ヘプタデカン酸]]であり、それぞれ乳製品に含まれている。分子レベルでは、OCFAは偶数鎖の誘導体とはわずかに異なる方法で生合成され、代謝される。 | ||
===分岐=== | |||
ほとんどの一般的な脂肪酸は[[straight-chain compound/ja|直鎖化合物]]であり、主炭化水素鎖に[[side group/ja|側鎖基]]として結合した追加の炭素原子はない。[[Branched-chain fatty acid/ja|分岐鎖脂肪酸]]は、炭化水素鎖に結合した1つ以上の[[methyl groups/ja|メチル基]]を含む。 | ほとんどの一般的な脂肪酸は[[straight-chain compound/ja|直鎖化合物]]であり、主炭化水素鎖に[[side group/ja|側鎖基]]として結合した追加の炭素原子はない。[[Branched-chain fatty acid/ja|分岐鎖脂肪酸]]は、炭化水素鎖に結合した1つ以上の[[methyl groups/ja|メチル基]]を含む。 | ||
Line 104: | Line 104: | ||
{{Anchor|Nomenclature}} | {{Anchor|Nomenclature}} | ||
===炭素原子番号=== | |||
{{See also/ja|Essential fatty acid/ja#Nomenclature and terminology}} | {{See also/ja|Essential fatty acid/ja#Nomenclature and terminology}} | ||
[[File:Fatty acid carbon numbering.svg|thumb|upright=2|炭素原子の番号付け。系統的な(IUPAC)C-''x''番号は青で示されている。オメガマイナス「ω-''x''」ラベルは赤色である。ギリシャ文字のラベルは緑である。シス''配置を持つ[[#Unsaturated fatty acids|不飽和脂肪酸]]は、ここに示すように直線状ではなく、実際には "キンク(kinked)"していることに注意]] | [[File:Fatty acid carbon numbering.svg|thumb|upright=2|炭素原子の番号付け。系統的な(IUPAC)C-''x''番号は青で示されている。オメガマイナス「ω-''x''」ラベルは赤色である。ギリシャ文字のラベルは緑である。シス''配置を持つ[[#Unsaturated fatty acids|不飽和脂肪酸]]は、ここに示すように直線状ではなく、実際には "キンク(kinked)"していることに注意]] | ||
Line 124: | Line 124: | ||
炭素原子の[[:en:odd number|奇数]]の脂肪酸は[[odd-chain fatty acid/ja|奇鎖脂肪酸]]と呼ばれ、それ以外は偶鎖脂肪酸である。この違いは[[gluconeogenesis/ja#Precursors|糖新生に関係する]]。 | 炭素原子の[[:en:odd number|奇数]]の脂肪酸は[[odd-chain fatty acid/ja|奇鎖脂肪酸]]と呼ばれ、それ以外は偶鎖脂肪酸である。この違いは[[gluconeogenesis/ja#Precursors|糖新生に関係する]]。 | ||
===脂肪酸の命名法 | ===脂肪酸の命名法=== | ||
以下の表は、脂肪酸の最も一般的な命名法を示している。 | 以下の表は、脂肪酸の最も一般的な命名法を示している。 | ||
Line 144: | Line 144: | ||
!Δ<sup>''x''</sup> | !Δ<sup>''x''</sup> | ||
|[[Linoleic acid/ja|''cis''-Δ<sup>9</sup>, ''cis''-Δ<sup>12</sup> オクタデカジエン酸]] | |[[Linoleic acid/ja|''cis''-Δ<sup>9</sup>, ''cis''-Δ<sup>12</sup> オクタデカジエン酸]] | ||
|'''Δ<sup>''x''</sup>'''(または'''δ-''x''''')'''命名法'''では、各二重結合はΔ<sup>''x''</sup>で示され、二重結合は''x''番目の炭素- | |'''Δ<sup>''x''</sup>'''(または'''δ-''x''''')'''命名法'''では、各二重結合はΔ<sup>''x''</sup>で示され、二重結合は''x''番目の炭素-炭素結合から始まる、二重結合は分子骨格の[[carboxylic group/ja|カルボキシル]]末端から[[#Numbering of the carbon atoms in a fatty acid|数]]番目の炭素-炭素結合''x''から始まる。各二重結合の前には''[[cis-trans isomerism/ja|シス]]''-または''[[cis-trans isomerism/ja|トランス]]''-の接頭辞が付き、結合周辺の分子の配置を示す。例えば、[[linoleic acid/ja|リノール酸]]は「''シス''-Δ<sup>9</sup>, ''シス''-Δ<sup>12</sup>オクタデカジエン酸」と命名される。この命名法は、系統的命名法よりも冗長でないという利点があるが、技術的には明確でも説明的でもない。 | ||
