PBC Basics: Lipide

0:41 An den Hydroxygruppen, den zwei, die noch übrig sind, können organische Substanzen, Substituenten, Substanzen, Substituenten geknüpft werden oder daran geknüpft werden.

1:10 So liebe Freunde der gepflegten Volklinik. Seid ihr bereit? Seid ihr motiviert?

1:14 Da sind wir wieder.

1:15 Fabian und Tim sind heute mit mir hier für die erste Folge der neuesten, größten, besten und fantastischsten Staffel, die ihr je gehört habt.

1:23 Kann ich schon ein bisschen Forschungslor werden?

1:25 Ja, oder? Situs versus der Forklinik-Podcast, vorher eher so der Anatomie-Podcast, aber, Freunde der, Freunde unter der Sonne, es ist soweit. Millionen, die Massen haben sich gewünscht. Sie standen hier bei unserem Fenster von unserem, von hier diesem Studio in meinem Schlafzimmer und haben geschrien, gebt uns die Biochemie, gibt uns die Physio.

1:50 Es geht los. Mit den Starten. Mit dem Starten in die weiten und Tiefen der BC und Physio geht es jetzt quasi zu den Big Playern, zur Champions League der Vorklinik, würde ich fast sagen, oder? Ja, zum Grand Prix, ja, zur Tour-Kinse.

2:06 Das sagst du aber auch bei fast jeder Folge, muss ich sagen. Jetzt kommt die Krone der Schatz.

2:12 Aber so viele Superlativen haben wir fast noch nie geschafft vor der Folge.

2:17 So. Aber es soll keine strikte Aufträngung der Fächer geben, weil auch wir bei unserer Arbeit für das Physikum damals alle gemerkt haben, dass es irgendwie doch dummerweise zusammenhängt und dass es nicht immer nur schwarz und weiß gibt, sondern dass es meistens irgendwie, naja, doch das vernetzende Denken, das Verständnis fördert und deswegen wollen wir so vorgehen.

2:39 Aber trotzdem vorher, damit wir alle auf demselben Level sind, soll es nochmal vier Folgen geben zu den Basics aus Biochemie und Physio, die dann tatsächlich noch relativ fächerspezifisch sind, aber das ist dann auch das Einzige. Aber halt eben auch einfach, weil ich das Gefühl hatte, dass manchmal so der ein oder andere Prof so ein, keine Ahnung, Bachelor of Science vorausgesetzt hat für seine Vorlesungen, ist es halt, denke ich, auch noch gerade wichtiger, nochmal bei Null anzufangen, weil das hilft, glaube ich, allen nochmal ganz gut.

3:07 Und ich denke, wenn wir damit starten, geht's ab. Und ja, welcome to Basic. Ganz kurze Werbung.

3:19 Im letzten Semester habe ich endlich gemacht, was ich mir schon sehr lange vorgenommen hatte. Ich habe mich bei der Klausurvorbereitung nicht mehr müde von Text zu Text gekämpft, um hier irgendwie die Fakten reinzuhämmern, sondern ich habe mit den intuitiven und einprägsamen Merkbildern von Meditricks gelernt.

3:33 Merkhilfen wie zum Beispiel der campende Bäcker für den Campylobacter haben mir nicht nur einen Schmunzel auf die Lippen gezaubert, mit solchen kreativen Bildern kann man sich gerade die ganzen vorklinischen Fakten einfach viel besser merken. Probiert es aus. Ihr werdet Spaß haben und viel seltener alles von vorne lernen müssen.

3:51 Wenn ihr Lust bekommen habt, Meditrix mal auszuprobieren, da klickt euch jetzt mit dem exklusiven Code SIDUSINVs15. 15% Rabatt auf euer nächstes Meditricks-Abo. Sidusin versus 15. Jetzt sichern. Das war's schon.

4:09 Genau. Willkommen zu unseren Basic-Folgen. Wir starten erstmal mit Biochemie. Biochemie.

4:15 Da geht die Diskussion schon wieder los. Nein.

4:17 Chemie, Chemie, Chemie. Okay, wir starten mit Biochem.

4:21 Das sind auch Basic. Wir starten mit BC. Wir starten mit Biochemie.

4:25 Nein. Das war doch richtig.

4:26 Ja, stimmt, das war richtig.

4:28 Die Biochemie beschäftigt sich auf jeden Fall mit chemischen Vorgängen in Lebewesen. Und um da erstmal zu verstehen, was da eigentlich abgeht, brauchen wir Grundwissen über die Bausteine, aus denen unser Körper und das, was darin passiert, aufgebaut ist. Und so die großen Gruppen sind die Lipide, die Kohlenhydrate und die Proteine.

4:50 Und heute wollen wir uns zuerst mal mit den Lipiden beschäftigen und in der nächsten Folge dann mit den Kohlenhydraten und den Proteinen.

4:59 Was sind jetzt Lipide überhaupt? Also, Lipide sind erstmal eine sehr heterogene Stoffgruppe, die irgendwie schwierig zu klassifizieren ist, weil sie so vielfältig ist. Sowas liebt der Medizinstudent. Ah, so ist es richtig schön zum Auswendiglernen. Perfekt. Wenig Vorgaben, wenig sinnhafte Einordnung optimal.

