lÍpidos - xuliogutierrez · prodúcense sales dos ácidos carboxílicos ... os triglicéridos...
TRANSCRIPT
Lípidos. Concepto, clasificación e funcións biolóxicas dos lípidos. Estrutura, propiedades e funcións dos ácidos graxos. Lípidos saponificables: triacilglicéridos e fosfolípidos. Estrutura e función biolóxica. Lípidos non saponificables: concepto de terpenos e esteroides (colesterol).
Criterios de avaliación: Recoñecer ás estruturas dos ácidos graxos e dos lípidos saponificables. Saber explicar o comportamento dos lípidos en medio acuoso.
Observacións: Na explicación dos esteroides centrarase no colesterol.
Temario CIUGA Tema 3
Características dos lípidos Tema 3
Constitúen un grupo moi heteroxéneo de biomoléculas orgánicas. Teñen aspecto graxo, brillo característico e son untuosos ao tacto.
Os lípidos simples están formados por C, O e H e os lípidos complexos tamén conteñen P, S e N.
Están formados por moléculas hidrofóbicas, pouco ou nada solubles en auga e outros disolventes polares pero son solubles en disolventes apolares como octano, éter e benceno.
Están bastante reducidos, polo que liberan moita enerxía cando se oxidan.
Realizan funcións biolóxicas moi variadas: - Estrutural: bicapas lipídicas das membranas celulares.- Enerxética: 1 g de graxa produce 9,4 Kcal.- Illante: panículo adiposo das focas e baleas.- Protectora: Ceras, bolsas de graxa arredor dos órganos.- Biocatalizadores: vitaminas, hormonas, prostaglandinas...- Transportadores: ácidos biliares, proteolípidos- Pigmentos para a absorción de luz: clorofila, carotenos.
proteína transmembrana
(con α-hélice hidrofóbica)
glicoproteínaglicolípidos lipoproteína
colesterol citoesqueleto
PRINCIPAIS LÍPIDOS DE MEMBRANA
Tema 3
Os lípidos clasifícanse en función da súa resposta á reacción de saponificación. - Os lípidos saponificables, ou hidrolizables, conteñen
ácidos graxos. Forman xabóns sometidos a hidrólise alcalina na reacción de saponificación.
- Os lípidos insaponificables, ou non hidrolizables, non conteñen ácidos graxos. Non dán reacción de saponificación.
Saponificación dos ácidos graxos
A saponificación biolóxica (“in vivo”) dun ácido graxo é unha hidrólise que produce un alcohol e un ácido carboxílico. Para que se produza a saponificación “in vivo” deben intervir enzimas lipases.
A saponificación non biolóxica realízase mediante adición dunha base forte (NaOH ou KOH) a un ácido graxo. Prodúcense sales dos ácidos carboxílicos correspondentes (xabóns) e auga.
ÉSTER + AUGA ÁCIDO + ALCOHOL→←Esterificación
Saponificación biolóxica
ÉSTER + BASE XABÓN + AUGA→Saponificación non biolóxica
Ácido palmítico(ácido graxo)
Palmitato sódico(xabón)
Hidróxido sódico(base)
Clasificación dos lípidos Tema 3
SaturadosInsaturados
Ácidos graxos
FosfoglicéridosFosfoesfingolípidosGlicoesfingolípidos
Lípidos Saponificables
Simples Acilglicéridos Céridos
Lípidos Saponificables
Complexos
Lípidos Insaponificables
TerpenosTerpenos
Lípidos Insaponificables
EsteroidesEsteroidesLípidos Insaponificables
ProstaglandinasProstaglandinas
FosfolípidosEsfingolípidos
Acilglicérido
Cérido
Fosfoglicérido FosfoesfingolípidoGlicoesfingolípido
(cerebrósido)
Glicoesfingolípido (gangliósido)
Os ácidos graxos Tema 3
Os ácidos graxos son ácidos orgánicos monocarboxílicos formados por unha cadea hidrocarbonada lineal e un grupo carboxilo terminal que lle dá carácter ácido.Teñen un número par (entre 12 e 24) de átomos de carbono.Non adoitan estaren libres na natureza senón combinados formando lípidos complexos.Poden ser de dous tipos:
Ácidos graxos saturados:- Non presentan dobres enlaces entre
os carbonos da cadea.- Alta Tª de fusión.- Son sólidos a Tª ambiente.
Ácidos graxos insaturados:- Presentan algún dobre enlace entre
os carbonos da cadea.- Baixa Tª de fusión.- Son líquidos a Tª ambiente.- Os monoinsaturados teñen un só
dobre enlace e os poliinsaturados varios.
