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Lipide

Lipide

Lipide sind biologische Makromoleküle. Zusammen mit Kohlenhydraten, Proteinen und Nukleinsäuren sind sie in lebenden Organismen unverzichtbar. Zu den Lipiden gehören Fette, Öle, Steroide und Wachse. Sie sind hydrophob, das heißt, sie sind in Wasser unlöslich. Allerdings sind sie in organischen Lösungsmitteln wie Alkoholen und Aceton löslich.

Lipide Definition

Lipide gehören neben Kohlenhydraten und Proteinen zu den drei Makronährstoffen. Sie bestehen aus Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H), aber enthalten neben diesen noch ein weiteres Element: Sauerstoff. Zusätzlich können sie Phosphor, Stickstoff, Schwefel oder andere Elemente enthalten.

Lipide kommen im menschlichen Körper in Form vieler Hormone, Pigmente oder Vitamine vor. Die Membranen von Zellen bestehen normalerweise hauptsächlich aus Lipiden.

Lipide werden oft auch als Fette bezeichnet. Aber das ist nicht ganz richtig. Fette sind nur eine Untergruppe von Lipiden. Mit anderen Worten, alle Fette sind Lipide, aber nicht alle Lipide sind Fette.

Lipide Eigenschaften

Lipide sind lipophil. Das bedeutet, sie sind "fettliebend". Sie bestehen aus einem lipophilen Kohlenwasserstoff-Rest und einer hydrophilen Kopfgruppe. Sie sind also amphiphil. Das bedeutet, dass sie sowohl hydrophil als auch lipophil sind.

Um die Hydrophobie zu umgehen, werden in der Praxis häufig sogenannte Tenside verwendet. Tenside ermöglichen es, Lipide und Wasser miteinander zu vermengen. Und das, obwohl Lipide grundsätzlich hydrophob, also wasserabweisend sind. Das funktioniert deshalb, weil Tenside die Oberflächenspannung zwischen zwei eigentlich nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten senken beziehungsweise lösen können.

Mittlerweile kommen vorwiegend moderne Tenside zum Einsatz, wie Du sie vielleicht aus herkömmlichem Waschmittel oder Weichspüler kennst. Das bekannteste und älteste Tensid ist Seife. Seife ermöglicht es Dir, in Kombination mit Wasser auch Fette von Deiner Haut zu lösen. Mehr dazu erfährst Du in der Erklärung zu Tensiden.

Lipide Aufbau

Es gibt verschiedene Arten von Lipiden. Um jedoch die grundlegende Struktur und Eigenschaften der Lipide zu verstehen, erfährst Du in diesem Abschnitt, zu welchen Strukturen sich Lipide zusammenlagern können und wie Fettsäuren aufgebaut sind.

Da Lipide "fettliebend" sind, können sie sich in Wasser als sogenannte Mizellen anordnen. Mehrere Lipide schließen sich dabei zu kugelförmigen Lipiden zusammen.

Lipide Mizelle Aufbau StudySmarterAbbildung 1: Aufbau einer Mizelle

Die grünen Kugeln in Abbildung 1 stellen die hydrophilen Kopfteile dar und die roten Linien die lipophilen Kohlenwasserstoff-Reste.

Lipide können sich aber auch zu einem Liposom zusammenschließen. Ein Liposom ist eine Anordnung von Lipiden, die von einer weiteren Schicht Lipiden umschlossen wird. Eine weitere Möglichkeit ist, dass sich Lipide parallel zueinander anordnen können. Das ist eine sogenannte Lipid-Doppelschicht.

Lipide Fettmolekül Aufbau StudySmarterAbbildung 2: Aufbau eines Fettmoleküls

In Abbildung 2 siehst Du beispielhaft die Struktur eines Fettmoleküls beziehungsweise eines Triglycerids. Dieses Molekül besteht aus drei Fettsäuremolekülen, die an ein Glycerin gebunden sind. Fettsäuren zählen zu den Lipiden und sind Bestandteile von Speicher- und Membranlipiden.

