4.Fettsäuren und essentielle Fettsäuren Fettsäuren

Fettsäuren kommen in sehr großen Mengen als Komponenten der verseifbaren Lipide vor; sie sind jedoch nur in geringen Spuren in freier (unveresterter) Form in Zellen und Geweben zu finden. Bisher hat man über 100 verschiedenen Fettsäuren aus den zahlreichen Lipiden von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen isoliert. Alle besitzen eine lange Kohlenwasserstoffkette und eine terminale Carboxyl - Gruppe.

Die Kohlenwasserstoffkette kann gesättigt sein wie in der Palmitinsäure oder ein bis mehrere Doppelbindungen enthalten wie in der Ölsäure. Einige wenige Säuren enthalten Dreifachbindungen. Fettsäuren sind in erster Linie durch ihre Kettenlänge und die Zahl und Position der Doppelbindungen unterschieden (z.B. Palmitinsäure, gesättigt,16 Kohlenstoffatome / erhält das Symbol 16:0). Über die Fettsäuren der höheren Pflanzen und Tiere können folgende allgemeingültige Aussagen gemacht werden:

Sie haben fast alle geradzahlige Kohlenstoffketten mit 14 bis 22 C - Atomen, wobei die mit 16 und 18 C - Atomen überwiegen. Im allgemeinen dominieren die ungesättigten Säuren über die gesättigten Fettsäuren. Essentielle Fettsäuren

Säugetiere können gesättigte und einfach ungesättigte Fettsäuren aus anderen Vorstufen synthetisieren, nicht aber Linolsäure. Fettsäuren, die in der Nahrung von Säugern enthalten sein müssen, werden daher essentielle Fettsäuren genannt. Die verbreitetste essentielle Fettsäure in Säugetieren ist die Linolsäure, die etwa 10 bis 20% der Gesamtsäuren von Triglyceriden und Phoshoglyceriden ausmacht. Linolsäure können von Säugetieren nicht aufgebaut werden: sie müssen aus Pflanzen aufgenommen werden, in denen sie sehr reichlich vorkommen. Essentielle Fettsäuren sind unentbehrliche Vorstufen bei der Biosynthese einer Gruppe von Fettsäurederivaten ( sog. Prostaglandinen ), hormonähnliche Substanzen, die schon in Spuren tiefgreifende Effekte auf einige wichtige physiologische Aktivitäten haben. 5. wesentliche Baumerkmale und Eigenschaften der neutralen Fette

Der Fettsäureester des Alkohols Glycerin werden Acylglycerine genannt (Neutralfette). Wenn alle drei Hydroxyl - Gruppen des Glycerins mit Fettsäuren verestert sind, heißen sie Triacylglycerine. Die Triacylglycerine sind die mengenmäßig größte Gruppe der Lipide und stellen die Hauptkomponente des Speicherfetts in pflanzlichen und tierischen Zellen dar. Sie unterscheiden sich nach Art und Position der drei mit Glycerin veresterten Fettsäuren. Enthalten sie die gleiche Säure in allen Positionen, werden sie einfache Triacylglycerine genannt und nach ihren Säureresten bezeichnet (z.B.:Tristearin, Tripalmitin, Triolein). Gemischte Triacylglycerine enthalten zwei oder drei verschiedenen Säuren.

Die meisten natürlichen Fette sind sehr komplexe Mischungen einfacher und gemischter Triacylglycerine. Der Schmelzpunkt der Triacylglycerine wird durch die Fettsäurekomponenten bestimmt: er steigt generell mit der Anzahl und Länge der Fettsäuren.

Alle Triacylglycerine sind in Wasser unlöslich und bilden auch keine fein verteilten Micellen ( d.h. wie eine einfache Membran, die hydrophilen Komponenten zeigen nach außen zum polaren Lösungsmittel und die hydrophoben bilden den Kern (z.B. Fit bildet Micellen und kann somit Fetteilchen lösen). 6.Bedeutung / Verwendung und Vorkommen -der neutralen Fette ( Acylglycerine )

Die bei Raumtemperatur festen Triacylglycerine werden oft als „Fette“ und die flüssigen als Öle bezeichnet. Fette und Öle werden größtenteils in Form von Nahrungsmitteln verbraucht, da sie gut verdaulich und biologisch verwertbar sind. Manche natürlichen Fette, wie Butterfett und Schweineschmalz, werden mit geringer oder gänzlich ohne Aufbereitung als Nahrungsmittel verwendet. Bestimmte ungesättigte Öle ( z.B. Baumwollsamen- und Erdnussöl) werden zum Teil gehärtet, um ihre Schmelzpunkte zu erhöhen; sie eignen sich dadurch besser als Back- und Bratfett. Die tierischen Fette und Öle von Schaf, Rind, Ziege und Hirsch fasst man unter dem Namen Talg zusammen; sie werden u.a. für Kerzen und Margarine eingesetzt. Natürliche Öle, die Ester ungesättigter Fettsäuren enthalten, werden als trockene Öle bezeichnet, da sie an der Luft ständig einen trockenen Film bilden.

Leinöl und andere Öle dieses Typs kommen in größerem Umfang bei der Produktion von Anstrichstoffen zum Einsatz. Fette dienen auch als Ausgangsstoffe bei der Seifenherstellung. -der Phospholglyceride

Phoshoglyceride kommen vor allem in den Membranen von Bakterien vor und sind hierfür charakteristisch. Ein polares Alkohol der Phoshoglyceride, Cardiolipin, ist auch für die innere Membran der Mitochondrien typisch; es wurde zuerst aus Herzmuskeln isoliert, in denen es sehr viele Mitochondrien gibt.

