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Lipide sind große, verschiedene Moleküle, die durch die Eigenschaft, in Wasser unlöslich zu sein, miteinander verbunden sind. Lipide sind neben Proteinen, Kohlenhydraten und Nukleinsäuren einer der vier Haupttypen organischer Makromoleküle, die für das Funktionieren des Lebens notwendig sind. Lipide sind daran beteiligt, wie der Körper Energie speichert, biologische Prozesse reguliert und die strukturelle Integrität auf zellulärer Ebene aufrechterhält. Ein detaillierteres Verständnis der Lipide kann einen entscheidenden Einblick in die Rolle von Lipiden bei der Beeinflussung wichtiger menschlicher Gesundheitsprobleme geben.
Eigenschaften
Lipide sind eine chemisch vielfältige Gruppe von Verbindungen, aber das entscheidende Merkmal, das alle Lipide verbindet, ist, dass sie hydrophob sind, was bedeutet, dass sie sich nicht mit Wasser mischen oder sich in Wasser gut auflösen. Kohlenstoffatome sind wichtig für die Struktur eines Lipids und anderer organischer Moleküle, da Kohlenstoff mit anderen Atomen maximal vier Bindungen eingeht, was die Bildung einer großen Vielfalt von Molekülen ermöglicht.
Typen
Lipide umfassen Fette, Phospholipide und Steroide. Fette wirken im Energiespeicher. Phospholipide sind wichtig für die Bildung von Zellmembranen, die als „Gate Keeper“ für Zellen fungieren. Steroide erfüllen im Körper verschiedene Funktionen, von der chemischen Signalgebung bis zur strukturellen Funktion. Cholesterin ist ein Steroid, das wichtig ist, um die Struktur der Zellmembranen zu erhalten. Hormone wie Testosteron und Östrogen sind Steroide, die für die Geschlechtsmerkmale verantwortlich sind.
Produktion
Im Körper werden Lipide von einer Zellorganelle produziert, die als endoplasmatisches Retikulum oder ER bezeichnet wird. Es gibt zwei Arten von ER: glattes ER, das Öle, Phospholipide und Steroide produziert, und raues ER, das Phospholipide zur Herstellung von Zellmembranen produziert.
Struktur
Wie bei allen organischen Molekülen besteht das Rückgrat des Lipidmoleküls aus einer Kette von Kohlenstoffatomen. Von dort unterscheiden sich die drei Haupttypen von Lipidmolekülen in ihrer Struktur.
In einem Fett ist ein Glycerin (ein Drei-Kohlenstoff-Alkohol) an einen langen „Schwanz“ gebunden, der aus drei Fettsäuren besteht (daher werden Fette auch als „Triglyceride“ bezeichnet).
Phospholipide sind strukturell ähnlich wie Fette, wobei jedoch nur zwei Fettsäuren an das Glycerin gebunden sind. An die Stelle der dritten Fettsäure tritt eine Phosphatgruppe.
Steroide werden aus vier kondensierten Kohlenstoffringen gebildet, an die unterschiedliche chemische Gruppen gebunden sind, die die Funktion des Moleküls beeinflussen.
Lipide und Gesundheit
Während sich die meiste biomedizinische Forschung auf Proteine und deren Beziehung zur Genfunktion konzentriert hat, werden Lipide zunehmend als Hauptakteure bei Fragen der menschlichen Gesundheit anerkannt. Laut den National Institutes of Health wirken sich Lipid-Ungleichgewichte bei Millionen von Menschen auf der ganzen Welt auf Krankheiten aus. Hoher Cholesterinspiegel wirkt sich auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen aus, die bei Amerikanern die Todesursache Nummer eins sind. Lipide spielen auch bei einer Reihe von Krankheiten eine Rolle, darunter Alzheimer, Krebs, Asthma, rheumatoide Arthritis und andere entzündliche Erkrankungen. Die Identifizierung und Kartierung der Produktion von Lipiden und die Untersuchung, wie Lipide in Zellen miteinander interagieren, können Wissenschaftlern dabei helfen, diese Zustände zu diagnostizieren und zu behandeln.