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

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.

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.

Abbildung 1: Aufbau einer Mizelle

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

Abbildung 2: Aufbau eines Fettmoleküls

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.

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.