Triglyceride entstehen durch eine Kondensationsreaktion zwischen Glycerin und den Fettsäuren. So entsteht eine kovalente Bindung zwischen den beiden Reaktionspartnern. Glycerin ist ein Alkohol und ebenfalls eine organische Verbindung. Fettsäuren gehören zur Gruppe der Carbonsäuren. Das heißt, sie bestehen aus einer Carboxygruppe (-COOH).

Lipide Funktion

Lipide haben zahlreiche Funktionen, die für alle lebenden Organismen von Bedeutung sind.

Energiespeicherung

Lipide dienen zum einen als Energiequelle. Wenn Lipide abgebaut werden, setzen sie Energie und Wasser frei, was für zelluläre Prozesse wertvoll ist. Lipide helfen zudem dabei, unseren Hormonhaushalt auszugleichen und dienen uns als Brennstoff. Genauso wie die Kohlenhydrate kann unser Körper sie auch als Energiespeicher nutzen. Erst wenn der Körper wieder Energie benötigt, werden diese Speicher freigesetzt.

Ebenso wichtig ist es, dass der menschliche Organismus genug mit den richtigen Lipiden versorgt ist. Besonders essenzielle Fettsäuren versorgen unsere Körper mit den nötigen Nährstoffen, die wir brauchen. Sie spielen eine wichtige Rolle für unseren Stoffwechselprozess und ein Mangel dieser Fettsäuren kann die Ursache für Krankheiten sein.

Essenzielle Fettsäuren sind mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die der menschliche Körper benötigt, aber nicht selbst herstellen kann. Deshalb müssen diese über die Nahrung aufgenommen werden.

Strukturelle Bestandteile von Zellen

Lipide finden sich sowohl in den Membranen an der Zelloberfläche (auch Plasmamembranen genannt) als auch in den Membranen, die die Organellen umgeben. Sie tragen dazu bei, dass die Membranen flexibel bleiben und ermöglichen es lipidlöslichen Molekülen, diese Membranen zu passieren. Zu den membranbildenden Lipiden zählen im Übrigen die Phospolipide, Sphingolipide und Glycolipide über die Du im Laufe dieser Erklärung mehr erfahren wirst.

Zellerkennung

Lipide, an die ein Kohlenhydrat gebunden ist, werden Glykolipide genannt. Ihre Aufgabe ist es, die Erkennung von Zellen zu erleichtern, was für die Bildung von Geweben und Organen entscheidend ist.

Isolierung

Lipide, die unter der Körperoberfläche gespeichert sind, isolieren den Menschen von der Umwelt und halten seinen Körper warm. Dies geschieht auch bei Tieren — Wassertiere werden durch eine dicke Fettschicht unter ihrer Haut warm und trocken gehalten.

Schutz

Lipide dienen als Schutzschild um lebenswichtige Organe. Lipide schützen auch unser größtes Organ - die Haut. Die epidermalen Lipide, also die Lipide, die unsere Hautzellen bilden, verhindern den Verlust von Wasser und Elektrolyten, beugen Sonnenschäden vor und dienen als Barriere gegen verschiedene Mikroorganismen.

Lipide Arten

Lipide können in sieben Gruppen eingeteilt werden.

Fettsäuren

Die erste Gruppe nennt sich Fettsäuren. Sie setzen sich aus einer Kohlenwasserstoffkette zusammen, an dessen Ende sich eine Carboxygruppe befindet. Innerhalb der Fettsäuren wird jedoch noch einmal zwischen den gesättigten und ungesättigten Fettsäuren unterschieden. Im Gegensatz zu den ungesättigten Fettsäuren besitzen die gesättigten Fettsäuren keine Doppelbindung. Ein Beispiel für eine gesättigte Fettsäure ist die Buttersäure.