5:20 Und hier ist es jetzt auch noch so, dass man sie eben nicht so über ihre chemischen Eigenschaften, oh, jetzt sage ich selber schon, gell? Also die chemischen Eigenschaften kann man hier nicht so heranziehen, um sie einzuordnen, sondern eben die physikalischen. Und bei den Lipiden wird quasi die Löslichkeit genommen, um sie einzuordnen.

5:39 Als gemeinsames Merkmal, was die Lipide alle verbindet, ist ihre schlechte Wasserlöslichkeit. Man spricht dann auch davon, dass sie hydrophob sind. Oder lipophil. Das ist quasi genau das Gleiche. Zurückzuführen ist das auf apolare Anteile in diesen Lipiden und als Merkhilfe kann man sich hier hernehmen, dass das Grundprinzip quasi ist, Gleiches löst sich in Gleichem.

6:00 Ja, den lateinischen Spruch Similias, Similibus, Solvuntur oder was ich.

6:06 Was muss man ins Latinum doch genutzt, ich glaube.

6:08 Das steht in irgendeinem Asterix-Heft mit so einem Sternchen drin. Keine Ahnung. Also feststeht einfach, Polaris löst sich in Polarem und Unpolaris löst sich in Unpolarem. Das ist genauso auch mit den Lipiden. Leo, wie du löscht nochmal was. Also. Und was gibt es als letztes eben noch zu sagen, dass diese, dass die Lipide oft auch amphatische bzw.

6:33 amphiphile Eigenschaften haben. Das heißt, dass sie sowohl polare als auch apolare Molekülanteile in sich tragen. Dazu werden wir aber später mehr berichten.

6:44 Und jetzt Service, ein kleines organische Chemie 101. Was ist denn eigentlich Polarität? Stellt euch dazu Hulk und Leo vor. Also ich weiß nicht, ob man Hulk kennt, dass halt dieser grüne Riese, ne? Das war nicht das Problem bei der Aussage. Das ist der mit dem Bizeps. Ach so, ach so. Ist ja nett. Jetzt bin ich gespannt.

7:06 Stellt euch Hulk und Leo vor, die miteinander Traut ziehen. Hulk ist ein Sauerstoffatom und Leo ist so ein kleines Wasserstoffatom.

7:14 Ich glaube, ich weiß, worauf das ihnen ausmacht.

7:15 Und das Tau ist quasi die Valenzelektronenbindung zwischen den beiden. Also so eine ganz normale Bindung in einem Molekül. Und Hulk zieht natürlich dank der Muskeln viel stärker als Leo und gewinnt immer einen größeren Teil von dem Seil. Also von der Bindung. Und Elemente haben eine Eigenschaft, die der Kraft von Hulk ähnelt, nämlich die Elektronegativität.

7:37 Und je höher die ist, desto stärker können Atome von diesem Element, also zum Beispiel Sauerstoff, in einer Elektronenpaarbindung zwei Bindungselektronen an sich ziehen. Also so eine Bindung hat ja einmal zwei Elektronen und die sind dann halt eher auf der Seite vom Hulk, also eher auf der Seite vom Sauerstoff.

9:08 Zumindest, wenn man ein Molekül aus Atomen von verschiedenen Elementen hat, wenn diese Elemente dann unterschiedliche Werte für die Elektronegativität haben, also unterschiedliche Kräfte, dann zieht eben ein Atom stärker als das andere. Und dass das stärker diese negativen Ladungen an sich zieht, wird deshalb partiell negativ geladen.

9:28 Das ist keine echte Ladung, also die Elektronen gehören ihm nicht komplett, aber es hat einfach da eine höhere Elektronendichte, weil es die näher an sich ranzieht. Und diese Bindung zwischen den beiden Atomen nennt man dann polar. Und das Molekül hat jetzt ein sogenanntes Dipolmoment, weil es an einer Stelle eben eher positiv und an der anderen eben eher negativ ist.

9:50 Beispielsweise bei Wasser H2O hat das O, also Hulk, die höhere Elektronegativität, ist deshalb partiell negativ geladen. Und dafür ist das Wasserstoff, also Leo, partiell positiv geladen. Und damit haben wir auch da quasi ein Dipol im Molekül. Und die Wassermoleküle lagern sich jetzt zueinander, dass immer die eher positive Wasserstoffseite des Moleküls zur Sauerstoffseite des zweiten zeigt.

10:18 Und da bilden sich dann sogenannte Wasserstoffbrücken oder auch H-Brücken aus zwischen den zwei Molekülen, die vom einen positiv polarisierten H zu den freien Elektronenpaaren vom anderen Sauerstoff gehen. Und das bezeichnet man als intermolekulare Bindung, weil sie Zwischenmolekülen ist, im Vergleich zu intramolekularen Bindungen, die innerhalb eines Moleküls sind.

10:44 Genau, soviel dazu. Ich glaube, die Einleitung hätten wir nicht bringen können, wenn Leo vorher gewusst hätte, was auf ihn zukommt.

10:50 Also grundsätzlich lassen wir das so nur, ich schneide halt so, dass Hulk und meinen Namen immer vertauscht sind, ne?

10:56 Das machst du ja so immer.

