Los lípidos

1. Concepto de lípido2. Clasificación de los lípidos3. Los ácidos grasos

a. Características b. Clasificación c. Propiedades

4. Lípidos SAPONIFICABLES a. Lípidos simples

i. Acilglicéridosii. Ceras

b. Lípidos complejos i. Fosfolípidos ii. Esfingolípidos

5. Lípidos INSAPONIFICABLES a. Terpenos b. Esteroides c. Prostaglandinas

6. Funciones de los lípidos

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Concepto de Lípido

• Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos.

• Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre . Todo lo que entra y sale de las células tiene que atravesar las barreras lipídicas que forman las membranas celulares.

• Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas características: • Son insolubles en agua u otros disolventes polares.• Son solubles en disolventes orgánicos (no polares), como éter,

cloroformo, benceno, etc.

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Lipidos

Saponificables(Con ácidos grasos)

Simples(Hololípidos)

Acilgliceridos(Grasas)

Ceras

Complejos(Heterolípidos)

Fosfolípidos(Fosfoglicéridos,

Fosfoesfingolípidos)

Esfingolípidos(Fosfoesfingolípidos,Glucoesfingolípidos)

Insaponificables(Sin ácidos grasos)

Terpenos

Esteroides

Prostaglandinas

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Ácidos grasos

• Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal (alifático).

• Cuentan con un número par de átomos de carbono (entre 4 y 24).

• Tienen en un extremo un grupo carboxilo (-COOH), también denominado grupo ácido.

• En la naturaleza es muy raro encontrarlos en estados libre.

• Están formando parte de los lípidos y se obtienen a partir de ellos mediante la ruptura por hidrólisis.

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Se conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos:

1. Ácidos grasos saturados2. Ácidos grasos insaturados

Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Debido a ello, las cadenas hidrocarbonadas son rectilíneas. (mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C)) .

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Ácidos grasos saturados

Ácidos grasos insaturados

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• Los ácidos grasos insaturados tienen uno (monoinsaturados) o varios enlaces dobles (poliinsaturados).

• Sus moléculas presentan codos dónde aparece un doble enlace. Esto provoca variaciones en sus propiedades como el punto de fusión (cuanto mas larga es la cadena y más saturada, mayor es el punto de fusión).

• Estos compuestos no pueden ser sintetizados por los animales, se llaman ácidos grasos esenciales y deben tomarse en la dieta. Se denominan, en conjunto, vitamina F (aunque no son una verdadera vitamina). Son mas abundantes que los saturados, tanto en animales como en vegetales, pero especialmente en estos últimos.

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Propiedades físicas de los ácidos grasos

1. Carácter anfipático

Los ácidos grasos presentan un doble comportamiento:

Una zona hidrófila (soluble en agua) o lipófoba. Es el grupo carboxilo ionizado(-COO-). Tiende a contactar con el agua y con otras moléculas polares.

Una zona hidrófoba (insoluble en agua) o lipófila. Es la cadena hidrocarbonada.Presenta repulsión respecto al agua. Puede establecer enlaces de Van der Waalscon moléculas lipídicas.

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O HH

OH

H

OH

H

O HH

OH

H

Fuerzas de Van der WaalsPuentes de H

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2. Solubilidad

Los ácidos de 4 o 6 carbonos son solubles en agua, pero a partir de 8 carbonos son prácticamente insolubles en ella.

Esto se debe a que su grupo carboxilo (—COOH) se ioniza muy poco y por tanto su polo hidrófilo es muy débil. Cuanto más larga es la cadena hidrocarbonada más insolubles son en agua y más solubles son en disolventes apolares.

El gran tamaño de la cadena hidrófoba, es responsable de la insolubilidad en el agua de estas moléculas que, en un medio acuoso, tienden a disponerse en forma de láminas o micelas en las que las zonas polares establecen puentes de hidrógeno con las moléculas de agua y las zonas hidrófobas permanecen alejadas de éstas.

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Las micelas pueden ser monocapas, o bicapas si engloban agua en su interior.

También tienen un efecto espumante cuando una micela monocapa atrapa aire, y efecto emulsionante o detergente cuando una micela monocapa contiene gotitas de lípidos.

En condiciones de laboratorio se pueden conseguir bicapas lipídicas que encierren agua u otras sustancias y que sirven para transportar sustancias entre el interior y el exterior de la célula. Esto se puede utilizar para medicamentos, cosméticos o el intercambio de genes entre distintos organismos. Estas estructuras reciben el nombre de liposomas.

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3. Punto de fusiónDepende de la longitud de la cadena y del número de dobles enlaces.

En los ácidos grasos saturados, cuanto mayor es el número de carbonos, más enlaces hay que romper, más energía calorífica se ha de gastar y, por tanto, más alto es su punto de fusión.

