Phospholipide

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. November 2016
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Phospholipide sind maßgeblich am Aufbau der Zellmembranen beteiligt. Sie stellen komplexe Lipide dar, die eine Phosphorsäureesterbindung enthalten. Außerdem sind sie amphiphil, weil sie einen hydrophilen und einen lipophilen Bereich besitzen.

Inhaltsverzeichnis

Was sind Phospholipide?

Phospholipide sind Glyzerin- oder Sphingosinester mit jeweils zwei Fettsäuremolekülen und einem Phosphorsäurerest, welcher wiederum mit verschiedenen Alkoholen verestert sein kann. Sie sind die Grundbausteine der Zellmembranen und Zellorganellen.

Dort bilden sie eine Doppellipidschicht, die den intrazellulären Raum vom extrazellulären Raum abtrennt. Beide Räume besitzen wässrige Milieus, dessen Moleküle nicht miteinander in Berührung kommen. Die Phospholipidmoleküle enthalten jeweils einen hydrophilen und einen lipophilen Bereich. Der hydrophile Bereich wird durch das Glyzerin und die Phosphatgruppe sowie zusätzlich häufig von dem an der Phosphatgruppe veresterten Alkohol repräsentiert. Der lipophile Bereich befindet sich an den Fettsäureresten. Die lipophilen Gruppen lagern sich zusammen, während die hydrophilen Gruppen voneinander abgeneigt sind.

Dabei enthält die Lipiddoppelschicht jeweils zwei hydrophile Schichten, welche die Zelle nach außen und nach innen abgrenzen. Innerhalb der Doppelschicht liegt der lipophile Bereich. Die Phospholipide werden in Phosphoglyzeride und Sphingomyeline eingeteilt. Des Weiteren können die Phosphorsäurereste unter anderem mit Cholin, Ethanolamin oder mit Serin verestert sein. Bei den Phosphoglyzeriden resultieren daraus Phosphatidylcholine (Lecithin), Phosphatidylethanolamine oder Phosphatidylserine.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Die Phospholipide stellen den Hauptbestandteil der Biomembranen dar. In dieser Funktion separieren sie den Zellinnenraum vom Umgebungsraum. Die gleichzeitige Hydrophilie und Lipophilie befähigen die Phospholipide, als Grenzschicht zwischen Wasser und Öl zu vermitteln.

So lagern sich fettähnliche Stoffe am lipophilen Ende des Moleküls an. Polare Stoffe und wässrige Lösungen binden im hydrophilen Bereich. Dabei werden sowohl Wasser, wasserlösliche Verbindungen als auch wasserunlösliche, aber fettlösliche Verbindungen gleichzeitig in Lösung gebracht. In Wasser bilden Phospholipide immer Doppelschichten aus, deren hydrophile Molekülanteile zum Wasser hin und deren lipophile Molekülbereiche vom Wasser weg weisen. Gleichzeitig bilden die Membranen Räume, innerhalb derer ungestört von äußeren Einflüssen biochemische Reaktionen ablaufen können. Die unpolaren Bereiche der Phospholipide tragen zu deren Fluidität bei.

Dabei lagern sich die unpolaren Fettsäurereste zwar zusammen, aber aufgrund der Unpolarität sind hier die molekularen Wechselwirkungen schwach. So können sich die Kohlenwasserstoffschwänze gegeneinander leicht verschieben. Die hydrophilen Köpfe sind zwar voneinander abgeneigt. Allerdings sind dort stärkere Bindungskräfte für polare Moleküle vorhanden. Durch den lipophilen Charakter der Zellmembran werden zwei wässrige Milieus voneinander abgegrenzt, sodass in beiden Bereichen ungestört biochemische Reaktionen ablaufen können. Über die in der Doppelmembranschicht eingebauten Kanäle können mithilfe von Transportproteinen selektiv Moleküle oder Ionen transportiert werden.

Innerhalb der Doppelmembran vorhandene Rezeptoren leiten Signale in das Innere der Zelle weiter. Von der aus Phospholipiden bestehenden Membran können sich Vesikeln abspalten, die zellfremde Stoffe aufnehmen oder Enzyme beziehungsweise Hormone an den extrazellulären Bereich abgeben können. Des Weiteren dient Lecithin neben seiner Funktion als Membranbaustein auch noch als Ausgangsstoff für die Bildung der Neurotransmitter Acetylcholin und Noradrenalin. Auch im Rahmen der Fettverdauung spielt es eine wichtige Rolle.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Als Phospholipide sind in den Membranen Phosphatidylcholin (Lecithin), Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylserin, Phosphatidylinositol und Sphingolipide vorhanden. Zusätzlich sorgen noch Cholesterin und seine Derivate für die Fluidität der Membran. Die der Zelloberfläche zugewandten Lipide können glykosyliert sein.

Die Synthese der Phospholipide findet im glatten endoplasmatischen Retikulum statt. Von dort werden die Moleküle in Form von Vesikeln an den Bestimmungsort transportiert und in die Membran eingebaut. Im menschlichen Körper finden sich besonders viele Phospholipide im Gehirn, Knochenmark, Leber oder Herz neben ihrem normalen Vorkommen in jeder Zellmembran. Besonders phospholipidreiche Lebensmittel sind Eidotter, Samen, Wurzeln, Knollen, Pilze, Hefe und Pflanzenöle.

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Krankheiten & Störungen

Im Zusammenhang mit Phospholipiden ist das sogenannte Antiphospholipidsyndrom bekannt. Diese Erkrankung kommt hauptsächlich bei Frauen vor und ist durch vermehrtes Auftreten von arteriellen und venösen Thrombosen gekennzeichnet.

In der Folge entstehen häufig Herzinfarkte, Schlaganfälle, Lungenembolien oder Thrombosen. In der Haut treten paradoxe Blutungen auf, sodass es zum verstärkten Verbrauch von Thrombozyten kommt. Häufig kommt es zu Fehlgeburten. Die Ursache für diese Erkrankung ist eine Autoimmunstörung. Das Immunsystem richtet sich gegen bestimmte Phospholipide wie Cardiolipin oder Prothrombin. Dabei handelt es sich jedoch immer um Antikörper gegen die phospholipidassoziierten Proteine. Das Syndrom tritt sowohl allein als auch im Rahmen verschiedener Autoimmunerkrankungen auf, welche dem rheumatischen Formenkreis angehören.

Die häufigste Grunderkrankung stellt der systemische Lupus Erythematodes (SLE) dar. Aber auch im Rahmen von bösartigen Tumoren oder HIV kann sich ein Antiphospholipidsyndrom einstellen. Sekundär kann auch bei rheumatoider Arthritis, Lupus Erythematodes oder dem Sjögren-Syndrom ein Antiphospholipidsyndrom auftreten. Eine wichtige Rolle bei der Pathogenese der Erkrankung spielt das Protein Beta-2-Glycoprotein I. Es liegt als Monomer im Blut vor und bindet unter anderem an die Zellmembran von Monozyten und Thrombozyten, woraufhin die Blutplättchen aktiviert werden.

Bei der Bindung an die Zellmembran kommt es zu Konformationsänderungen des Moleküls, welche es für den Angriff von spezifischen Antikörpern angreifbar macht. Dabei bildet sich ein Dimer, welches an verschiedene Rezeptoren binden kann, die sich in der Membran befinden. In der Folge wird die Thrombenbildung aktiviert. Es gibt auch eine besondere Form der Erkrankung, die besonders junge Männer vom zweiten bis vierten Lebensjahrzehnt betrifft. Dabei handelt es sich um das seltene Hughes-Stovin-Syndrom mit ähnlichen Symptomen.

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