10:58 Auf jeden Fall sind Lipide unpolar und die werden eben einfach dann, zum Beispiel bei Wasser, werden die dann einfach rausgedrückt, weil diese Wassermoleküle eine viel stärkere Anziehung zwischende haben. Und die Lipide, die haben ja dann weder positive noch negative Partialladung, zumindest nicht wirklich signifikant, und bieten damit gar keinen wirklichen Angriffspunkt für so eine intermolekulare Bindung.

11:22 Deshalb können die da einfach rausgedrückt werden.

11:25 Sehr gut, was sind jetzt nochmal zusammengefasst die wichtigsten Eigenschaften von Lipiden, die dann natürlich auch quasi konstituieren, für deren Funktion sind. Nummer eins, das hatte Tim gerade schon angedeutet, ist, dass die Lipide hydrophob sind. Das heißt, die stehen echt nicht auf Wasser und drücken das quasi aus sich raus, lassen es nicht an sich ran, verbinden sich nicht damit.

11:45 Wie gesagt, Lipide sind fettliebend. Dann sind Lipide auch fluid, das heißt, sie wechseln immer so ein bisschen zwischen so einem eher flüssigen und eher festen Zustand, kennt jeder von flüssiger Butter, die härter wird, wenn man sie in den Kühlschrank legt. Und dann können Lipide eben auch noch Membranen passieren.

12:05 Und das ist sehr wichtig, weil die Membranen ja selber aus Lipiden quasi bestehen. Das heißt, hier löst sich wieder Gleiches in Gleichem und Lipide können, ohne irgendwelche großen Kanäle zu brauchen, in die Zellen rein. Das ist zum Beispiel dann für Steroidhormone super wichtig, für deren Funktion. Was sind die wichtigsten Funktionen von Lipiden?

12:27 Wie gesagt, es sind Membranbestandteile, also von Zellen und auch Zellorganellen. In Fetten bzw. Lipiden kann viel Energie auf geringer Dichte gespeichert werden. Und beziehungsweise die Energie ist sehr hoch, die Energiedichte ist sehr hoch, aber der Platz, den dabei so ein Lipid braucht, ist sehr niedrig.

12:49 Das heißt, es kann auf wenig Platz viel Energie gespeichert werden. Lipide können auch Signalmoleküle sein und sind als Vitamine und Kofaktoren wichtig für unsere normale Körperfunktion. Wie können die Lipide jetzt eingeordnet werden in die verschiedenen Klassen? Das geschieht anhand ihrer Polarität.

13:10 Da sind die wichtigsten Begriffe, die man kennen sollte, der der Apolarität. Das heißt, apollar wären Fettsäuren, Triacyglycerine und Isoprenoide. Also die sind quasi ungeladen, nicht polar. Und dann gibt es noch amphifile Lipide, das wären Phospho- und Sphingolipide. Die haben beide Anteile, die haben eine polare Kopfgruppe und einen apolaren Schwanz.

13:36 So sieht es aus.

13:37 Gut, also dann haben wir auf jeden Fall jetzt schon mal schön mal die Grundlagen erarbeitet. Dann steigen wir mal tiefer ein in den Aufbau von der Ganze.

13:52 Genau, also wir steigen jetzt mal tiefer in den chemischen Aufbau ein. Im Grunde gibt es so einen Baukasten, aus dem wir uns dann die verschiedensten Lipide zusammenbauen können. Und wir wollen jetzt mal schauen, was da so drin sind an Bausteinen. Nämlich gibt es Fettsäure, Alkohole, Phosphorsäure und Isopren, so als wichtigste Bausteine.

14:13 Die Fettsäuren, das sind einfach Carbonsäuren, die bestehen aus einer langen Kette von Kohlenstoffatomen, die miteinander verbunden sind und die an den dann noch freien Valenzelektronen einfach Wasserstoffatome, also H-Atome gebunden haben. Kurzer Reminder nochmal zur Elektronegativität. H hat auch eine geringere Elektronegativität als Kohlenstoff und drückt deshalb die Elektronen quasi zum Kohlenstoff hin, beziehungsweise Kohlenstoff zieht die halt an.

14:41 Aber weil die H-Atome gleichmäßig um die Kohlenstoffatome verteilt sind, gleichen sich die Effekte immer aus. Also es ziehen von beider Seite, werden die gleichmäßig da reingedrückt und deshalb ist die Kette dann insgesamt trotzdem unpolar.

14:56 Kann man sich gut vorstellen, wenn die quasi sich gegenüberliegen und beide gleichmäßig schieben, wenn man so will, dann bewegt sich netto nichts zur einen Seite hin.

15:07 Genau, und dann haben wir noch einen eigentlich polaren Anteil der Fettsäuren, nämlich die Carboxygruppe, die eigentliche Säuregruppe COOH an einem Ende. Und wie gesagt, die ist zwar polar, fällt aber je länger die Fettsäure ist, umso weniger ins Gewicht, sodass die dann trotzdem insgesamt apolar ist.

15:28 Alkohole sind ein weiterer Baustein vieler Lipide, die definieren sich einfach über ihre Hydroxy, also über ihre OH-Gruppe. Dann gibt es noch die Phosphorsäure, H3PO4. Da ist einfach Phosphat in der Mitte und außenrum sind drei OH-Gruppen und ein Sauerstoffatom gebunden. Dann gibt es noch das Isopren.

