Lipide

Lipide sind organische Verbindungen, die die gleichen Elemente wie Kohlenhydrate enthalten: Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Das Wasserstoff-Sauerstoff-Verhältnis ist jedoch immer größer als 2:1. Wichtiger für biologische Systeme sind die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen unpolar kovalent, was bedeutet, dass Lipide fettlöslich sind und sich nicht in Wasser auflösen. Es gibt vier biologisch wichtige Lipide:

• Fette
• Wachse
• Phospholipide
• Steroide

Fette

Fette sind große Moleküle, die aus drei Fettsäuremolekülen bestehen, die an ein Glycerinmolekül gebunden sind. Das Fettsäuremolekül ist eine lange Kette von kovalent gebundenen Kohlenstoffatomen mit unpolaren Bindungen an Wasserstoffatome entlang der gesamten Kohlenstoffkette mit einer Carboxylgruppe an einem Ende. Da die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen unpolar sind, ist die Kette hydrophob, was bedeutet, dass sie nicht wasserlöslich sind. Glycerin ist eine Verbindung mit drei Kohlenstoffketten, die sich mit den Fettsäuren verbindet, um ein Fett zu bilden. Typischerweise bindet sich jeder Kohlenstoff im Glycerinmolekül über Dehydratisierungssynthese an das erste Kohlenstoffatom eines Fettsäuremoleküls, so dass das resultierende Fettmolekül einen Glycerinkopf mit drei davon abströmenden Fettsäureketten zu haben scheint. Dieses resultierende Molekül wird als Triglycerid bezeichnet. Da Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen als energiereich gelten, speichern Fette viel Energie pro Einheit. Tatsächlich speichert ein Gramm Fett mehr als doppelt so viel Energie wie ein Gramm eines Polysaccharids wie Stärke. Fette sind Lipide, die von lebenden Organismen für gespeicherte Energie verwendet werden.

Eine gesättigte Fettsäure hat Wasserstoffatome, die an alle verfügbaren Kohlenstoffatome gebunden sind. Eine ungesättigte Fettsäure hat ein oder mehrere Kohlenstoffatome, die doppelt an das benachbarte Kohlenstoffatom gebunden sind, so dass weniger Wasserstoffatome benötigt werden, um eine stabile Elektronenwolke zu erzeugen. Wenn weniger Wasserstoffatome gebunden sind, gilt das Molekül als ungesättigt mit Wasserstoffatomen. Gesättigte Fettsäuren haben also mehr Wasserstoffatome als ungesättigte Fettsäureketten. Durch ihren Stoffwechsel produzieren Pflanzen im Allgemeinen Triglyceride, die ungesättigte Fettsäuren wie Erdnussöl oder Olivenöl enthalten, während Tiere im Allgemeinen Triglyceride produzieren, die gesättigte Fettsäuren enthalten, die der Mensch manchmal in Butter und Schmalz umwandelt.

Wachse

Wachse ähneln Fetten, außer dass Wachse nur aus einer langkettigen Fettsäure bestehen, die an eine langkettige Alkoholgruppe gebunden ist. Aufgrund ihrer langen, unpolaren Kohlenstoffketten sind Wachse extrem hydrophob (dh sie haben keine Affinität zu Wasser). Sowohl Pflanzen als auch Tiere nutzen diese Abdichtungseigenschaft als Teil ihrer Zusammensetzung. Pflanzen verwenden am deutlichsten Wachse für eine dünne Schutzhülle von Stängeln und Blättern, um Wasserverlust zu verhindern. In ähnlicher Weise verwenden Tiere Wachse zu Schutzzwecken; Zum Beispiel verhindert Ohrenschmalz beim Menschen, dass Fremdmaterial in den Gehörgang eindringt und möglicherweise verletzt wird.

Phospholipide

Phospholipide sind Fetten ähnlich, außer dass sie zwei Fettsäureketten haben, die an ein Glycerin gebunden sind, und sie enthalten das Element Phosphor. Phospholipide sind einzigartig, weil sie ein hydrophobes und ein hydrophiles (wasserlösliches) Ende haben. Phospholipide sind biologisch wichtig, da sie die Hauptstrukturkomponenten von Zellmembranen sind. Die Zellmembran wird als Phospholipid-Doppelschicht bezeichnet, da sie aus zwei Phospholipidschichten besteht, die so ausgerichtet sind, dass die hydrophyllische ?kopf? von beiden Molekülen Gesicht nach außen und die hydrophobe ?schwänze? aus beiden Molekülen entsteht das Innere der Membran. Daher sind Wasser und andere Zellflüssigkeiten enthalten. Die hydrophoben Enden für beide Moleküle sind einander auf der Innenseite zugewandt und ermöglichen den Durchgang von akzeptablen und einigen anstößigen Materialien durch die Zellmembran.

Steroide

Steroide unterscheiden sich strukturell von den anderen Lipiden. Das Kohlenstoffgerüst von Steroiden ist gebogen, um vier verschmolzene Ringe zu bilden, die keine Fettsäuren enthalten. Das häufigste Steroid, Cholesterin, wird benötigt, um sowohl die männlichen (Testosteron) als auch die weiblichen (Östrogen) Sexualhormone herzustellen, und es ist ein Bestandteil von Zellmembranen und wird für die ordnungsgemäße Funktion von Nervenzellen benötigt. Übermäßige Mengen an Cholesterin wurden jedoch mit Herzerkrankungen in Verbindung gebracht. Eine weitere beliebte Steroidgruppe sind die anabolen Steroide, die vom Menschen hergestellt werden und die Wirkung des männlichen Hormons Testosteron nachahmen. Ursprünglich als Behandlung für Anämie und bestimmte Krankheiten gedacht, die Muskeln zerstören, haben Sportler sie kürzlich verwendet, um Muskelmasse, Ausdauer und Kraft zu erhöhen?was sie tun werden. Die leistungssteigernden Medikamente haben jedoch einen Preis. Die anabolen Steroide sind mit erhöhten Cholesterinspiegeln, Stimmungsschwankungen, vermindertem Sexualtrieb, möglicher Unfruchtbarkeit und möglichen Verbindungen zwischen Leberschäden und dem daraus resultierenden Leberkrebs verbunden. Bestimmte nützliche fettlösliche Hormone wie Cortisol sind ebenfalls bekannte Steroide.Auszug aus The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004 von Glen E. Moulton, Hrsg.D.. Alle Rechte vorbehalten, einschließlich des Rechts der Vervielfältigung ganz oder teilweise in irgendeiner Form. Wird in Absprache mit Alpha Books, einem Mitglied der Penguin Group (USA) Inc., verwendet.

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