In der obigen Abbildung sehen Sie ein Cholesterin-Molekül. Ich habe den kleinen polaren Teil, der nur aus der Hydroxylgruppe am oberen Cyclohexan-Ring besteht, blau gefärbt und den großen unpolaren Rest des Moleküls gelb. Der unpolare Rest besteht aus zwei Abschnitten. Zunächst kommt der aus vier planaren (flachen) Ringen bestehende Rumpf, der relativ unbeweglich oder steif ist, was eine Folge der Ringbildung ist. Daran schließt sich ein Kohlenwasserstoff-Schwanz an, der recht locker aufgebaut und daher gut beweglich ist.
Obwohl das Molekül hier auf der Webseite so groß aussieht, ist es viel kleiner als ein Phospholipid.
In dem Bild oben habe ich die beiden Zeichnungen von Cholesterin und dem Phosphatidylcholin (Lecithin) mit Photoshop mal so skaliert, dass ungefähr die wahren Größenverhältnisse gezeigt werden. Ich habe mich dabei an dem Buch von ALBERTS et. al (Molecular Biology of the Cell) von 1983 orientiert. In dem Abschnitt "The Fluidity of a Lipid Bilayer Depends on Its Composition" wird ausführlich dargelegt, welchen enormen Einfluss die Cholesterin-Moleküle auf die Fluidität (Flüssigkeitsgrad) der Zellmembran haben. Demnach kommt auf jedes Phospholipid-Molekül in der Zellmembran ein Cholesterin-Molekül.
Die vier Ringe des Cholesterin-Moleküls sind eine relativ starre Struktur. Mit diesen vier Ringen wird die Lipid-Doppelschicht sozusagen stabilisiert. Die Kohlenstoffkette am "unteren" Ende des Cholesterin-Moleküls dagegen lockert die Fettsäure-Ketten der Phospholipide auf und verhindert, dass sie sich zu eng aneinander lagern und so eine kristallartige feste Struktur bilden. Cholesterin stabilisiert also die Membran und lockert sich gleichzeitig auf.
Hier habe ich meine Photoshop-Experimente fortgesetzt und mal eine Lipid-Doppelschicht aus lauter Phospholipd- und Cholesterin-Molekülen konstruiert. Solche künstlichen Membranen hat man im Labor tatsächlich hergestellt und konnte ihre Eigenschaften studieren. Die Bedeutung von Cholesterin hat man auch mit Hilfe genmanipulierter Zellen nachgewiesen, die kein Cholesterin produzieren und in die Membranen einbauen konnten. Solche Zellen lösen sich nach kurzer Zeit praktisch auf, da die Membran völlig instabil ist. Führt man jedoch Cholesterin von außen zu, so stabilisiert sich die Membran wieder (ALBERTS et al 1983).