Phospholipide

Phospholipide einfach erklärt

Phospholipide gehören zur Gruppe der Membranlipide. Das sind relativ kleine Lipide, die über eine Esterbindung mit Phosphorsäure verknüpft sind. Sie sind neben Glykolipiden und Cholesterin für den Aufbau von tierischen und pflanzlichen Biomembranen verantwortlich.

Übrigens: Sind die beiden Teile des Phospholipids über Glycerin miteinander verbunden, sprichst du von einem Phosphoglycerid.

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Phospholipide in der Zellmembran

Phospholipide verfügen über einen hydrophoben (= wassermeidenden) und einen hydrophilen (= wasserliebenden) Anteil.  Diesen Aufbau bezeichnest du als amphiphil. Dadurch können Phospholipide in wässrigen Bedingungen Doppelschichten ausbilden.

Auf diese Art grenzen sie zum Beispiel im menschlichen Körper Zellkompartimente voneinander ab. Sie wirken dabei wie eine Barriere und verhindern eine Vermischung zwischen dem Innen- und dem Außenraum der Zelle.

Phospholipide Definition

Phospholipide (auch Phosphatide, engl: phospholipids) sind Lipide, die über eine Esterbindung mit Phosphorsäure verknüpft sind. Sie sind Hauptbestandteil aller tierischer und pflanzlicher Zellmembranen

Phospholipide Aufbau

Phospholipide besitzen einen besonderen Aufbau, denn sie bestehen aus einer polaren Kopfgruppe und einer unpolaren Schwanzgruppe. Diese Struktur bezeichnest du auch als amphipathisch.  

Der unpolare Anteil setzt sich aus zwei Kohlenwasserstoffketten zusammen, die meist geradzahlig und unverzweigt sind.  Beispiele hierfür sind Fettsäuren wie die Palmitinsäure (14 C-Atome, keine Doppelbindung) oder auch die Linolsäure (18 C-Atome, 2 Doppelbindungen) dar. 

Die polare Kopfgruppe besteht aus einer Phosphatgruppe, die oft mit weiteren polaren Molekülen verknüpft ist.

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Aufbau Phospholipid

Phospholipide Einteilung

Du teilst Phospholipide aufgrund ihrer chemischen Struktur in zwei Gruppen ein:

  1. Phosphoglyceride
    Das Grundgerüst der Phosphogylceriden besteht aus Glycerin.  Wie bei den Triglyceriden sind die Fettsäuren mit Glycerin über eine Esterbindung verbunden. Bei den Phosphoglyceriden ist dies aber nur an zwei C-Atomen der Fall. Das dritte C-Atom des Glycerinmoleküls ist mit einer Phosphorsäuregruppe über eine Esterbindung verknüpft. Daraus ergibt sich Phosphatidat.

Die Phosphatgruppe kann wiederum mit einer OH-Gruppe (Hydroxylgruppe) polarer Moleküle verbunden sein. Ist hier das Molekül Cholin beteiligt, entsteht Phosphatidylcholin. Unter Beteiligung von Ethanolamin ergibt sich hingegen Phosphatidylethanolamin.

  1. Sphingomyeline
    Sphingomyeline sind vor allem in Zellmembranen von Nervenzellen (= Neuronen) enthalten.  Sie bilden hier den größten Teil der sogenannten Myelinscheide, die die Nervenfasern (= Axone) umhüllt. Die Myelinscheide sorgt dabei für den Schutz der Nervenzellen und beschleunigt die Weiterleitung von elektrischen Impulsen.
Phospholipide Synthese, Transport und Abbau

Phospholipide werden im glatten Endoplasmatischen Retikulum (ER) in allen Zellen hergestellt. Der Transport zu den benötigten Zellkompartimenten läuft mittels Vesikeln ab. Der Abbau der Phospholipide erfolgt durch Spaltung mithilfe von Enzymen, den sogenannten Phospholipasen

Phospholipide Funktion

Aufgrund ihrer amphipathischen Struktur besitzen Phospholipide besondere Eigenschaften. Diese unterscheiden sich grundlegend von denen anderer Lipide. Die polare Kopfgruppe ist hydrophil und kann mit polaren Substanzen in Wechselwirkung treten. Diese Wechselwirkungen bezeichnest du auch als Dipol-Dipol-Wechselwirkungen.