15:52 Das Isopren ist ein C5-Körper, also besteht aus fünf Kohlenstoffatomen und davon sind zwei über Doppelbindungen verbunden. Das heißt, es ist ungesättigt.

16:03 Jetzt ist es ja immer so, dass quasi so ein Alkohol, zum Beispiel bei Triacylglycerinen, verbunden ist mit so einem Fettsäurerest, so einem Lang. Und jetzt wollen wir nochmal kurz anschauen, welche Bindungstypen da so vorkommen. Zunächst mal, wenn ein Alkohol mit einer Carbonsäure oder auch Fettsäure verbunden ist, dann geschieht das über Esterbindungen.

16:24 Alkohol und Phosphorsäure sind dann Phosphorsäure-Ester. Und wenn Alkohol und Alkohol zusammenkommen, das kann auch sein und die können auch quasi, ja, können die lipidähnliche Eigenschaften dann einnehmen, schon auch. Genau, ja. Genau. Weil das wäre dann auch ein Alkohol und ein zweiter Alkohol und die werden mit einer Etherbindung verbunden und man nennt sie dann Etherlipide.

16:52 Diese Bindungen zwischen einem Alkohol und einer lipidartigen Substanz oder eben lipophilen Substanz sind alle hydrolytisch. Das heißt, sie sind mit Wasser spaltbar. Das macht auch viel Sinn, weil es umgekehrt nämlich bei der Bildung dieser Bindung zur Freisetzung oder zum Ausstoß quasi von Wasser kommt.

17:15 Und jetzt schauen wir nochmal genauer auf die Fettsäuren.

17:19 Wie gesagt, haben Fettsäuren eine lange Kohlenstoffkette mit einer Carboxy, also einer Carbonsäuregruppe an einem Ende. Und diese Fettsäuren müssen jetzt irgendwie benannt werden. Und die werden benannt nach der Anzahl der Kohlenstoffatome in der Kette. Dabei als erstmal das C der Carboxygruppe, das C1, kann man sich merken.

17:43 Und das erste C der Kette ist dann das C2 und so weiter. Und so werden die durchnummeriert. Und dann gibt es eine standardisierte Nomenklatur, die sogenannte Iopark-Nomenklatur. Und da geht es dann letztendlich wirklich darum, wie nenne ich jetzt so eine Fettsäure, wenn ich die vor mir habe. Erstmal, wie gesagt, man erzählt die Anzahl der Kohlenstoffatome und zwar nur die, die in dieser einen längsten Kette sind.

18:13 Und dann ist die Benennung genauso wie bei den Alkanen. Also die Alkane sind ja Methan, Ethan, Propan und so weiter, je nach Anzahl der C-Atome. Und da wird einfach noch Säure angehängt. Zum Beispiel Ethansäure. Leider gibt es dann immer noch sogenannte Trivialnamen, die eigentlich gar nicht trivial sind.

18:32 Und dann wird eben Ethansäure nicht Ethansäure, sondern Essigsäure genannt. Oder Metansäure, Ameisensäure und so weiter. Das ist ein bisschen nervig. Also wenn ihr das können müsst, dann muss man das leider irgendwie einfach lernen. Sollte es innerhalb dieser Säure eine Doppelbindung geben, dann wird dem Namen der Säure auch analog zu den Alkenen, die ja auch eigentlich wie Alkane sind, bloß das in der Doppelbindung vorkommt, wird dann die Position der Doppelbindung und ob die cis- oder trans konfiguriert ist vorangestellt.

19:08 Man hat dann so einen Namen wie zum Beispiel cis 9 Oktadekensäure, was einfach bedeutet an der neunten Stelle Doppelbindung, Octadechen, also es gibt insgesamt 18 Cs und die Doppelbindung, da gibt es eine Cis-Konfiguration. Einfacher ist das, ist die systematische Nomenklatur. Hier nimmt man einfach die Anzahl der C-Atome, da macht man einen Doppelpunkt und dann sagt man Anzahl der Doppelbindung.

19:36 Also für das Beispiel der Cis-9-Octa-Dekensäure, das wäre dann einfach 18 Doppelpunkt 1. Deutlich entspannter. Man weiß aber dann natürlich nicht, wo die Doppelbindung ist. Was man sonst noch kennt, ist die Omega-Nomenklatur zum Beispiel, wobei die C-Atome von hinten, also vom Gegenende zur Carboxylgruppe, gezählt werden.

19:57 Der Klassiker, die Omega-3-Fettsäure, bedeutet dann, dass die Fettsäure am dritten C von hinten gezählt eine Doppelbindung hat. Und eine Übersicht über die wichtigsten Trivialnamen der Fettsäuren, findet ihr hoffentlich bald auf unserer Insta-Seite. Genau, dann könnt ihr da nochmal drauf schauen. Wir haben uns gedacht, wir beten die jetzt nicht alle runter.

20:21 Naja, das wäre, glaube ich, dann doch schon etwas einschläfernd.

20:24 Naja. Was einem auch noch oft über den Weg läuft bei den Lipiden, ist der Sättigungsgrad von solchen Fettsäuren. Das haben wir bestimmt alle schon mal auch so in den Medien vielleicht gehört, es gibt gesättigte und ungesättigte Fettsäuren. Und die bösen Fette, ne? Genau, es gibt die guten, die einen sind eher gesund, die anderen sind eher ungesund.