Triacylglycerine

Eine weitere Gruppe heißt Triacylglycerine. Das sind Fette und fette Öle. Sie sind die größte Gruppe der Nahrungslipide und bestehen wie in Abbildung 2 dargestellt aus Glycerol und drei Fettsäuren. Bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius verflüssigen sie sich, weshalb sie in diesem Zustand als Öl bezeichnet werden. Sobald sie fest sind, nennt man sie Fette. Genau wie Kohlenhydrate sind Nahrungslipide wichtige Energiespeicher für Tiere und Pflanzen.

Wachse

Die dritte Gruppe der Lipide werden Wachse genannt. Auch hier wird zwischen den echten und den Wachsen als Stoffklasse unterschieden. Die Konsistenz von Wachse lässt sich als fest bis brüchig oder auch hart beschrieben.

Phospholipide

Phospholipide sind die nächste Gruppe. Sie besitzen einen hydrophilen Kopf und einen hydrophoben Rest. Das führt dazu, dass sich die Lipide zu einer Lipid-Doppelschicht anordnen.

Sphingolipide

Sphingolipide sind eine weitere Gruppe, die ebenfalls weitere Untergruppen besitzt. Sie befinden sich in dem Nervengewebe und sind wichtig für Signalübertragungen sowie Interaktionen von Zellen.

Glycolipide

Glycolipide sind die einzige Gruppe, welche Kohlenhydrat-Anteile in ihrer Struktur aufweist. Da Kohlenhydrate Zucker sind, werden diese Lipide auch häufig als Lipopolysaccharide bezeichnet. Denn Saccharide sind Zucker.

Isoprenoide

Die letzte Art der Lipide bezeichnet man als Isoprenoide. Die bekanntesten Untergruppen sind die Steroide und Carotinoide. Sie unterscheiden sich dahin gehend, dass Steroide im tierischen Organismus vorkommen, während Carotinoide ausschließlich im pflanzlichen Organismus zu finden sind.

Lipide sind grundsätzlich natürlich. Synthetische Stoffe dieser Klassen bezeichnet man in der Regel als kationische Lipide.

Lipide – Das Wichtigste

  • Lipide Definition: Lipide gehören neben Kohlenhydraten und Proteinen zu den drei Makronährstoffen.
  • Lipide Eigenschaften: Sie sind hydrophob, das heißt, sie sind in Wasser unlöslich.
  • Lipide Aufbau: Sie bestehen aus einem hydrophilen Kopf und reinem hydrophoben Rest und können sich als Mizellen, Liposom oder zu einer Lipid-Doppelschicht anordnen. Des Weiteren lassen sie sich in sieben Untergruppen einordnen:
    1. Fettsäuren
    2. Triacylglycerine
    3. Wachse
    4. Phospholipide
    5. Sphingolipide
    6. Glycolipide
    7. Isoprenoide
  • Lipide Funktion: Lipide sind ein wichtiger Baustein für unseren Organismus: sie helfen uns bei der Vitaminaufnahme, sind das Gerüst für unsere Zellen, stellen eine Energiequelle für uns dar und unterstützen zudem im Allgemeinen unsere Gesundheit.
  • Lipide sind grundsätzlich natürlich. Synthetische Stoffe dieser Klassen bezeichnet man in der Regel als kationische Lipide.

Nachweise

  1. Mortimer; Müller (2015). Chemie: Das Basiswissen der Chemie. Thieme Verlag.
  2. Horton et al. (2008). Biochemie. Pearson Studium - Biologie.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Lipide

Lipide gehören neben Kohlenhydraten und Proteinen zu den drei Makronährstoffen. Sie bestehen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, aber enthalten neben C und H ein weiteres Element: Sauerstoff. Sie können aber auch Phosphor, Stickstoff, Schwefel oder andere Elemente enthalten.

Lipide haben zahlreiche Funktionen, die für alle lebenden Organismen von Bedeutung sind. Die Funktionen beinhalten Energiespeicherung, Zellerkennung, Isolierung und Schutz.

