Phospholipid Definition

Ein Phospholipid ist eine Art Lipidmolekül, das der Hauptbestandteil der Zellmembran ist. Lipide sind Moleküle, zu denen unter anderem Fette, Wachse und einige Vitamine gehören. Jedes Phospholipid setzt sich aus zwei Fettsäuren, einer Phosphatgruppe und einem Glycerinmolekül zusammen. Wenn viele Phospholipide aneinandergereiht sind, bilden sie eine Doppelschicht, die für alle Zellmembranen charakteristisch ist.

Phospholipidstruktur

Ein Phospholipid besteht aus zwei Fettsäureschwänzen und einem Phosphatgruppen-Kopf. Fettsäuren sind lange Ketten, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Kohlenstoff bestehen, während die Phosphatgruppen aus einem Phosphormolekül mit vier angehängten Sauerstoffmolekülen bestehen. Diese beiden Komponenten des Phospholipids sind über ein drittes Molekül, das Glycerin, miteinander verbunden.

Phospholipide können Zellmembranen bilden, weil der Phosphatgruppenkopf hydrophil (wasserliebend) ist, während die Fettsäureschwänze hydrophob (wasserabstoßend) sind. Aufgrund dieser Eigenschaften ordnen sie sich im Wasser automatisch in einem bestimmten Muster an und bilden Zellmembranen. Um Membranen zu bilden, reihen sich die Phospholipide nebeneinander auf, wobei ihre Köpfe auf der Außenseite der Zelle und ihre Schwänze auf der Innenseite liegen. Eine zweite Schicht von Phospholipiden bildet sich ebenfalls, wobei die Köpfe ins Innere der Zelle und die Schwänze nach außen zeigen. Auf diese Weise bildet sich eine Doppelschicht mit den Köpfen der Phosphatgruppen auf der Außenseite und den Schwänzen der Fettsäuren auf der Innenseite. Diese Doppelschicht, die so genannte Lipiddoppelschicht, bildet den Hauptteil der Zellmembran. Die Kernhülle, eine Membran, die den Zellkern umgibt, besteht ebenfalls aus Phospholipiden, die in einer Lipiddoppelschicht angeordnet sind, ebenso wie die Membran der Mitochondrien, des Teils der Zelle, der Energie produziert.

Diese Abbildung zeigt die Lipiddoppelschicht und die Struktur eines Phospholipids:

Phospholipid TvanBrussel

Funktionen von Phospholipiden

Als Membranbestandteile sind Phospholipide selektiv durchlässig (auch semipermeabel genannt), was bedeutet, dass nur bestimmte Moleküle durch sie hindurchgehen können, um in die Zelle ein- oder auszutreten. Moleküle, die sich in Fett auflösen, können sie problemlos passieren, Moleküle, die sich in Wasser auflösen, hingegen nicht. Sauerstoff, Kohlendioxid und Harnstoff sind einige Moleküle, die die Zellmembran leicht passieren können. Große Moleküle wie Glukose oder Ionen wie Natrium und Kalium können nicht ohne weiteres hindurchtreten. Dies trägt dazu bei, dass der Inhalt der Zelle ordnungsgemäß funktioniert und trennt das Innere der Zelle von der Umgebung.

Phospholipide können in der Zelle abgebaut und zur Energiegewinnung verwendet werden. Sie können auch in kleinere Moleküle, die so genannten Chemokine, aufgespalten werden, die eine Vielzahl von Aktivitäten in der Zelle regulieren, wie die Produktion bestimmter Proteine und die Wanderung von Zellen in verschiedene Bereiche des Körpers. Darüber hinaus sind sie in Bereichen wie der Lunge und den Gelenken zu finden, wo sie zur Schmierung der Zellen beitragen.
In der Pharmazie werden Phospholipide als Teil von Drug-Delivery-Systemen verwendet, d. h. von Systemen, die den Transport eines Medikaments durch den Körper zu dem Bereich, auf den es wirken soll, unterstützen. Sie haben eine hohe Bioverfügbarkeit, was bedeutet, dass sie vom Körper leicht aufgenommen werden können. Valium ist ein Beispiel für ein Medikament, bei dem ein auf Phospholipiden basierendes Verabreichungssystem verwendet wird.

In der Lebensmittelindustrie können Phospholipide als Emulgatoren fungieren, d. h. als Substanzen, die Öltröpfchen in Wasser dispergieren, so dass Öl und Wasser keine getrennten Schichten bilden. Eigelb zum Beispiel enthält Phospholipide und wird in Mayonnaise verwendet, damit sie sich nicht trennt. Phospholipide kommen in hohen Konzentrationen in vielen anderen tierischen und pflanzlichen Quellen vor, z. B. in Sojabohnen, Sonnenblumen, Baumwollsamen, Mais und sogar in Kuhhirnen.

  • Lipid – eine Klasse von Molekülen, zu der u. a. Fette, Wachse und einige Vitamine gehören.
  • Hydrophil – ein Molekül, das „Wasser liebt“; es wird von Wassermolekülen angezogen und kann sich normalerweise in Wasser auflösen.
  • Hydrophob – ein Molekül, das „Wasser hasst“; es wird nicht von Wasser angezogen, sondern löst sich normalerweise in Ölen oder Fetten auf.
  • Lipiddoppelschicht – eine Doppelschicht aus Phospholipiden, die die Zellmembran und andere Membranen, wie die Kernhülle und die Außenseite der Mitochondrien, bildet.

Quiz

1. Was ist KEIN Bestandteil eines Phospholipids?
A. Glycerin
B. Fettsäuren
C. Desoxyribose
D. Phosphatgruppe

Die Antwort auf Frage 1
C ist richtig. Jedes Phospholipid besteht aus einem Phosphatgruppenkopf und zwei Fettsäureschwänzen, die durch ein Glycerinmolekül verbunden sind. Desoxyribose ist nicht Teil der Phospholipide; es ist der 5-Kohlenstoff-Zucker, der in der DNA vorkommt.

2. Welches Molekül ist hydrophob?
A. Fettsäure
B. Phosphatgruppe
C. Glucose
D. Carboxylatgruppe

Antwort auf Frage Nr. 2
A ist richtig. Fettsäuren sind hydrophob; sie werden nicht von Wasser angezogen. Sie sind der Teil der Phospholipide, der auf der Innenseite der Lipiddoppelschicht bleibt, die sich natürlich bildet, wenn sich Phospholipide in einer wässrigen Lösung befinden.

3. Was ist eine Funktion von Phospholipiden?
A. Sie sind Teil eines Wirkstoffabgabesystems in einigen Arzneimitteln
B. Sie regulieren zelluläre Aktivitäten wie die Zellmigration
C. Sie bilden die Zellmembran und die Membranen anderer Organellen in der Zelle
D. Alle der oben genannten

Die Antwort auf Frage Nr. 3
D ist richtig. Phospholipide erfüllen alle diese Funktionen im Körper.