20:45 Und was hat es damit eigentlich jetzt auf sich? Es ist so, die ungesättigten Fettsäuren haben einfach Doppelbindungen. Und man kann sich das so vorstellen, dass die quasi noch nicht satt, noch nicht gesättigt sind, weil sie noch H-Atome aufnehmen, quasi essen können. Das funktioniert eben über diese Doppelbindung, da kann eine quasi rausklappen und mit dieser kovalenten Bindung ein H-Atom festhalten.

21:08 Und dabei wird diese Doppelbindung quasi aufgespalten und zur Einfachbindung. Gesättigte Fettsäuren hingegen haben jetzt keine Doppelbindung mehr, haben die maximale Zahl an Substituenten um die C-Atome, in dem Fall eben H-Atome, erreicht und sind somit gesättigt. Doppelbindungen innerhalb von Fettsäuren liegen jetzt meistens isoliert vor voneinander.

21:34 Das heißt, dass quasi zwischen zwei Doppelbindungen jeweils zwei Einfachbindungen kommen. Also man kann sich das so vorstellen, zwischen dem einen C und dem nächsten ist eine Doppelbindung und dann muss erstmal in der Reihe einmal eine Einfachbindung zwischen zwei Cs kommen und dann nochmal eine Einfachbindung zwischen zwei Cs, bevor wieder die nächste Doppelbindung kommen darf.

21:56 Nur dann ist die Doppelbindung isoliert. Und hat das jetzt auch irgendeine Relevanz? Es ist zum Beispiel so, dass dieses isolierte C-Atom jetzt in der Mitte zwischen zwei Doppelbindungen besonders anfällig ist für so Radikalbildungen. Also das nennt man auch Autoxidation. Das heißt, wenn zum Beispiel Butter oder irgendwelche Fette ranzig werden, ist das genau, was passiert.

22:19 Es ist so eine Wechselwirkung von dem Sauerstoff aus der Luft mit diesem Fett dann. Die Fettsäuren werden quasi radikalisiert und dafür ist es, ist diese Struktur mit diesem isolierten C-Atom auch verantwortlich.

22:32 Und wenn ihr euch jetzt fragt, warum wir das überhaupt hier gesagt haben, was ja schon ein bisschen random ist, das wurde ich tatsächlich im Physikum gefragt. Deshalb sind wir da drauf gekommen.

22:42 Sowas vergisst man nicht mehr, oder?

22:44 Ja, sowas vergisst man irgendwie echt nicht.

22:45 Tiefe einschneidende Erfahrungen, die einfach das Leben prägen.

22:48 Ja, aber die Liebträume erzeugen. Da seht ihr mal, wie humanistisch wir eingestellt sind und wie selbstlos, dass wir solche Erfahrungen an euch weitergeben wollen, dass ihr da leichter durch. Ach ja, der Pflegesnobelpreis kommt nächste Woche an, gell? Ja, stimmt. Subi. So, jetzt nochmal ganz kurz: Unterscheidung von essentiell und nicht essentiell, gibt es auch, hört man auch öfter, dass Fettsäuren so eingeteilt werden.

23:14 Essentielle Fettsäure ist einfach eine, die mit der Nahrung aufgenommen werden muss. Die Doppelbindung ist hier distal vom C9-Atom in der Fettsäure. Und nicht essentielle Fettsäuren können vom Körper selber hergestellt werden.

23:34 Kurz als Hintergrund, dass mit der Doppelbindung distal von C9 ist eben einfach so, dass die Enzyme des Körpers solche Fettsäuren nicht mehr herstellen können. Und deshalb sind die dann eben essentiell. Genau, und dann haben Fettsäuren noch typische chemische Eigenschaften, wie in den meisten anderen Stoffen natürlich auch, eine Schmelztest.

23:51 Temperatur und die hängt jetzt von verschiedenen Dingen ab. Einmal hat ja vorhin hatte ich glaube ich noch nicht erwähnt. Ich hatte die Haarbrücken erwähnt. Das war ein Beispiel für eine intermolekulare Wechselwirkung. Dazu braucht man aber sehr polare Moleküle. Das sind Fettsäuren nicht gibeln, aber auch untereinander intermolekulare Wechselwirkung aus.

24:13 Und das sind die sogenannten van der Waals-Kräfte. Die beruhen darauf, dass die Elektronen nie still sind, sondern die bewegen sich immer. Und dann kann es zufällig so passieren, dass mal eine Art spontan induzierter Dipol entsteht, einfach weil die Elektronen eben gerade zufällig alle in derselben Ecke sind.

24:32 Und dann können die so leichte Bindungen zwischen sich ausbilden. Und von diesen Fernerwalskräften können umso mehr ausgebildet werden, je länger diese Kette von Kohlenstoffatomen ist. Deshalb ist allgemein die Schmelztemperatur bei längeren Fettsäuren höher. Außerdem spielt noch die Anzahl der Doppelbindungen eine Rolle.