Triglyceride entstehen durch eine Kondensationsreaktion zwischen Glycerin und den Fettsäuren. So entsteht eine kovalente Bindung zwischen den beiden Reaktionspartnern. 

Lipide sind lipophil. Das bedeutet, sie sind "fettliebend". Sie bestehen aus einem lipophilen Kohlenwasserstoff-Rest und einer hydrophilen Kopfgruppe. Sie sind also amphiphil. Das bedeutet, dass sie sowohl hydrophil als auch lipophil sind.

Finales Lipide Quiz

Frage

Was sind Lipide?

Antwort anzeigen

Antwort

Lipide sind biologische Makromoleküle. Zusammen mit Kohlenhydraten, Proteinen und Nukleinsäuren sind sie in lebenden Organismen unverzichtbar. Sie bestehen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, aber enthalten neben C und H ein weiteres Element: Sauerstoff. Sie können aber auch Phosphor, Stickstoff, Schwefel oder andere Elemente enthalten.

Frage anzeigen

Frage

Sind alle Fette Lipide?

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Antwort

Ja

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Frage

Kannst Du alle Lipide als Fette bezeichnen?

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Antwort

Nein

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Frage

Warum sind Lipide amphiphil?

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Antwort

Sie bestehen aus einem lipophilen Kohlenwasserstoff-Rest und einer hydrophilen Kopfgruppe. Das bedeutet, dass sie sowohl hydrophil als auch lipophil sind.


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Frage

Wie kann die Hydrophobie bei Lipiden umgangen werden?

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Antwort

Um die Hydrophobie zu umgehen, werden in der Praxis häufig sogenannte Tenside verwendet.

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Frage

Was bewirken Tenside?

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Antwort

Tenside ermöglichen es, Lipide und Wasser miteinander zu vermengen. Das funktioniert deshalb, weil Tenside die Oberflächenspannung zwischen zwei eigentlich nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten mildern beziehungsweise lösen können. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist das bekannteste Tensid und wozu dient es? 

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Antwort

Das bekannteste und älteste Tensid ist Seife. Seife ermöglicht es Dir, in Kombination mit Wasser Fette von Deiner Haut zu lösen.

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Frage

Zu welchen Strukturen können sich Lipide zusammenlagern? 

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Antwort

Sie können sich zu Mizellen, Liposomen und einer Lipid-Doppelschicht zusammenlagern. 

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Frage

Was ist eine Mizelle?

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Antwort

Bei einer Mizelle schließen sich mehrere Lipide zu kugelförmigen Lipiden zusammen.

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Frage

Wie ist ein Liposom aufgebaut?

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Antwort

Ein Liposom ist eine Anordnung von Lipiden, die von einer weiteren Schicht Lipiden umschlossen wird.

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Frage

Wie tragen Lipide zur Struktur von Zellen bei?

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Antwort

Lipide finden sich sowohl in den Membranen an der Zelloberfläche (auch Plasmamembranen genannt) als auch in den Membranen, die die Organellen umgeben.

Frage anzeigen

Frage

Welche Aufgabe erfüllen Lipide in Zellmembranen?

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Antwort

Sie tragen dazu bei, dass die Membranen flexibel bleiben und ermöglichen es lipidlöslichen Molekülen, diese Membranen zu passieren.

Frage anzeigen

Frage

Welche Lipide zählen zu den membranbildenden Lipiden?

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Antwort

Phospolipide

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Frage

Welche sieben Arten von Lipiden gibt es?

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Antwort

  1. Fettsäuren

  2. Triacylglycerine

  3. Wachse

  4. Phospholipide

  5. Sphingolipide

  6. Glycolipide

  7. Isoprenoide

Frage anzeigen

Frage

Wie können Lipide zur Zellerkennung beitragen?

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Antwort

Lipide, an die ein Kohlenhydrat gebunden ist, werden Glykolipide genannt. Ihre Aufgabe ist es, die Erkennung von Zellen zu erleichtern, was für die Bildung von Geweben und Organen entscheidend ist.

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