Die unpolaren Fettsäureschwänze hingegen sind hydrophob und wechselwirken deshalb mit unpolaren Molekülen. Weil Phospholipide sowohl hydrophile als auch hydrophobe Anteile besitzen, sind sie amphiphil. Amphiphile Substanzen können sich sowohl in unpolaren als auch in polaren Medien lösen.

Befinden sich Phospholipide in einer wässrigen Umgebung, passiert Folgendes: Ihre polaren „Köpfe“ orientieren sich nach außen an die ebenfalls polaren Wassermoleküle. Die unpolaren, hydrophoben Kohlenwasserstoffschwänze hingegen stoßen die Wassermoleküle ab. Sie lagern sich stattdessen bevorzugt aneinander. Zwischen ihnen herrschen dabei sogenannte hydrophobe Wechselwirkungen .

Schließlich bilden sich bestimmte abgegrenzte Zellräume, die du Kompartimente nennst. Hier unterscheidest du zwischen der Doppellipidschicht, der Mizelle und dem Liposom.

Doppellipidschicht

Phospholipide sind Hauptbestandteil der Biomembranen aller tierischer und pflanzlicher Zellen. Durch das Aneinanderlagern der unpolaren Fettsäurereste entsteht eine Doppelschicht, die auch als Phospholipiddoppelschicht oder Bilayer bezeichnet wird. Diese stellt eine wichtige Barriere dar und ermöglicht so die Bildung zweier getrennter Bereiche.

Dabei werden so zum einen der Innen– und Außenraum der Zelle voneinander abgegrenzt. Zum anderen findet aber auch bei Zellorganellen innerhalb der Zelle eine solche Trennung statt, wenn diese von einer Membran umgeben sind. Dazu gehören beispielsweise der Golgi-Apparat , das Endoplasmatische Retikulum  oder auch die Mitochondrien . Es entstehen jetzt sogenannte Reaktionsräume

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Aufbau einer Doppellipidschicht

Übrigens: Je mehr ungesättigte Fettsäuren in der Membran vorhanden sind, desto ungeordneter ist die Struktur. Sie ist somit durchlässiger für Wasser, du sprichst auch von Fluidität .

Mizellen

Mizellen zeigen eine weitere Möglichkeit der Anlagerung von Phospholipiden in wässriger Umgebung. Bei ihnen handelt es sich um kugelförmige Aggregate, deren polare Köpfe nach außen ragen und deren unpolare Kohlenwasserstoffschwänze miteinander wechselwirken. Das kommt auch beim Wäschewaschen zum Einsatz. Durch Mizellen wird nämlich der meist unpolare Schmutz effektiv aus der Kleidung entfernt und abtransportiert.

Liposomen

Auch Liposomen sind kugelförmige Aggregate. Im Gegensatz zu den Mizellen lagern sie allerdings zusätzlich Wasser ein. Die Membranhülle besteht hier nämlich aus einer Phospholipiddoppelschicht.

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Mizelle und Liposom im Vergleich

Liposomen finden häufig Anwendung in Medikamenten oder Kosmetika.

Phospholipide — häufigste Fragen 

  • Wie ist der Phospholipide Aufbau?
    Das Molekül Phospholipid besitzt meist zwei hydrophobe Fettsäuren und eine hydrophile Phosphatgruppe. Dabei spielt es eine wichtige Rolle für die Zelle, weil es unter anderem in Zellmembranen vorkommt.
     
  • Was sind Besonderheiten des Phospholipids?
    Als natürliche Tenside kommen Phospholipide zum Beispiel in Gallenflüssigkeit und Surfactant (Substanz in der Lunge) vor. Aber sie funktionieren auch als intrazelluläre Signalmoleküle. Die Bildung (Biosynthese) der Phospholipide hängt stark mit der Zellmembran zusammen.

Lipide 

Super! Jetzt kennst du dich mit den Phospholipiden aus. Welche weiteren Arten von Lipiden es gibt, erfährst du in diesem Video dazu! 

Zum Video: Lipide
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