24:51 Weil Doppelbindungen führen immer zu Knicken im Molekül. Und wenn so ein Molekül geknickt ist, kann man sich vorstellen, dann kann man zwei Fettsäuren schlechter quasi direkt nebeneinander legen, weil die eine ja irgendwann dann abgeknickt ist. Und deshalb ist es so, je weniger Doppelbindungen wir haben, also je gesättigter die Fettsäure ist, desto stärker können die intermolekularen Wechselwirkungen sich ausbilden und desto höher ist dann auch die Schmelztemperatur.

25:18 Also wenn man eine hohe Schmelztemperatur haben möchte, also letztendlich ein eher festes Fettraumtemperatur, dann will man eine möglichst lange Kette und möglichst wenige Doppelbindungen. Und die Fluidität als Eigenschaft fällt sich genau andersrum. Heißt, je ungesättigter und kürzer, desto fluider sind Fettsäuren.

25:41 Aber zum Beispiel in der Zellmembran möchte man ja eher, dass das Ganze schön flutscht, genau, und dadurch eher mehr Fluidität. Das heißt, hier wären Fettsäuren mit Knick drin dann eher erwünscht.

25:54 Außer bei den Lithid Rafts, da haben wir doch auch schon mal drüber geredet. Genau, die sind dann wieder festere Bereiche. Aber ja, allgemein gibt es ja da dieses Fluid Mosaik Modell, das dann auch so rumschwimmt.

26:04 So, liebe Freunde. Alles hat seine Zeit. Genau.

26:08 Jetzt haben wir unseren Baukasten ein bisschen das kleinste Detail besprochen und erklärt. Jetzt ist natürlich noch die Frage, was kann man denn mit da so Schönes draus bauen aus unseren Stückchen? Liebe Freunde der Vorklinik, bevor es losgeht, brauchen wir noch ganz kurz eure Hilfe. Wir sind nominiert beim Deutschen Podcast-Preis in der Kategorie Beste Information.

26:35 Diese Kategorie wird über ein Publikumsvoting entschieden und wir brauchen eure Stimme. Hierbei würdet ihr uns unfassbar helfen, wenn ihr kurz auf den Link in der Folgenbeschreibung klickt und uns eure Stimme gebt. Dauert nur 5 Sekunden. Ihr seid die allerbesten. Viel Spaß bei der Folge.

26:55 Ja, steigen wir vielleicht gleich mal mit dem wichtigsten Vertreter ein, mit dem richtig, also mit dem Chef-Fett, kann man sagen. Das sind die Tax, die Triacylglycerine. Die kennt man. Das ist das ganz normale Speicherfett, was auch in Fettsellen im Bauch, an anderen Stellen halt überall gespeichert wird und oft nicht so sonderlich beliebt ist, aber da wird es nun mal gespeichert.

27:19 Und wir schauen uns jetzt mal die Struktur an. Wir haben als erstes eben einen Alkoholanteil, das wäre hier das Glycerin. Das ist ein dreivertiger Alkohol. Das heißt aber einfach, dass dieser Alkohol drei OH-Gruppen hat, an die halt irgendwas angebaut werden kann. In dem Fall wären es Fettsäuren, die da angebaut werden können, drei Stück, die über Esterbindungen angefügt werden.

27:42 Tax sind der bedeutendste Energiespeicher des Menschen. Warum? Weil zum einen auf sehr kleinem Volumen Energie wasserfrei speicherbar ist. An diese Lipide kommt ja kein Wasser dran, hatten wir gesagt, weil sie fettliebend und nicht wasserliebend sind. Warum können in diesen Triacyglyceriden so viel Energie gespeichert werden?

28:07 Das liegt daran, dass die C-Atome stark reduziert sind. Somit ist die Energieausbeute, wenn man die Energie da jetzt wieder rausholt, aus die Fette quasi abbaut und somit Energie freisetzt, ist die Energieausbeute hoch. Abgebaut werden die Tax durch Hydrolyse der Esterbindung, also der Bindung zwischen Glycerin und Fettsäure, zum Beispiel durch ein Enzym, das heißt Pancreaslipase.

28:34 Die Lipasen, also Fetspalten der Enzyme, katalysieren die Reaktion zum Beispiel von Triazyglycerin zusammen mit H2O, weil ja quasi Wasser wieder eingebaut werden muss, zu Diacyglycerin. Das heißt, eine Fettsäure wird abgespalten und wir haben ein Glycerin, wo noch zwei Fettsäure nur noch dranhängen. Im weiteren Schritt wird jetzt Diacyglycerin wieder mit H2O durch eine Lipase, diesmal zu Monoazylglycerin abgebaut.

29:04 Wieder wird eine Fettsäure frei und die kann verwendet werden, um daraus Fettenergie zu gewinnen.

29:11 Genau, jetzt haben wir einiges über die Tax gehört. Eine andere wichtige Lipidgruppe sind die Phospholipide. Und die haben genauso wie die Tax als Rückgrat ein Glycerin, also wieder diesen dreiwertigen Alkohol. Eine Ausnahme ist Phingomyelin, da kommen wir später noch drauf. Aber grundsätzlich wird an dieses Glycerin-Rückgraten wieder drei OH-Gruppen, an die irgendwas gehängt werden kann.