Ácido oleico cis CH3-(CH2)7-CH=CH(CH2)7-COOH
(insaturado)
Ácido palmítico CH3-(CH2)14-COOH
(saturado)
Cabeza hidrófila (polar)
Grupo carboxilo
Cola hidrófoba
(apolar)
Cadea hidrocarbonada
O dobre enlace provoca a torsión da
cadea hidrocarbonada
Ácido oleico trans
Os ácidos graxos Tema 3
20 ácidos graxos saturados Mestura de 20 ácidos graxos, saturados e insaturados
Os ácidos graxos saturados pódense empaquetar estreitamente entre eles porque entre os átomos das cadeas contigüas establécense enlaces de Van der Waals. Como consecuencia, estes ácidos graxos son sólidos e posúen consistencia cérea a temperatura ambiente.
Pola contra, os ácidos graxos insaturados non poden empaquetarse tan densamente e como consecuencia son menos densos e o seu punto de fusión é tanto máis baixo canto maior sexa o seu grao de insaturación. Habitualmente son líquidos (aceites) a temperatura ambiente.
Enlaces de H
Enlaces de Van der Waals
Os ácidos graxos Tema 3
Os ácidos graxos de máis de 8 carbonos son practicamente insolubles en auga.
Os ácidos graxos son substancias anfipáticas porque o grupo carboxilo ten carácter polar e a cadea carbonada carácter hidrófobo. Como consecuencia, adoptan determinadas disposicións ao contacto coa auga: micelas (simples e dobres), monocapas e bicapas.
Micela
Liposoma
Monocapa
Bicapa
Ácido graxo
Características dos ácidos graxos Tema 3
SATURADOS Tª de fusión Fórmula Esqueleto carbonado
Láurico 44,2ºC CH3–(CH2)10-COOH 12:0
Mirístico 53,9ºC CH3–(CH2)12-COOH 14:0
Palmítico 63,1ºC CH3–(CH2)14-COOH 16:0
Esteárico 69,6ºC CH3–(CH2)16-COOH 18:0
Araquídico 76,5ºC CH3–(CH2)18-COOH 20:0
Lignocérico 86,0ºC CH3–(CH2)22-COOH 24:0
INSATURADOS Tª de fusión Fórmula Esqueleto carbonado
Palmitoleico -0,5ºC CH3–(CH2)5–CH=CH-(CH2)7-COOH 16:1
Oleico 13,4ºC CH3–(CH2)7–CH=CH-(CH2)7-COOH 18:1
Linoleico -5ºC CH3 –(CH2)4–CH=CH–CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 18:2
Linolénico -11ºC CH3–(CH2)–CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 18:3
Araquidónico -49,5ºC CH3–(CH2)4–(CH=CH–CH2)3-CH=CH–(CH2)3-COOH 20:4
Solubilidade. Os ácidos graxos de catro ou seis carbonos son solubles en auga, pero a partir de oito carbonos son practicamente insolubles. Punto de fusión: Nos ácidos graxos saturados, canto máis grande sexa o número de carbonos máis alto é o seu punto de fusión. Nos ácidos graxos insaturados, a presenza de dobres diminúe o punto de fusión.
Ácidos graxos esenciais son aqueles que o noso organismo non pode sintetizar, pero a súa presenza é necesaria, polo que hai que tomalos na dieta. Para o ser humano son tres, todos poliinsaturados:
Linoleico e linolénico: imprescindibles para a formación das membranas celulares, e epitelios en xeral.Araquidónico: precursor para a síntese das prostaglandinas.
Acidez moderadamente forte, o que posibilita a súa esterificación, saponificación e autooxidación.
Comportamento anfipático: Debido á cabeza polar hidrófila e á cola apolar hidrófoba.
Isomería cis-trans porque o enlace éster non ten capacidade de rotación. Habitualmente están en forma cis, o que orixina un acodamento da cadea alifática.
Os acilglicéridos Tema 3
Tamén reciben os nomes de glicéridos ou graxas. Son ésteres de un (monoacilglicéridos), dous (diacilglicéridos) ou tres (triacilglicéridos) ácidos graxos con glicerol.
Os triglicéridos tamén se denominan triglicéridos ou graxas neutras porque son apolares (non posúen ningún grupo -OH libre). Identifícanse con colorante Sudán III, solución alcohólica que as colorea de vermello.
Realizan principalmente funcións de:• Reserva enerxética: constitúen a maior parte do contido dos adipocitos, nos tecidos
animais, e dos vacúolos de reserva nos froitos e sementes vexetais.• Illamento térmico.• Protección mecánica.
A temperatura ambiente poden presentarse en forma:• Líquida: Aceites. Conteñen principalmente ácidos graxos insaturados (oliva,
semente de xirasol, cacahuete...)• Sólida: Sebos e manteigas. Conteñen principalmente ácidos graxos saturados
(graxas animais, touciño, manteiga...)