(abschließend: Sie sind charakteristische Komponente der zellulären Membranen; nur sehr geringe Mengen kommen anderswo in der Zelle vor. -der Steroide

Steoride sind Naturstoffe, die sowohl im Tier- als auch im Pflanzenreich weitverbreitet sind. Zu den Steroiden gehören u.a. Sterine (Alkohole), Gallensäuren, viele wichtige Hormone, einige als Drogen und Gifte bekannte Alkaloide sowie Vitamin -D-Derivate.

Diese Derivate werden beim Menschen durch die Einwirkung von Ultraviolettstrahlung zu Vitamin D umgewandelt. Synthetische Steroide sind pharmakologisch als Kontrazeptiva (Verhütungsmittel, die den Eisprung verhindern) von Bedeutung. Die in der Medizin am häufigsten verwendeten Steroide sind Cortison und zahlreiche Cortisonderivate. Sie werden bei verschiedenen Hauterkrankungen, rheumatischer Arthritis, Asthma, Allergien, einer Reihe von Augenerkrankungen, Niereninsuffiziens und Funktionsstörungen der Nebennierenrinde verschrieben.

Weitere synthetische Steroide sind Anabolika, die stimulierend auf die Proteinsynthese wirken und zum Aufbau von Muskelgewebe verabreicht werden. Das Gesundheitsrisiko ist dabei sehr groß, da diese Steroide schwere Nebenwirkungen haben. 7.Die Problematik des Cholesterins

Cholesterin, eines der bedeutendsten Sterine, kommt in Eukaryonten vor, fehlt aber in den meisten Prokaryonten. Die Plasmamembranen eukaryontischer Zellen sind meistens reich an Cholesterin, während die Membranen ihrer Organellen typischerweise weniger von diesem neutralen Lipid enthalten. Außerdem sind sie in den Lipoproteinen des Blutplasmas vorhanden. In höheren Pflanzen ist Cholesterin jedoch sehr selten.

Viele Nahrungsmittel, insbesondere Milchprodukte und tierische Fette, enthalten Cholsterin. Der Körper kann diese Substanz jedoch auch mit Hilfe cholesterinfreier Stoffe synthetisieren. Untersuchungen haben gezeigt, daß eine cholesterinreiche Ernährung zu abnorm hohen Blutwerten von Cholesterin und den verwandten Fetten und Lipiden führt. Vieles weist darauf hin, daß bei Personen mit erhöhten Werten eine weitaus größere Gefahr von Arteriosklerose und Herzinfakt besteht als bei solchen mit niedrigeren Werten. Ein hoher LDL - Spiegel im Plasma vergrößert auch das Risiko von Herzinfakten und Herzerkrankungen.

Wissenschaftler der Universität Washington wiesen 1998 darauf hin, daß eine ausgewogene Ernährung, nicht jedoch ein radikaler Fettverzicht, Herz- und Kreislaufkrankheiten reduziere. Wer völlig auf Fett verzichte, riskiere einen Rückgang der wertvollen HDL- Lipoproteine. Cholesterine und seine Derivate werden über die Talgdrüsen der Haut abgesondert und halten Haut und Haare geschmeidig.Cholesterin findet man im Nervengewebe und im Blutserum. Aus der Galle kann es in Form von Gallensteinen auskristallisieren. Cholesterin ist eine wichtige Ausgangsverbindung für Hormone. 8.Zusammenfassung

Lipide sind wasserunlösliche Substanzen der Zelle, die mit unpolaren Lösungsmitteln extrahierbar sind. Die komplexen, verseifbaren Lipide enthalten Fettsäuren, die meistens geradzahlig sind und 12 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten. Fettsäuren können mit Hilfe der Gas - Chromatographie getrennt und analysiert werden. In den Triacylglycerinen sind drei Fettsäuren mit den Hydroxyl - Gruppen des Glycerins verestert. Triacylglycerine kommen vor allen Dingen als Reservestoff in den Zellen vor. Phosphoglyceride kommen fast ausschließlich in Membranen vor. Zu den einfachen oder unverseifbaren Lipiden gehören die Steroide. Sterole sind Steroidalkohole; sehr verbreitet in tierischen Geweben ist das Cholesterin. Zu den Steroiden gehören auch Sexualhormone, Hormone der Nebennierenrinde und die Gallensäuren. Polare Lipide bilden in Wasser spontan Micellen. Im Blut werden Lipide in Form von Lipoproteinen transportiert. Es gibt vier verschiedene Klassen von Lipoproteinen, die sich durch ihre Dichte unterscheiden.

Die meisten Membranen enthalten 60 bis 70% Protein und 30 bis 40% Lipid. Es wurden eine Reihe von Membranmodellen entwickelt.

Das beste Modell ist das

„fluid - mosaic - model“, nach dem eine Membran aus einer flüssig - kristallinen Bilayer von Phosphoglyderiden besteht, in die globulären Proteine mehr oder weniger hineinreichen. Einige Proteine der Plasmamembran enthalten Oligosaccharid - Seitenketten, die aus der Zelloberfläche heraustragen. 9.Literaturangabe Microsoft Encarta 1999

Unterricht Biologie = Fachzeitschrift für alle Schulstufen Albert L.Lehninger „Biochemie“ erweiterte Auflage Wissensspeicher „Abiturwissen Biologie“/ DDR Wissensspeicher Schulbuch Biologie Heute Sekundarstufe II Kleiner Leitfaden Naturwissenschaften