29:35 Beim C1 kommt da eine Fettsäure ran, beim C2 auch, jeweils über Esterbindung. Die beim C1 ist in der Regel gesättigt, beim C2 in der Regel ungesättigt. Und am C3, jetzt das Namensgebende, da hängt über die Hydroxygruppe verestert ein Phosphat dran, also im Grunde das Anion der Phosphorsäure. Und an diesem Phosphat hängt noch eine Kopfgruppe dran.

30:03 Und das ist in der Regel irgendein organischer Substituent, meist ein Alkohol. Und diese Verknüpfung insgesamt am C3 nennt man Phosphodiester-Bindung. Das heißt deshalb so, wenn man sich jetzt mal anschaut, die Bindung zwischen dem Glycerin und dem Phosphat, das ist im Grunde einfach eine Phospho-Eester-Bindung, also eine Phosphomonoester-Bindung.

30:26 Aber weil dieses Phosphat auf der einen Seite mit dem Glycerin verestert ist und auf der anderen Seite mit der Kopfgruppe ist, spricht man eben von einer Phospho-Diester-Bindung.

30:37 Jo. So, und jetzt ist natürlich wieder die Frage, was kann ich denn jetzt an Köpfen so dran kloppen?

30:43 Genau, die Kopfgruppen sind wichtig für die Ladungsbestimmung. Und da in diversen Praktika oder so bekommt man das auch dann mit, dass man quasi über diese Kopfgruppen errechnen soll, ist jetzt so ein Lipid positiv oder negativ geladen, quasi anhand der Bilanz zwischen positiven und negativen Ladungen.

31:01 Hier ist nur wichtig, dass ihr die Phosphatgruppe, die ja quasi immer an so einer Kopfgruppe beteiligt ist, negativ damit einberechnet, weil die ja eine negative Ladung hat. Das ist also in der Nettorechnung nie vergessen. Genau, und die Kopfgruppen bestimmen aber die chemischen Eigenschaften jetzt dieses Phospholipids.

31:20 Kopf ist mal wieder quasi die Schaltzentrale und das wichtigste Körperteil an der Schaffung. Halleluja. Diese Kopfgruppen hängen jetzt quasi an dem Phosphat und damit auch dem Alkohol dran und bestimmen die chemischen Eigenschaften von Lipiden. Dafür gibt es jetzt verschiedene Beispiele, das könnt ihr euch alles mal angucken.

31:47 Die haben fancy Namen, da gibt es Ethanolamin, da wird das Lipid dann zum Phosphatidylethanolamin, es gibt Cholin, es gibt Serin und es gibt Inositol. Dazu wird es auch noch eigene Folgen geben, weil dazu gerne Fragen gestellt werden. Hier ist nur entscheidend, dass die Kopfgruppen die chemischen Eigenschaften eines Phospholipides bestimmen.

32:08 Eine Sonderform ist das Phingomyelin, einfach deswegen, weil das Phingosin an sich ein anderes Grundgerüst ist, also quasi kein normaler Alkohol wie das Glycerin, aber dazu später auch nochmal mehr.

32:22 Diese Phospholipide, wir können sie auch noch genauer Glycerophospholipide nennen, eben wegen dem Glycerin-Rückgrat, die können durch Phospholipasen gespalten werden. Und da gibt es ja so drei, vier, die man vielleicht kennen sollte, und die spalten an unterschiedlichen Stellen. Die PLA1, also die Phospholipase A1, spaltet einfach zwischen Glycerin und Fettsäure am C1, die PLA2 am C2 und die Phospholipase C ist vielleicht noch wichtig.

32:52 Die spaltet die Phosphosäuredi-Esterbindung, also zwischen dem Phosphat und Glycerin am C3.

33:00 Dann kommen wir jetzt zur anderen Gruppe, die ich auch gerade schon angesprochen hatte. Das sind die Sphingolipide. Hier ist das Besondere, dass das Sphingomyelin als Vertreter dieser Klasse zum einen zu Sphingolipiden gehört und zum anderen zu den Phospholipiden. Es gibt auch noch andere Sphingolipide.

33:18 Aber jetzt zum Aufbau von Spingolipiden. Hier haben wir Spingosin anstelle von Glycerol, wie bei den von Tim gerade genannten Glycerophospholipiden. Spingosin ist ein Aminoalkohol, das heißt, wir haben hier eine Amin mit zwei Hydroxygruppen in einem Gerüst verknüpft. Spingosin wird über diese Aminogruppe jetzt mit einer Fettsäure verknüpft.

33:44 Da nennt man es auch Ceramid, das ganze Ding. An den Hydroxygruppen, den zwei, die noch übrig sind, können organische Substanzen, Substituenten, Substanzen, Substituenten geknüpft werden oder daran geknüpft werden. Und zwar zum Beispiel Phosphatidylcholin, dann hätten wir Sphingomyelin. Wenn da Glucose dran geknüpft wird, dann hat man das Cerebrosid.

34:13 Ja, Cerebrosid, da gibt es auch diverse Merkhilfen, die man in Repetitorien hören kann. Auf jeden Fall hier sei nur noch gesagt, wenn jetzt Kohlehydrate an das Spingosin gebunden sind.

34:26 Das ist komplexer als die Glucose.

34:27 Genau, also quasi Ketten von Monosacchariden, dann wird das Ganze zu einem Gangliosid.

