Phospholipide

Phospholipide, auch Phosphatide genannt, sind in jeder Zelle des menschlichen Körpers enthalten und gehören zur Familie der Membranlipide. Sie bilden den Hauptbestandteil der Lipiddoppelschicht einer Biomembran, zum Beispiel der Zellmembran. In der Myelin-Membran der Schwann´schen Zellen, die die Axone der Nervenzellen umgeben, ist der Phospholipidgehalt besonders hoch. Er beträgt etwa 80 % [5]. Phospholipide sind amphipolare Lipide, das heißt sie setzen sich aus einem hydrophilen Kopf und zwei hydrophoben Kohlenwasserstoffschwänzen zusammen [1, 5]. Phosphatide bestehen aus Fettsäuren und Phosphorsäuren, die einerseits mit den Alkoholen Glycerin oder Sphingosin, andererseits mit den stickstoffhaltigen Wirkgruppen Cholin, Ethanolamin, Serin oder Inosit verestert sind [1, 5]. Die Phosphoglyceride beziehungsweise Glycerophospholipide, die als Baustein den dreiwertigen Alkohol Glycerin besitzen, sind in der Natur am weitesten verbreitet [5].

Zu den häufigsten in einer Zellmembran auftretenden Phospholipiden gehören:  

• Phosphatidyl-Cholin – Lecithin, PC
• Phosphatidyl-Serin (PS)
• Phosphatidylethanolamin (PE)
• Sphingomyeline (SM)

Phosphatidyl-Serin ist ausschließlich in der Innenschicht der Zellmembran – zytoplasmatische Seite –, Sphingomyelin zum größten Teil in der Außenschicht der Biomembran – exoplasmatische Seite – zu finden [1].
Phosphatidyl-Cholin und Phosphatidylethanolamin sind in beiden Membranschichten angereichert, jedoch in unterschiedlicher Konzentration. PC ist überwiegend Bestandteil der exoplasmatischen Seite, während PE hauptsächlich der zytoplasmatischen Seite der Zellmembran angehörig ist [1]. Der Bedarf an Phospholipiden wird vom Körper selbst hergestellt oder über die Nahrung aufgenommen und nach der Eigensynthese den Körperzellen zugeführt [3]. Der Gehalt eines Organs des Organismus – auch der Pflanze – an Phosphatiden ist unterschiedlich verteilt. Hohe Phospholipidkonzentrationen sind vor allem in Knochenmark (6,3 bis 10,8 %), Gehirn (3,7 bis 6,0 %), Leber (1,0 bis 4,9 %) und Herz (1,2 bis 3,4 %) vorzufinden [2, 3]. 

Funktionen

Phospholipide weisen unterschiedliche Eigenschaften auf. Das liegt zum einen an deren entgegengesetzt geladenen Kopfgruppen – Phospholipide in der äußeren Membran sind positiv, die in der inneren Membran negativ geladen oder neutral –, zum anderen an den Fettsäuren [1, 5].

Die Menge und relative Zusammensetzung der Fettsäuren in den Phospholipiden, welche abhängig ist von der Nahrungsaufnahme, ist ganz entscheidend. Beispielsweise ist ein hoher Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren, wie Arachidonsäure (AA) und Eicosapentaensäure (EPA), von Bedeutung, da aus AA und EPA wichtige Lipidmediatoren – Prostaglandine PG2, PG3 – entstehen, die aus Phospholipasen generiert werden [1, 5]. Prostaglandine beeinflussen unter anderem den Blutdruck, die Blutgerinnung, den Lipoproteinstoffwechsel sowie allergische und entzündliche Vorgänge [3, 4, 6]. Phospholipide verleihen Zellmembranen bestimmte allgemeine Eigenschaften.

Die Phospholipide sind zusammen mit anderen Membrankomponenten, wie zum Beispiel Cholesterin, Proteinen und Kohlenhydraten in Form von Glykolipiden und Glykoproteinen, in permanenter Bewegung, wodurch sich die Biomembranen in einem „flüssig-kristallinen“ Zustand befinden [5]. Bei mehr oder weniger intensiver Bewegung der Membrankomponenten variiert der Grad der Fluidität (Fließfähigkeit). Bestimmend hierfür ist unter anderem die Lipidzusammensetzung der Membran [5]. Je mehr ungesättigte Fettsäuren in der Membran, desto durchlässiger ist jene für Wasser. Somit wird die Fluidität erhöht [1]. Dieser Effekt beruht auf den cis-Doppelbindungen der ungesättigten Fettsäuren, die ein „Abknicken“ der Fettsäureschwänze und damit eine Störung der geordneten „Kristallstruktur“ der Membran verursachen [5]. Die Phospholipiddoppelschicht der Plasmamembran übt eine Barrierefunktion aus [1, 5]. Diese Barriere ist von wesentlicher Bedeutung, damit sich die Inhaltsstoffe der Zelle nicht ungezielt mit dem extrazellulären Medium vermischen können. Die Existenz der Plasmamembran ist demzufolge wichtig, um einen Zusammenbruch des zellulären Stoffwechsels und damit den Zelltod zu verhindern [1, 5]. 

Des Weiteren wurden die folgenden Fachbücher für die Verfassung dieses Artikels herangezogen [7-9].

Literatur

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L: Biochemie. Spektrum Akademischer Verlag; 2003; 5. Auflage
2. Elmadfa I, Leitzmann C: Ernährung des Menschen. 134-138. Verlag Eugen Ulmer Stuttgart; 2004; 4., korrigierte und aktualisierte Auflage  
3. Hahn A: Nahrungsergänzungsmittel. 1. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 2017
4. Kasper H: Ernährungsmedizin und Diätetik. 11-23. Urban & Fischer Verlag; Elsevier GmbH, München 2004
5. Rehner G, Daniel H: Biochemie der Ernährung. 7-14. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg/Berlin; 2002; 2. überarbeitete und erweiterte Auflage
6. Schmidt E, Schmidt N: Leitfaden Mikronährstoffe. 337-342. Urban & Fischer Verlag; München, Februar 2004
7. Biesalski HK, Bischoff SC, Pirlich M, Weimann A (Hrsg.): Ernährungsmedizin. Nach dem Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer. 5. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2017
8. Hahn A, Ströhle A, Wolters M. Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. 4. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 2023
9. Matissek R, Hahn A: Lebensmittelchemie. 10. Auflage, Springer Spektrum Verlag, Heidelberg 2023