โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของเยื่อเซลล์คือมีโมเลกุลของลิพิดเรียงตัวเป็นผืนติดต่อกันสองชั้น โดยหันด้านที่ไม่มีความเป็นขั้ว (nonpolar) ของโมเลกุลเข้าหากัน ส่วนด้านที่มีความเป็นขั้ว (polar) หันออกไปเจอน้ำที่อยู่นอกเซลล์และน้ำในเซลล์ ในบางช่วงของผืนไขมันมีช่องว่างที่เกิดจากการแทรกตัวของโปรตีน ช่องว่างเหล่านี้เป็นช่องทางผ่านที่มีความจำเพาะกับอิออนต่างๆ เช่น โซเดียมอิออน (Na+) หรือโมเลกุลที่มีขั้ว เช่น น้ำ ที่จะผ่านเข้าหรือออกจากเซลล์ ลิพิดและโปรตีนบางชนิดที่เยื่อเซลล์อาจเชื่อมต่อกับอนุพันธ์ของน้ำตาลหรือคาร์โบไฮเดรตสายสั้นๆ ซึ่งทำหน้าที่ในการจับโมเลกุลที่ทำหน้าที่เป็นสัญญาณจากภายนอกเซลล์

 


ภาพที่ 3.4 ชีวโมเลกุลที่ประกอบขึ้นเป็นเยื่อเซลล์

 

          ลิพิดที่เยื่อเซลล์แบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ กลีเซอโรฟอสโฟลิพิด (glycerophospholipids) สฟิงโกลิพิด (sphingolipids) และ สเตอรอล (sterol)


กลีเซอโรฟอสโฟลิพิด

          กลีเซอโรฟอสโฟลิพิด มีส่วนที่ไม่ชอบน้ำเป็นกรดไขมันสองสายต่ออยู่กับกลีเซอรอล ส่วนที่ชอบน้ำเกิดจากหมู่ฟอสเฟตจับกับหมู่ไฮดรอกซิลหมู่ที่ 3 ของกลีเซอรอล ทำให้มีประจุลบ และยังทำให้โมเลกุลอื่นที่มีประจุ (X) เข้ามาเกาะได้ด้วย เกิดเป็นกลีเซอโรฟอสโฟลิพิดหลากหลายชนิด

 


ภาพที่ 3.5 โครงสร้างทั่วไปของกลีเซอโรฟอสโฟลิพิด

 

 

 

 

          ฟอสโฟลิพิดที่เยื่อเซลล์ในเนื้อเยื่อบางชนิดของสัตว์และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวบางพวกมีสายเอซิล (acyl chain) สายหนึ่งต่ออยู่กับกลีเซอรอลด้วยพันธะอีเทอร์ (ether linkage) ซึ่งสายเอซิลนั้นอาจไม่มีพันธะคู่อยู่ในสายเลย เรียกว่า แอลคิลอีเธอร์ลิพิด (alkyl ether lipids) หรืออาจมีพันธะคู่เชื่อมระหว่างคาร์บอนตัวที่หนึ่งกับคาร์บอนตัวที่สอง เรียกว่า พลาสมาโลเจน (plasmalogen)

          ตัวอย่างของแอลคิลอีเธอร์ลิพิด ได้แก่ สารกระตุ้นการทำงานของเกล็ดเลือด (platelet-activating factor) ที่หลั่งจากเซลล์เม็ดเลือดขาวตัวที่ชื่อ เบโซฟิลล์ (basophils) มีหน้าที่ในการกระตุ้นการรวมกลุ่มของเกล็ดเลือด และกระตุ้นการหลั่งของเซโรโทนินจากเกล็ดเลือดซึ่งที่มีผลต่อการปรับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของหลอดเลือด แถมยังมีหน้าที่หลากหลายในตับ กล้ามเนื้อเรียบ หัวใจ มดลูก เนื้อเยื่อปอด และมีบทบาทการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน เช่น การอักเสบและการเกิดสารภูมิแพ้ต่างๆ

          ส่วนพลาสมาโลเจนเป็นฟอสโฟลิพิดที่พบมากที่เยื่อเซลล์ของเนื้อเยื่อหัวใจของสัตว์มีกระดูกสันหลัง