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!''n''−''x'' <br />(あるいは ω−''x'') | !''n''−''x'' <br />(あるいは ω−''x'') | ||
|[[Omega-3 fatty acid/ja|''n''−3]]<br />(あるいは [[Omega-3 fatty acid/ja|ω−3]]) | |[[Omega-3 fatty acid/ja|''n''−3]]<br />(あるいは [[Omega-3 fatty acid/ja|ω−3]]) | ||
|'''''n''−''x'''''(''''n'' マイナス ''x''、または '''ω−''x''''' または '''オメガ-''x''''')'''命名法'''は、個々の化合物に名前を付けるだけでなく、それらを動物の生合成特性に基づいて分類する。二重結合は、分子の骨格の[[Methyl group/ja|メチル]]末端から[[#Numbering of the carbon atoms in a fatty acid|数えて]] ''x''<sup>th</sup> の炭素-炭素結合に位置している。たとえば、[[α-Linolenic acid/ja|α-リノレン酸]]は、[[omega-3 fatty acid/ja|''n''−3]]または[[omega-3/ja|omega-3]]脂肪酸として分類されるため、このタイプの他の化合物と同じ生合成経路を共有する可能性がある。''ω−''x | |'''''n''−''x'''''('''''n'' マイナス ''x''、または '''ω−''x''''' または '''オメガ-''x''''')'''命名法'''は、個々の化合物に名前を付けるだけでなく、それらを動物の生合成特性に基づいて分類する。二重結合は、分子の骨格の[[Methyl group/ja|メチル]]末端から[[#Numbering of the carbon atoms in a fatty acid|数えて]] ''x''<sup>th</sup> の炭素-炭素結合に位置している。たとえば、[[α-Linolenic acid/ja|α-リノレン酸]]は、[[omega-3 fatty acid/ja|''n''−3]]または[[omega-3/ja|omega-3]]脂肪酸として分類されるため、このタイプの他の化合物と同じ生合成経路を共有する可能性がある。''ω−''x''、''omega-''x''、または「omega」の表記法は一般的に栄養の文献で見られるが、[[IUPAC nomenclature/ja|IUPAC]]はこれを技術文書では''n''−''x''表記法に代わりにし、非推奨としている。最も一般的に研究されている脂肪酸生合成経路には、[[omega-3 fatty acid/ja|''n''−3]]および[[omega-6 fatty acid/ja|''n''−6]]がある。 | ||
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!脂質数 | !脂質数 | ||
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カイロミクロンは細胞内から[[lacteal/ja|乳管]]と呼ばれる[[lymphatic/ja|リンパ管]]に放出され、より太いリンパ管に合流する。それはリンパ系と[[thoracic duct/ja|胸管]]を経由して、心臓に近い場所(動脈と静脈が太い場所)まで運ばれる。胸管はカイロミクロンを左[[subclavian vein/ja|鎖骨下静脈]]を介して血流に排出する。この時点で、カイロミクロンはトリグリセリドを組織に輸送し、そこで貯蔵またはエネルギーとして代謝される。 | カイロミクロンは細胞内から[[lacteal/ja|乳管]]と呼ばれる[[lymphatic/ja|リンパ管]]に放出され、より太いリンパ管に合流する。それはリンパ系と[[thoracic duct/ja|胸管]]を経由して、心臓に近い場所(動脈と静脈が太い場所)まで運ばれる。胸管はカイロミクロンを左[[subclavian vein/ja|鎖骨下静脈]]を介して血流に排出する。この時点で、カイロミクロンはトリグリセリドを組織に輸送し、そこで貯蔵またはエネルギーとして代謝される。 | ||
===代謝=== | |||
{{Main/ja|Fatty acid metabolism/ja}} | |||
{{Main|Fatty acid metabolism}} | 脂肪酸は細胞内の[[mitochondria/ja|ミトコンドリア]]によって[[beta oxidation/ja|β酸化]]と[[citric acid cycle/ja|クエン酸サイクル]]を経てCO{{sub|2}}と水に分解される。最終段階([[oxidative phosphorylation/ja|酸化的リン酸化]])では、酸素との反応によって大量のエネルギーが放出され、大量の[[Adenosine triphosphate/ja|ATP]]の形で取り込まれる。多くの種類の細胞は、この目的のために[[glucose/ja|グルコース]]または脂肪酸のいずれかを使用することができるが、脂肪酸は1グラムあたりより多くのエネルギーを放出する。脂肪酸は(摂取によって、あるいは脂肪組織に貯蔵されているトリグリセリドを利用することによって)細胞に分配され、筋収縮や一般的な代謝の燃料となる。 | ||