En los ácidos grasos insaturados, la presencia de dobles y triples enlaces forma codos en las cadenas, y hace que sea más difícil la formación de enlaces de Van der Waals entre ellas y en consecuencia sus puntos de fusión son mucho más bajos que en un ácido graso saturado de peso molecular parecido.

A temperatura ambiente, los compuestos de ácidos grasos insaturados son líquidos y los de ácidos grasos saturados son sólidos.

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4. Empaquetamiento de moléculas por enlaces de Van der Waals Los ácidos grasos tienden a agruparse porque entre los grupos carboxilos se establecen enlaces de hidrógeno y, sobre todo, por los enlaces de Van der Waals que se establecen entre las cadenas hidrocarbonadas.

Cuanto más larga es la cadena alifática más enlaces de Van der Waals se forman.

La presencia de enlaces dobles hace que las cadenas lineales presenten codos, lo que dificulta la formación de enlaces de Van der Waals.

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Propiedades químicas de los ácidos grasos

Los ácidos grasos intervienen en reacciones de esterificación, saponificación y autooxidación.

En la esterificación, un ácido graso se une a un alcohol mediante un enlace covalente, formando un éster y liberándose una molécula de agua. Mediante hidrólisis (hirviendo con ácidos o bases), el éster se rompe y da lugar de nuevo al ácido graso y al alcohol.

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La saponificación es una reacción típica de los ácidos grasos, en la cual reaccionan con bases fuertes (NaOH o KOH) y dan lugar a una sal de ácido graso, que se denomina jabón y agua.

Las moléculas de jabón presentan simultáneamente una zona lipófila o hidrófoba, que rehúye el contacto con el agua, y una zona hidrófila o polar, que tiende a contactar con ella.

Un jabón, por ejemplo, el palmitato sódico (CH3-(CH2)14-COONa), presenta una cadena hidrocarbonada que actúa como zona lipófila y por ello capaz de establecer enlaces de Van der Waals con moléculas lipófílas.

La parte hidrófila (-COONa) se ioniza, estableciendo atracciones de tipo eléctrico con las moléculas del agua y otros grupos polares.

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La autooxidación de los ácidos grasos. La autooxidación o enranciamiento de los ácidos grasos insaturados se debe a la reacción de los dobles enlaces con moléculas de oxígeno. Por esta reacción, los dobles enlaces se rompen y la molécula de ácido graso se escinde, dando lugar a aldehídos.

Se ha comprobado que la presencia de la vitamina E, evita la autooxidación de algunos tipos de lípidos como la vitamina A, lípidos de membrana, grasas, etc. La vitamina E se encuentra en las hojas verdes, semillas, aceites y en los huevos. Su actividad no ha sido comprobada en el hombre.

CH3-(CH2)n-CH=CH-(CH2) n-COOH + O2

CH3-(CH2)n-CHO CHO-(CH2) n-COOH

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LÍPIDOS CON ÁCIDOS GRASOS O SAPONIFICABLES • Los lípidos saponificables son aquellos que contienen ácidos grasos.• Todos los lípidos saponificables son ésteres de ácidos grasos y un alcohol. • Pertenecen a este grupo los lípidos simples u hololípidos y los lípidos

complejos o heterolípidos.

LIPIDOS SIMPLES (HOLOLÍPIDOS)

Son ésteres formados exclusivamente por ácidos grasos y un alcohol. Comprenden dos grupos según el tipo de alcohol con el que están esterificados:

1. Acilglicéridos o grasas2. Céridos o ceras

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ACILGLICÉRIDOS Son lípidos simples formados por la esterificación de una, dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina (propanotriol).

También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples.

Según el número de ácidos grasos que forman la molécula, se distinguen:

1.Monoacilglicéridos

2.Diacilglicéridos

3.Triacilglicéridos

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Si un acilglicérido presenta como mínimo un ácido graso insaturado, es líquido y recibe el nombre de aceite (el aceite de oliva es un éster de tres ácidos oleicos con una glicerina).

Si todos los ácidos grasos son saturados, el acilglicérido es sólido y recibe el nombre de sebo (la grasa de buey, de caballo o de cabra).

Las mantequillas tienen ácidos grasos de cadena corta. A temperatura ambiente son semisólidos.

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Los acilglicéridos son moléculas insolubles en agua, sobre la que flotan debido a su baja densidad.

Los triacilglicéridos carecen de polaridad, (también se denominan grasas

neutras).

Sólo los monoacilglicéridos y los diacilglicéridos poseen una débil polaridad debida a los radicales hidroxilo que dejan libres en la glicerina.

Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se producen moléculas de jabón.

Las grasas son sustancias de reserva alimenticia (energética) en el organismo. En los animales se almacenan en los adipocitos (células adiposas) del tejido adiposo. Su combustión metabólica produce 9,4 kilocalorías por gramo.

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Ceras

Se obtienen por esterificación de un ácido graso con un alcohol monovalente de cadena larga (peso molecular elevado).