สฟิงโกลิพิด

          สฟิงโกลิพิด มีส่วนที่ไม่ชอบน้ำเป็นกรดไขมันสายหนึ่งต่ออยู่กับอะมิโนแอลกอฮอล์ที่มีคาร์บอน 18 อะตอมชื่อสฟิงโกซีน (sphingosine) ด้วยพันธะเอไมด์ (amide linkage) ส่วนที่ชอบน้ำในโมเลกุล (X) ต่อกับส่วนที่ไม่ชอบน้ำด้วยพันธะไกลโคซิดิกหรือพันธะฟอสโฟไดเอสเตอร์ (phosphodiester linkage)

 


ภาพที่ 3.6 โครงสร้างทั่วไปของสฟิงโกลิพิด

 

 

 

          สฟิงโกลิพิดชนิดที่มีส่วนที่ชอบน้ำในโมเลกุลเป็นคาร์โบไฮเดรต เป็นชนิดที่เรียกว่า ไกลโคสฟิงโกลิพิด (glycolipid)

          คาร์โบไฮเดรตในโมเลกุลของสฟิงโกลิพิดอาจเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว เช่น กาแลกโทส กลูโคส หรืออนุพันธ์ของน้ำตาล เช่น N- แอซิทิลกาแลกโทซามีน หรืออาจเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวหลายๆ โมเลกุลมาประกอบกันก็ได้

          คาร์โบไฮเดรตสายสั้นๆ ที่เป็นองค์ประกอบของสฟิงโกลิพิดที่เยื่อเซลล์เม็ดเลือดแดงมีประโยชน์ในการใช้จำแนกหมู่เลือด เอ บี โอ ของคนเรา

          สฟิงโกลิพิดบางชนิดมีส่วนที่ชอบน้ำเป็นคาร์โบไฮเดรตสายสั้นๆ ที่มีอนุพันธ์น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวอย่างน้อยที่สุดหนึ่งหน่วยเป็น กรด N- แอซีทิลนิวรามินิก (N-acetylneuraminic acid) หรือกรดไซอะลิก (sialic acid) สฟิงโกลิปิดพวกนี้พบมากในเนื้อสมอง ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของผิวเซลล์ที่บริเวณต้อนรับ (receptor site) ที่จำเพาะสำหรับสารใดสารหนึ่ง เช่น ฮอร์โมน สารพิษ และสารสื่อสัญญาณประสาท เป็นต้น


สเตอรอล

          ลิพิดที่เยื่อเซลล์ชนิดสเตอรอลเป็นลิพิดโครงสร้างที่เยื่อเซลล์ของพวกยูแคริโอต โครงสร้างโดยทั่วไปเป็นวงแหวนไฮโดรคาร์บอน 4 วง ซึ่งเป็นวงคาร์บอน 6 อะตอม สามวงและวงคาร์บอน 5 อะตอมอีกหนึ่งวง

          สเตอรอลชนิดต่างๆ ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาจากโมเลกุลของไอโซพรีน (isoprene) เช่นเดียวกันกับวิตามินต่างๆ ที่ละลายในไขมัน

          สเตอรอลชนิดที่พบมากในเยื่อเซลล์ คือ โคเลสเตอรอล (cholesterol) ซึ่งในโมเลกุลประกอบด้วยส่วนที่ไม่ชอบน้ำเป็นวงแหวนไฮโดรคาร์บอน 4 วง ที่มีแขนงข้างเป็นไฮโดรคาร์บอนสายยาวที่ต่ออยู่กับคาร์บอนอะตอมที่ 17 ของวงแหวน ส่วนที่ชอบน้ำเป็นหมู่ไฮดรอกซิลที่ต่ออยู่กับคาร์บอนอะตอมที่ 3 ของวงแหวน

 


ภาพที่ 3.7 โคเลสเตอรอล

 

          นอกจากการทำหน้าที่เป็นลิพิดโครงสร้างที่เยื่อเซลล์แล้ว สเตอรอลยังเป็นสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์กรดน้ำดี (bile acid) ที่ช่วยให้ไขมันจากอาหารที่เรารับประทานเข้าไปกระจายตัวได้ดีในลำไส้ รวมทั้งเป็นสารตั้งต้นของสเตรอยด์ฮอร์โมนชนิดต่างๆ อีกด้วย