====必須脂肪酸==== | |||
==== | {{Main/ja|Essential fatty acid/ja}} | ||
{{Main|Essential fatty acid}} | 健康に必要だが、他の基質から十分な量を作ることができないため、食物から摂取しなければならない脂肪酸を必須脂肪酸と呼ぶ。必須脂肪酸には2つのシリーズがあり、1つはメチル末端から二重結合[[Omega-3 fatty acid/ja|炭素原子3個分]]を持つもの、もう1つはメチル末端から二重結合[[Omega-6 fatty acid/ja|炭素原子6個分]]を持つものである。ヒトはカルボン酸側から数えて炭素数9と10を超える脂肪酸に二重結合を導入する能力を欠いている。必須脂肪酸は[[linoleic acid/ja|リノール酸]](LA)と[[α-Linolenic acid/ja|α-リノレン酸]](ALA)の2つである。これらの脂肪酸は植物油に広く分布している。人体はALAをより長鎖の[[omega-3 fatty acid/ja|オメガ3脂肪酸]]-[[eicosapentaenoic acid/ja|エイコサペンタエン酸]](EPA)と[[docosahexaenoic acid/ja|ドコサヘキサエン酸]](DHA)に変換する限られた能力を持っており、これらは魚からも得ることができる。オメガ3脂肪酸と[[Omega-6 fatty acid/ja|オメガ6]]脂肪酸は、[[Nociception/ja|抗侵害受容性]]、[[anxiolytic/ja|抗不安性]]、[[Nervous system/ja|神経原性]]の特性を持つ[[Cannabinoid/ja#Endocannabinoids|エンドカンナビノイド]]の[[Biosynthesis/ja|生合成]]前駆体である。 | ||
===分布=== | |||
{{Main/ja|Blood fatty acids/ja}} | |||
{{Main|Blood fatty acids}} | 血中脂肪酸は血液循環のさまざまな段階で異なる形態をとる。それらは腸から[[chylomicron/ja|カイロミクロン]]に取り込まれるが、肝臓で処理された後の[[very low density lipoprotein/ja|超低密度リポタンパク質]](VLDL)や[[low density lipoprotein/ja|低密度リポタンパク質]](LDL)にも存在する。また、[[adipocytes/ja|脂肪細胞]]から遊離した脂肪酸は、[[free fatty acids/ja|遊離脂肪酸]]として血中に存在する。 | ||
哺乳類の皮膚から[[lactic acid/ja|乳酸]]や[[pyruvic acid/ja|ピルビン酸]]と共に滲み出る脂肪酸のブレンドが特徴的で、嗅覚の鋭い動物が個体識別を可能にすると提唱されている。 | |||
==皮膚== | |||
{{Anchor|Skin}} | |||
[[ipidermis/ja|表皮]]の一番外側の層である[[stratum corneum/ja|角質層]] は、脂質マトリックス内の終端[[Cellular differentiation/ja|分化]]した[[Enucleation (microbiology)/ja|有核]][[corneocyte/ja|角化細胞]]で構成されている。遊離脂肪酸は[[cholesterol/ja|コレステロール]]や[[ceramide/ja|セラミド]]とともに、[[evaporation/ja|蒸発性水分損失]]を防ぐ水不透過性のバリアを形成する。一般的に、表皮の脂質マトリックスは、セラミド(約50重量%)、コレステロール(25%)、遊離脂肪酸(15%)の等モル混合物から構成されている。表皮では炭素数16と18の飽和脂肪酸が支配的であるが、他の様々な長さの不飽和脂肪酸や飽和脂肪酸も存在する。表皮における様々な脂肪酸の相対的な存在量は、皮膚が覆っている身体の部位によって異なる。[[psoriasis/ja|乾癬]]、[[atopic dermatitis/ja|アトピー性皮膚炎]]、その他の[[inflammation/ja|炎症性疾患]]で起こる特徴的な表皮脂肪酸の変化もある。 | |||
==分析== | |||
{{Anchor|Analysis}} | |||
脂質中の脂肪酸の化学分析は、通常、元のエステル(トリグリセリド、ワックス、リン脂質など)を分解して[[methyl/ja|メチル]]エステルに変換する[[interesterification/ja|エステル化]]工程から始まり、ガスクロマトグラフィーで分離するか、[[gas chromatography/ja|ガスクロマトグラフィー]]と中[[infrared spectroscopy/ja|赤外分光法]]で分析する。 | |||
不飽和異性体の分離は[[Argentation chromatography/ja|銀イオン補足薄層クロマトグラフィー]]によって可能である。その他の分離技術としては、[[high-performance liquid chromatography/ja|高速液体クロマトグラフィー]](水素原子が銀イオンと交換されたフェニルスルホン酸基が結合した[[silica gel/ja|シリカゲル]]を充填した短いカラムを用いる)がある。銀の役割は、不飽和化合物と錯体を形成する能力にある。 | |||
==産業上の利用== | ==産業上の利用== |