34:36 Ja, am Anfang ist es nur ein Bro und wenn es mehrere sind, dann ist es eine ganze Gang.

34:39 Da ist sie merke ich.

34:41 Genau, und das ist dann zum Beispiel vor allem in ZNS auch relevant in der Biochemie da.

34:46 Weil Spingolipide nämlich besonders gerne in Membranen vorkommen.

34:52 Allgemein kommen diese Phosphor- und Sphingolipide vor allem in Membranen vor und eben auch als Vorstufen von Signalmolekülen wie dem Inositoltristhosphat. Bei den Membranen gibt es dann auch noch eine charakteristische Aufteilung, welche Lipide eher außen oder eher innerhalb der Zelle sind. Dazu aber noch mehr in der Folge zu den Membranen, die bald kommen wird.

35:15 Es gibt jetzt noch eine Gruppe, die wir noch besprechen möchten, nach den Phospho- und Sphingolipiden, noch die Isoprenoide. Die Isoprenoide bestehen aus Isoprene-Einheiten. Das ist relativ simpel. Das war dieser C5-Körper, der zwei Doppelbindungen im Molekül hat. Sehr abgefuckt. Und unpolar ist, genau.

35:37 Und wenn man jetzt, also wir stellen uns das ganz einfach vor, wie so ein Legostein, wenn wir jetzt zwei davon nehmen, dann haben wir nicht mehr einen C5-Körper, sondern schon einen C10-Körper. Und dann nennen wir das nicht mehr Isopren, sondern Terpen. Und wenn wir sechs Isoprin-Einheiten haben, dann nennen wir das diesen C30-Körper einfach Triterpen.

35:57 Und aus einem bestimmten Triterpen, nämlich dem Squalen, werden durch einige weitere Reaktionen, aber auch gar nicht so viele, die Steroide. Insbesondere zum Beispiel das Cholesterin gebildet. Dazu auch irgendwann mehr. Und andere prominente Isoprenlipide sind fettlösliche Vitamine. Da gibt es die Merkhilfe EDK, also E, D, K und A sind die fettlöslichen.

36:23 Und ein anderes Isoprenlipid ist zum Beispiel das Ubichinon, was ja in der Atmungskette vorkommt.

36:30 Wenn wir jetzt zum Abschluss nochmal einmal einen Blick in die Klinik werfen, dann sind mit diesem Thema vor allem verbunden die sogenannten lysosomalen Speicherkrankheiten. Denn es ist so, dass Glycerophospholipide und auch die Sphingolipide nur in Lysosomen, in den Zellen abgebaut werden können. In diesen Lysosomen kommen saure Hydrolasen vor.

36:52 Und wenn es jetzt da zum Beispiel durch einen genetisch bedingten Mangel an diesen Hydrolasen zu einem Ausfall dieser Funktion kommt, dann akkumulieren natürlich Lipide im Organismus, weil sie nicht mehr in Lysosomen abgebaut werden können. Findet das zum Beispiel im ZNS statt, dann kommt es zum Beispiel zu zytotoxischen Folgen, das heißt, Zellen können kaputt gehen und was daraus resultiert, sind dann halt oft schwere körperliche oder geistige Behinderungen.

37:21 Das heißt, so unwichtig das Ganze und so klein es vielleicht wirken mag, die Auswirkungen sind echt immer brutal, weil es natürlich zentrale Steuereinheiten betrifft und somit wirklich nichts Wünschenswertes ist. Und genau, so viel mal zur Klinik, dass ihr noch so ein bisschen wisst, wofür es. Genau.

37:43 Die Sinnhaftigkeit darf an der Stelle nicht verloren gehen. Und Leo hat nämlich noch, wenn wir schon bei Sinnhaftigkeit sind, was sehr Sinnvolles für euch.

37:51 Dann, Freunde, die drei Dinge, die man sich unbedingt merken sollte, nämlich alles das, was unsere schlauen Herrschaften hier gesagt haben. Lipide sind anhand der Löslichkeit definiert. Inwiefern sie in was wie gut löslich sind. Ihre Funktion ist sehr vielfältig. Es können Membranbestandteile sein, Signalmoleküle, Energiespeicher oder auch Teile von Vitaminen oder Vitamine selbst.

38:14 Und es gibt oft ein Grundgerüst, was man sich wirklich gut einprägen sollte, weil dann macht das Lernen das Ganze oder macht das ganze Lernen um einiges leichter, weil nämlich die verschiedenen Kopfgruppen dann die Eigenschaften bestimmen, aber dann nicht mehr so wild sind, wenn man das Grundgerüst schon kann.

38:31 So. Das war der Anfang vom Ende, Freunde. Physiobiochemie haben wir halt nie mit begonnen.

38:37 Es war mir alle Ehre. Jetzt mit vorne trappen und protein weiter. Danke fürs Zuhören.

38:42 Bis dann, Freunde. Ciao.

39:02 Für die Inhalte in diesem Podcast übernehmen wir keine Gewäre. Der Podcast kann den Besuch von Vorlesungen nicht ersetzen. Wir empfehlen das Studium von einstiegiger Fachliteratur über den Inhalt des Podcasts hinaus.

39:11 Für Risiken und Nebenwirkungen fragen Sie an Arzt und Apotheker.