Os triacilglicéridos poden sufrir dous tipos de hidrólise:• Enzimática: Catalizada por enzimas chamados lipasas. Sucede no tracto dixestivo
dos animais.• Química (ou saponificación en quente): Tratamento das graxas cunha base (NaOH
ou KOH). Realízase para a obtención de xabón.
Saponificación dos triacilglicéridos Tema 3
Hidróxido de potasio
Triacilglicérido(graxa)
Xabón
Glicerol
Os céridos Tema 3
Son monoésteres dun ácido graxo e un monoalcohol de cadea longaSon habitualmente sólidos.Son insolubles en auga porque teñen os dous extremos hidrófobos.Realizan funcións impermeabilizantes e protectoras en: pel, plumas, pelos, follas, froitos, etc.Exemplos: cera de abella, cerume do conducto auditivo, espermaceti das baleas e lanolina da lá.
Miricilo(monoalcohol)
Ácido palmítico(ácido graxo)
Palmitato de miricilo(cera de abella)
Esterificación dos céridos
Fosfoglicéridos Tema 3
Os fosfoglicéridos son triésteres de propanotriol (glicerina), con dous ácidos graxos, un ácido ortofosfórico e un aminoalcohol. Tamén poden ser definidos como ésteres de ácido fosfatídico e un aminoalcohol.
Tamén reciben o nome de fosfoacilglicéridos.
Estan formados por:Dous ácidos graxosUnha glicerinaUnha molécula de ácido fosfóricoUn alcohol, xeralmente un aminoalcohol como colina, etanolamina e serina.
O ácido fosfórico e o aminoalcohol adoitan ionizarse constituíndo o grupo polar da molécula.
Son moléculas anfipáticas (contan cunha rexion polar e outra non polar).
Son constituíntes fundamentais das membranas celulares.
Exemplos:Fosfatidil colina ou lecitina (con colina), presente no fígado, e na xema do ovo.Fosfatidil etanolamina ou cefalina (con etanolamina), presente no cerebro.Fosfatidil serina (con serina).
Os fosfoglicéridos, como outros lípidos complexos, posúen un extremo polar (hidrófilo) e outro non polar (hidrófobo).
Fosfoglicéridos Tema 3
Aminoalcohol(etanolamina)
Aminoalcohol(colina)
Aminoalcohol(serina)
Zona hidrófila
Grupo fosfato
Ácido graxo insaturado
Ácido graxo
saturado
A estrutura básica dos fosfolípidos deriva do ácido fosfatídico, que está formado por: glicerina, dous ácidos graxos e un ácido ortofosfórico.
Zona hidrófoba
Grupo fosfato
Fosfoesfingolípidos Tema 3
Os fosfoesfingolípidos son ésteres de ceramida e un composto polar formado por ácido fosfórico e un aminoalcohol.
Están formados por:Un ácido graxoUnha esfingosina Unha molécula de ácido fosfórico Un aminoalcohol como colina ou etanolamina
Son moléculas anfipáticas (contan cunha rexion polar e outra non polar).
Son constituíntes fundamentais das membranas celulares. Abundan no sistema nervioso.
A esfingosina é un aminoalcohol insaturado de cadea longa.
O conxunto formado por unha esfingosina e un ácido graxo denomínase ceramida.
Exemplo: Esfingomielina, presente nas membranas celulares e moi abundante nas neuronas.
Ceramida
Ácido graxo
Aminoalcohol
Ceramida
Esfingosina
Glicoesfingolípidos Tema 3
Os glicoesfingolípidos son ésteres de ceramida con un ou máis glícidos. Non conteñen ácido fosfórico.
Están formados por:Un ácido graxoUnha esfingosina Un glícido que pode ser un monosacárido ou un oligosacárido.
A unión entre o glícido e a ceramida prodúcese mediante un enlace O-glicosídico
Están presentas na cara externa das membranas celulares formando o glicocálix.
Realizan funcións de receptores celulares.
Son abundantes nas células nerviosas.
Poden ser de dous tipos:Cerebrósidos: ceramida + monosacárido.Gangliósidos: ceramida + oligosacárido ramificado.
Ceramida
Cerebrósido
Gangliósido
Esfingosina
Os cerebrósidos están formados por unha ceramida e un monosacárido, que pode ser glicosa ou galactosa.
Tema 3
Monosacárido
Ceramida
Glicoesfingolípidos
Gal
Ácido graxo
Tema 3
Oligosacárido
Ceramida
Glicoesfingolípidos
Os gangliósidos están formados por unha ceramida e un oligosacárido complexo.
Ácido siálicoÁcido graxo
Esfingosina
Esteroides Tema 3
Son lípidos insaponificables. Non conteñen ácidos graxos.
