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Lipide BiomoleküleLipide sind chemische Verbindungen, die sich im Allgemeinen gut in organischen Lösungsmitteln und schlecht in Wasser lösen. Sie können polare oder geladene Strukturelemente enthalten und in Wasser Doppelschichten oder Mizellen ausbilden. Zu natürlichen Lipiden gehören zum Beispiel die Fettsäuren, Fette, Wachse, Phospholipide sowie die Isoprenoide und Steroide. Sie erfüllen im Körper viele lebensnotwendige Funktionen. In der Pharmazie werden Lipide unter anderem für die Herstellung von Arzneimitteln, als Wirk- und Hilfsstoffe und als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt. Struktur und Eigenschaften
Lipide zeichnen sich dadurch aus, dass sie in organischen (apolaren) Lösungsmitteln löslich und in Wasser im Allgemeinen schwer oder unlöslich sind. Sie haben lipophile (fettliebende, wasserabstossende) Eigenschaften.
Es existieren auch Lipide, mit polaren Strukturelementen wie zum Beispiel die Phospholipide oder ionisierte Fettsäuren. Sie werden als amphiphil bezeichnet und können Lipiddoppelschichten, Liposomen und Mizellen ausbilden. So schliessen zum Beispiel die Seifen in einer wässrigen Lösung Fette in ihrem Innern ein und wirken so reinigend.
Lipide haben in der Regel einen hohen Anteil an aliphatischen oder zyklischen Kohlenwasserstoffen.
Es sind Naturstoffe, die in allen Lebewesen vorkommen und wie zum Beispiel die Kohlenhydrate, Proteine oder Nukleinsäuren zu den Biomolekülen gezählt werden. Der Mensch kann nicht alle Lipide selbst bilden. So müssen beispielsweise einige Fettsäuren und Vitamine mit der Nahrung aufgenommen werden. Lipide werden auch künstlich hergestellt.
Lipide können bezüglich der Verseifbarkeit eingeteilt werden, d.h. ob sie mit einer starken Base wie Natriumhydroxid (NaOH) hydrolysiert werden können. Zu den verseifbaren Lipiden gehören zum Beispiel die Fette und fetten Öle, zu den unverseifbaren viele Steroide und die Carotinoide.Vertreter
Zu den natürlichen Lipiden werden strukturell sehr unterschiedliche Stoffgruppen gezählt. Im Unterschied zu anderen Biomolekülen haben sie keinen einheitlichen Aufbau:
- Fettsäuren sind Monocarbonsäuren mit einer in der Regel unverzweigten Kohlenwasserstoffkette, die unter anderem in pflanzlichen und tierischen Fetten und fetten Ölen vorkommen. Auch Eicosanide wie die Prostaglandine gehören zu den Lipiden. Es sind Derivate der Arachidonsäure, einer C20-Fettsäure.
- Fette und fette Öle bestehen hauptsächlich aus Triglyceriden, also aus den Estern von Glycerol mit Fettsäuren.
- Wachse sind typischerweise Ester von langkettigen Fettsäuren mit langkettigen und aliphatischen Alkoholen.
- Phospholipide (Phosphoglyceride), bestehen aus einem hydrophilen Kopf mit einer Phosphatgruppe und einem Alkohol, welcher über Glycerol mit zwei Fettsäuren verbunden sind.
- Sphingolipide sind Verbindungen, die anstelle von Glycerol Sphingosin enthalten. Zu ihnen gehören zum Beispiel die Ceramide, die aus Sphingosin bestehen, das über eine Amidbindung an eine Fettsäure gebunden ist. Die Ceramide sind also keine Ester wie die Triglyceride.
- Isoprenoide (Terpenoide) sind eine grosse Gruppe von Naturstoffen, die formal aus Isopren-Einheiten aufgebaut sind. Sie sind zum Beispiel in ätherischen Ölen enthalten. Auch die Carotinoide und die Steroide gehören zu den Isoprenoiden.
- Die Kernstruktur der Steroide besteht formal aus drei fusionierten Cyclohexanen und einem Cyclopentanring. Man nennt diese Ringstruktur Steran oder Cyclopentanoperhydrophenanthren.
Zu diesen Gruppen gehören auch die fettlöslichen Vitamine (A, D, E und K).
Anwendungsgebiete
Lipide haben zahlreiche lebensnotwendige Funktionen im menschlichen Körper. Sie werden unter anderem für die Speicherung von Energie (Triglyceride, Fettsäuren), für die Wärmeisolation, für den Aufbau der Zellmembranen (Phospholipide, Cholesterol, Sphingolipide), als Antioxidanzien (Cartotinoide), für den Metabolismus (Vitamine), für die Signalweiterleitung und Kommunikation (Steroide) und als Schutz vor schädlichen Einflüssen benötigt.
In der Pharmazie werden Lipide zum Beispiel für die Herstellung halbfester Arzneiformen wie Cremen und Salben, als Nahrungsergänzungsmittel (z.B. Omega-3-Fettsäuren), als Hilfsstoffe, für die Herstellung von Körperpflegeprodukten und Kosmetika und als pharmazeutische Wirkstoffe (z.B. Steroide, Vitamine) verwendet.Unerwünschte Wirkungen
„Fette“ haben einen schlechten Ruf und gelten in der Öffentlichkeit als ungesund. Dies gilt allerdings nur bei einer übermässigen und unsachgemässen Zufuhr. Lipide sind essenziell und erfüllen im Körper lebensnotwendige Aufgaben.Literatur
- Arzneimittel-Fachinformation (CH)
- Fachliteratur
- Lehrbücher der Biochemie
- Lexika der Lebensmitteltechnologie
Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.