Lipide: Klassifizierung, Eigenschaften und Funktionen

Lipide: Ein Überblick

Lipide sind eine vielfältige Gruppe von organischen Verbindungen, die in Wasser unlöslich, aber in organischen Lösungsmitteln löslich sind. Sie spielen eine wichtige Rolle in lebenden Organismen, unter anderem als Energiespeicher, Bestandteile von Zellmembranen und als Signalmoleküle.

Klassifizierung der Lipide

Lipide können in drei Hauptkategorien eingeteilt werden:

• Verseifbare Lipide: Diese Lipide können durch Hydrolyse in einfachere Verbindungen gespalten werden. Sie werden weiter unterteilt in:
  • Einfache Lipide:
    • Acylglyceride (Fette und Öle): Ester aus Glycerin und Fettsäuren. Sie können in Mono-, Di- und Triacylglycerine unterteilt werden.
    • Wachse: Ester aus langkettigen Fettsäuren und langkettigen Alkoholen.
  • Komplexe Lipide (Heterolipide):
    • Glycerolipide:
      • Glyceroglucolipide: Bestehen aus Glycerin, zwei Fettsäuren und einem Monosaccharid.
      • Glycerophospholipide: Bestehen aus Glycerin, zwei Fettsäuren, Phosphorsäure und einem Alkohol oder Aminoalkohol. Sie sind wichtige Bestandteile von tierischen Zellmembranen.
    • Sphingolipide: Bestehen aus einem Sphingosin (einem Aminoalkohol), einer Fettsäure und einer weiteren Komponente.
• Nichtverseifbare Lipide: Diese Lipide können nicht durch Hydrolyse gespalten werden. Dazu gehören:
  • Terpene: Abgeleitet von Isopreneinheiten. Beispiele sind Vitamin A, Vitamin K und Gummi.
  • Steroide: Abgeleitet vom Steran. Ein wichtiges Steroid ist Cholesterin, welches eine Vorstufe von Gallensäuren, Vitamin D, Sexualhormonen (wie Cortison und Aldosteron) ist.
  • Prostaglandine: Abgeleitet von der Prostansäure. Sie üben eine lokale hormonelle Wirkung aus.

Fettsäuren: Bausteine der Lipide

Fettsäuren sind Carbonsäuren mit einer langen Kohlenwasserstoffkette (typischerweise 12 bis 22 Kohlenstoffatome) und einer Carboxylgruppe (-COOH) am Ende. Sie werden unterteilt in:

• Gesättigte Fettsäuren: Enthalten keine Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen. Sie haben eine gestreckte, zickzackförmige Struktur mit einem Winkel von etwa 109,5° zwischen den Bindungen.
• Ungesättigte Fettsäuren: Enthalten eine oder mehrere Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen. Die Doppelbindungen führen zu einem Knick in der Kette mit einem Winkel von etwa 123°.

Eigenschaften von Fettsäuren

• Veresterungsreaktion: Fettsäuren können mit Alkoholen unter Bildung von Estern und Wasser reagieren.
• Verseifungsreaktion: Fettsäuren können mit einer starken Base (z. B. Natronlauge) unter Bildung von Seife und Wasser reagieren.
• Amphipathischer Charakter: Fettsäuren besitzen sowohl einen polaren Teil (die Carboxylgruppe) als auch einen unpolaren Teil (die Kohlenwasserstoffkette). Daher sind sie in Wasser schwer löslich.
• Schmelzpunkte:
  • Gesättigte Fettsäuren bilden untereinander Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den OH-Gruppen der Carboxylgruppen und Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Kohlenwasserstoffketten aus. Daher haben sie relativ hohe Schmelzpunkte.
  • Ungesättigte Fettsäuren bilden weniger Wasserstoffbrückenbindungen und schwächere Van-der-Waals-Kräfte aus. Daher haben sie niedrigere Schmelzpunkte als gesättigte Fettsäuren.
• Autoxidation: Ungesättigte Fettsäuren können mit Sauerstoff reagieren (Autoxidation). Dabei werden die Doppelbindungen gespalten und es entstehen Aldehyde, die für den ranzigen Geruch verantwortlich sind.
• Essentielle Fettsäuren: Einige ungesättigte Fettsäuren können vom menschlichen Körper nicht synthetisiert werden und müssen daher mit der Nahrung aufgenommen werden. Diese Fettsäuren werden als essentielle Fettsäuren bezeichnet.