脂質,又稱為“脂類”或“類脂”,是生物體中能溶於油溶性溶劑的一類物質的總稱。其中最重要的與生命攸關的是“脂質表面活性劑” 5.1人體表面的危機 任何事物都擁有表面,只有依靠表面才能與環境分隔開,才能實現自我。人體也是如此,除了擁有2m?的皮膚表面以外,體內器官的表面,器官與器官的接觸面,血管,腸道等與物流的接觸面等等,更有人體50萬億個細胞之間的接觸面,都是神聖不可侵犯的邊界。如果表面遭到侵犯破壞,輕則病患,重則危及生命。 然而,由於人體含水量高達75%,各種器官又都是由親水蛋白質材料構成。所以各類器官時刻都處在被水包圍侵蝕溶化的危機之中。而危機首當其衝就發生在各類器官的表面邊界之上。因此器官的表面猶如洪水壓境,岌岌可危,時刻面臨潰壩瓦解的危險。 例如,血管和腸道既不是鋼鐵造的,也不是塑料造的,而由蛋白質平滑肌打造成的一根根“肉管子”。一塊肉放在水裡浸泡,時間不長就要脹爛(無需細菌的作用)。“肉管子”又怎能抵禦水(血液)長年累月的浸泡,而不破損腐爛? 同理人體50萬億個細胞的細胞膜也是由親水蛋白質材料製成,怎麼能擋住水分子的吸引力,不混為一體而崩塌? 5.2守護生命邊界的油脂長城 親水材料製造的人體器官之所以可以抵禦住水的侵入,漫長的體內邊境線之所以能夠平安無事,其奧秘何在?簡單形象地說,就是在各個器官的表面/界面上塗上了一層緊密的脂肪,利用脂肪的疏水性阻擋住水的入侵,和控制水的無序流動。 當然,原理並不如此形象簡單。人體先要用脂肪,脂肪酸為材料製造出一系列“脂質表面活性劑”。利用表面活性劑定向吸附的性能,在表面/界面上形成緻密排列的吸附層(即表面膜),猶如牢固的油漆層,才能構築成一道道脂肪長城,守護着生命的安全。 5.3脂質表面活性劑的分子結構 “脂質表面活性劑”與其他表面活性劑一樣,分子是由親水基和疏水基(或稱親油基)兩部分構成,屬於非離子型表面活性劑。 脂質表面活性劑對人體無害,本身也是營養成分,這是它能在體內擔當重任的前提條件。 5.3.1親水基 脂質表面活性劑的親水基有多種類型,如甘油(基)、葡萄糖(基)、磷酸(基)、蛋白質(基)等。甘油,葡萄糖,磷酸都能100%溶於水,蛋白質則是以微粒膠溶於水中。 5.3.2疏水基 脂質表面活性劑分子中的關鍵部分?“疏水基”則比較單一,主要就是長鏈脂肪酸(基)。脂肪酸以酯鍵與各類親水基結合,就構成了相應的脂質表面活性劑,分別稱為單甘油酯、二甘油酯、糖酯、磷酯、脂蛋白等等。也有同時結合兩種親水基的,如甘油和磷酸,稱為複合磷脂。 膽固醇是另一種疏水基材料,由於是微量,其重要性無法與脂肪酸相提並論。但並非不重要,尤其是在動脈粥樣硬化形成過程中,突顯其對於健康的重要性。 膽固醇是環戊烷多氫菲基團連結有羥基的醇類。含碳原子數多達27個(C??H??O),不溶於水。膽固醇與親水基以醚鍵相結合,或以膠溶結合,從而獲得(親水/疏水)兩親表面活性,如載脂蛋白,在穩定人體界面膜中起到重要的輔助作用。 5.3.3脂質表面活性劑雙分子層膜 脂質表面活性劑在器官的表面/界面上築成一層堅固的油質保護膜。這層保護膜的機理稱為雙分子吸附層(膜)。 現以血管與血液的接觸界面為例,示意圖如下:
右圖中紫紅色小球表示親水基,黃色長條表示脂肪酸疏水基。外圈一排表面活性劑分子的親水基(紫紅色小球)與血管內表面緊密結合。內圈另一排表面活性劑的親水基與血液結合。兩排表面活性劑的疏水基(脂肪酸基)彼此相對結合,在流動的血液與血管內表面之間形成了雙分子膜的隔離層,從而保護着“肉管子”不受水的致命侵蝕。同時降低了血流與管壁的摩擦係數,起到很好的潤滑效果。 親水基中主要是甘油基,也有葡萄糖基、磷酸基、蛋白質基參與,以調節不同需要的親水/疏水平衡。 雖然表面活性劑雙分子膜有效地阻止了血管被水侵蝕的危險,但遠不是固若金湯,可以一勞永逸的。正相反,雙分子脂肪保護膜隨時會遭到缺損和破壞,這就需要及時的維修保養。 而隨着血液循環流動的血脂、葡萄糖、膽固醇、載脂蛋白等等其實都是維修人員。在正常情況下保護膜可以修舊如新,不留痕跡。但在特殊情況下如血管老化,或體內脂肪不足,造成脂質表面活性劑不足,或遭受外力作用,導致保護膜缺損面積過大。“肉管子”暴露在水中遭受侵蝕情況危殆。此時機體會啟動緊急機制,“維修人員”一擁而上,嚴防死守,迅速堵住了雙分子保護膜的缺口。 在此過程中膽固醇是當仁不讓的抗洪英雄。因為膽固醇熔點高達150℃,碳鏈比脂肪酸鏈長一半左右,其疏水性能,排水能力比脂肪酸還要強大。 膽固醇在人體抗洪救災中立下汗馬功勞,美中不足的是在維修處留下了斑塊,對血液的流速或多或少有所阻礙,成為醫生眼中動脈粥樣硬化心血管疾病的嫌疑犯。膽固醇的功過是非如何評述?應該全面客觀評價。 總之,水是地球生命的締造者,然而由於水分子間強烈的引力,締合力,使得機體內能居高不下,終於傷害自身器官成為生命的銷蝕者。 而水的冤家脂肪,及其衍生物脂質表面活性劑,具有消減水的締合力,促使人體內部張力下降,保護體內器官,延緩衰老,延長壽命的關鍵作用。如果沒有脂肪和脂質表面活性劑的保護作用,生命體將化為一汪血水。 作者,黃學章 2023/4/14 |