Fette und Lipide: Eigenschaften & Funktionen

Eigenschaften von Fettsäuren

Fettsäuren sind amphipathische Moleküle: Sie besitzen eine polare Carboxylgruppe (hydrophiler Charakter) und eine unpolare, hydrophobe Kohlenstoffkette. Wichtige Eigenschaften und Reaktionen sind:

• Esterbildung: Fettsäuren reagieren mit Alkoholen zu Estern (Esterbildung/Veresterung) und geben dabei Wasser ab.
• Hydrolyse / Verseifung: Die Hydrolyse von Estern (z. B. durch Alkalihydrolyse) führt zur Freisetzung der Fettsäure-Salze (Natrium- und Kaliumsalze) — dieser Vorgang wird als Saponifikation bezeichnet und erzeugt Seifen.
• Schmelzpunktbestimmende Faktoren: Der Grad der Ungesättigtheit (Anzahl und Lage der Doppelbindungen) und die Länge der aliphatischen Ketten bestimmen den Schmelzpunkt. Mit zunehmender Kettenlänge nehmen Van‑der‑Waals‑Kräfte zu, was den Schmelzpunkt erhöht. Doppelbindungen erzeugen "Knicks" (Knickstellen) in den Ketten, verringern die Packungsdichte und senken dadurch den Schmelzpunkt.

Fette und Wachse

Fette sind überwiegend Acylglyceride (z. B. Triglyceride), die aus Glycerin und drei Fettsäuren bestehen. Triglyceride sind die am häufigsten vorkommende Form von Fetten; ein Beispiel ist Tripalmitin, das drei gleiche Palmitinsäure-Reste trägt. Diese Moleküle sind im Allgemeinen unpolar und in Wasser unlöslich.

Wachse sind Ester langkettiger Fettsäuren mit langkettigen Alkoholen und dienen als Schutz‑ und Beschichtungsmaterialien (z. B. bei Tierhaaren, Federn).

Typen: pflanzliche Fette, tierische Fette und Wachse. Chemisch sind sie Ester langkettiger Fettsäuren mit einem Alkoholteil (bei Triglyceriden Glycerin; bei Wachsen langkettige Alkohole). Aufgrund ihrer hydrophoben Natur sind sie in Wasser unlöslich, übernehmen aber Aufgaben wie Schutz und Beschichtung.

Verseifbare Lipide: Phospholipide

Phospholipide (auch Phosphoglyceride genannt) stammen von Glycerin ab und sind amphipathische Moleküle mit einer polaren Kopfgruppe und hydrophilen Eigenschaften. Sie sind zentrale Bestandteile biologischer Membranen.

Strukturen in biologischen Membranen

• Micellen: Kugelförmige Anordnungen, bei denen die hydrophilen Kopfgruppen die wässrige Phase nach außen hin exponieren und die hydrophoben Schwänze nach innen zusammenlagern.
• Doppelschichten (Bilayer): Aufbau aus zwei Lagen von Phospholipiden, die zwei wässrige Medien trennen; die hydrophilen Kopfgruppen sind dem Wasser zugewandt, die aliphatischen Ketten liegen einander gegenüber.
• Liposomen: Vesikel, die aus einer oder mehreren Phospholipid-Doppelschichten bestehen und einen wässrigen Innenraum einschließen; werden z. B. in der Forschung als Transportvehikel genutzt.

Unverseifbare Lipide und Steroide

Unverseifbare Lipide umfassen Verbindungen, die nicht durch Hydrolyse in Fettsäuren und Alkohole zerlegt werden, wie z. B. lineare Kohlenwasserstoffe, ungesättigte cyclische Verbindungen und verschiedene andere molekulare Verbände.

Cholesterin und Steroidhormone

Cholesterin ist Bestandteil der Plasmamembran tierischer Zellen und ein Bestandteil der Blut‑Lipoproteine. Es trägt dazu bei, die Membranfluidität zu regulieren und Veränderungen der Membranzustände bei Temperaturschwankungen abzufedern.

Steroidhormone: Dazu gehören Sexualhormone wie Testosteron (bei Männern) sowie Östrogene und Progesteron (bei Frauen). Weitere Steroidhormone, die in der Nebenniere (Nebenniererinde) sezerniert werden, sind Aldosteron und Cortisol.

Gallensäuren

Gallensäuren wie Cholsäure und Desoxycholsäure werden in der Galle gefunden und bilden Salzformen, die als Detergenzien im Dünndarm wirken. Sie emulgieren Fette, wodurch die Fetttröpfchen vergrößert und später durch die Wirkung von Pankreas‑ und Darmlipasen abgebaut werden.