Están formados por un núcleo de esterano (ciclopentano perhidrofenantreno) constituido por catro aneis fusionados, e diferentes radicais unidos a algúns carbonos da estrutura principal.
Exemplos: • Colesterol: función estrutural (membrana) e precursor
doutros esterois.• Vitamina D: regula o metabolismo do Ca e do P. • 7-deshidrocolesterol é o precursor da vitamina D3 por
acción da luz ultravioleta.• Fitosterois (esterois vexetais), precursores da vitamina
D2.• Ácidos biliares: fórmanse no fígado a partir do
colesterol. Serven para emulsionar graxas na dixestión.• Hormonas esteroideas (derivan do colesterol): as
adrenocorticais (aldosterona e cortisol) e as hormonas sexuais (testosterona, proxesterona e estróxenos).
Esterano
CH3
CH3
Testosterona
OH
O
CH3
CH3
=
Estradiol
OH
HO
CH3
_
O colesterol Tema 3
As lipoproteínas plasmáticas clasifícanse en función da súa densidade:
Quilomicróns: Transportan as graxas desde a mucosa intestinal ao fígado e ao tecido adiposo onde se almacenan.
VLDL: Transporta triglicéridos desde o fígado, onde se producen a partir de azucres, ata o tecido adiposo onde se almacenan.
LDL: Transporta colesterol, ademais de moitos triglicéridos e fosfolípidos desde o fígado aos tecidos.
HDL: Transporta colesterol desde os tecidos ata o fígado.
Colesterol
CH
HO
CH3
_
CH3
CH2
CH2
CH2
CH
CH3
CH3
H3C
O colesterol non circula libre polo sangue senón en forma de lipoproteínas, debido a dúas razóns:
• As lipoproteínas plasmáticas teñen unha solubilidade baixa pero suficiente para circular polo plasma sanguíneo.
• A fracción proteica contén os sinais químicos que lles permiten unirse ás células diana.
Rutas do colesterol Tema 3
As graxas procedentes da dieta ingresan no intestino
Lipasa
Colesterol
Lipasa
Terpenos Tema 3
Tamén chamados isoprenoides porque derivan do isopreno.
2-metil-1,3-butadieno
Están formados pola unión de dúas ou máis moléculas de isopreno.
Poden ter estrutura lineal ou cíclica.
Algúns son coloreados debido á presenza de dobres enlaces conxugados.
CH2 = C – CH = CH2
CH3 -
-CH=CH-C=CH-CH=CH-C=CH-CH2OH l CH3
l CH3
-CH3
CH3 H3C
Vitamina A1 (retinol)
-CH=CH-C=CH-CH=CH-C=CH-CH=CH-CH=C-CH=CH-CH=C-CH=CH- l CH3
l CH3
l CH3
l CH3
-CH3 H3C-
CH3 H3C CH3 H3C
!-caroteno
-CH2-CH=C-CH2-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH-CH3 l CH3
l CH3
l CH3
l CH3
-CH3
O
O
Vitamina K1
ll
ll
-CH3
O
O ll
ll
Vitamina K4
isopreno
Clasifícanse segundo o número de isoprenos que conteñan: - Monoterpenos (2 isoprenos). Mentol, xeraniol, alcanfor.- Sesquiterpenos (3). Farnesol.- Diterpenos (4). Fitol, vitaminas A, E e K.- Triterpenos (6). Escualeno, precursor do colesterol no fígado.- Tetraterpenos (8). Carotenoides (xantofila, β-caroteno, licopeno.- Politerpenos (moitos). O caucho está formado por miles de isoprenos en disposición lineal.
Prostaglandinas Tema 3
Son ácidos graxos poliinsaturados ciclados de 20 carbonos.
Derivan do ácido araquidónico, presente nos fosfolípidos das membranas celulares. Por pregamento e enlace entre os carbonos 8 e 14 fórmase o ácido prostanoico. A partir deste ácido por diversas substitucións e formación de dobres enlaces se orixinan as demais prostaglandinas.
As prostaglandinas noméanse entre a PGA1 ata a PGI1, en función do número de dobres enlaces fóra do anel principal.
Exemplos: ácido araquidónico (en conformación pregada), prostaglandina PGE1.
Funcións: Estimulan a agregación plaquetaria. Activan a resposta inflamatoria. Aumentan a Tª corporal. Controlan a presión arterial. Controlan a contracción uterina. Regulan a producción de mucus estomacal. Regulan a producción de HCl. Modulan a actividad hormonal.
CH3
COOH
Ácido araquidónico (conformación pregada)
CH3
COOH
Ácido prostanoico
CH3
COOH
HO
O
l
ll
Prostaglandina PGE1
HO l