Tienen un fuerte carácter hidrófobo y forman laminas impermeables que protegen muchos tejidos y formaciones dérmicas de animales y vegetales (cera de las abejas, grasa de la lana, cerumen del oído..)

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LÍPIDOS COMPLEJOS (HETEROLÍPIDOS)

Son ésteres formados por un alcohol, ácidos grasos y otros tipos de moléculas.

Los lípidos complejos son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de las membranas citoplasmáticas, por lo que también se los denomina lípidos de membrana.

Al igual que los jabones, estos lípidos tienen un comportamiento anfipático. En contacto con el agua, los lípidos complejos se disponen formando bicapas, en las que las zonas lipófílas quedan en la parte interior y las zonas hidrófilas en la exterior, enfrentadas a las moléculas de agua.

Los lípidos complejos se dividen en dos grupos los fosfolípidos y los esfingolípidos.

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Fosfolípidos.Son las moléculas mas abundantes de la membrana citoplasmática.

Se dividen en dos grupos: Fosfoglicéridos Fosfoesfingolípidos

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Aminoalcohol

Fosfoglicéridos Están formados por dos ácidos grasos, una glicerina, un ácido fosfórico y un acohol (Generalmente es un aminoalcohol).

Formados por la unión de un grupo fosfato con el carbono 3 de la glicerina. Los carbonos 1 y 2 están esterificados con dos ácidos grasos uno saturado y otro insaturado.

Acido graso

insaturado

Acido graso saturado

Glicerina

P

El resto de los fosfoglicéridos tiene por lo menos un grupo alcohol o amino unido al ácido fosfatídico. Los fosfoglicéridos más abundantes son la fosfatidilserina, la lecitina o fosfatidilcolina y la fosfatidiletanolamina o cefalina.

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Fosfoesfingolípidos Ésteres formados por la unión de un ácido graso, una esfingosina, un grupo fosfato y un aminoalcohol como la colina.

El fosfoesfingolípido más abundante es la esfingomielina, (muy abundante en las vainas de mielina de las neuronas).

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GlucoesfingolípidosSon lípidos complejos formados por la unión de un ácido graso, una esfingosina y un glúcido. No presentan grupo fosfato.

Forman parte de las membranas celulares, especialmente las neuronas del cerebro. Se sitúan en la cara externa actuando como receptores de moléculas. En los botones sinápticos del S.N. actúan como receptores de neurotransmisores.

Según el tipo de glúcido se diferencian: 1. Cerebrósidos2. Gangliósidos

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Los cerebrósidos presentan un único monosacárido o un oligosacárido sencillo de menos de quince monosacáridos. Son abundantes en el cerebro y en el sistema nervioso.

Los gangliósidos contienen un oligosacárido complejo en el que siempre aparece el ácido siálico entre sus residuos de azúcar (ácido N–acetilneuramínico (NAM) ).

Esfingosina

Acido Graso

Glucosa o Galactosa

Esfingosina

Acido Graso

Oligosacáridos

cerebrósido

gangliósido32

• Se caracterizan por que no tienen ácidos grasos en la estructura. • En las células aparecen en menor cantidad que los otros tipos de lípidos.• Algunos que son sustancias biológicamente muy activas como hormonas

y vitaminas.

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LÍPIDOS INSAPONIFICABLES

TERPENOS O ISOPRENOIDES ESTEROIDES PROSTAGLANDINAS.

Terpenos o Isoprenoides

Los terpenos o isoprenoides son moléculas lineales o cíclicas formadas por la polimerización del isopreno o 2-metil-1,3-butadieno

La clasificación de los terpenos se basa en el número de moléculas de isopreno que contienen.

Carotenoides: Xantofila, β-caroteno

8 unidades

Tetraterpeno

Caucho natural. Más de 8Politerpeno

Escualeno6 unidades

Triterpeno

Fitol, Vitaminas E y A4 unidades

Diterpeno

Limoneno, Mentol Geraniol,

2 unidades.

Monoterpeno

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1. Entre los monoterpenos, algunas esencias vegetales como el mentol de la menta, el limoneno del limón y el geraniol del geranio. Son compuestos con aroma característico y en general, volátiles.

2. De los diterpenos, el fítol, alcohol que forma parte de la clorofila, y las vitaminas A, E y K.

3. Entre los tetraterpenos, los carotenoides, que son pigmentos fotosintéticos. Se dividen en carotenos (color rojo) y xantofilas (color amarillo). A partir de una molécula de caroteno loa animales pueden obtener dos moléculas de vitamina A.

4. Entre los politerpenos, el caucho, que es un polímero formado por miles de moléculas de isopreno, dispuestas de forma lineal.

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ESTEROIDES

Los esteroides comprenden dos grandes grupos de sustancias, derivados de la molecula ciclopentanoperhidrofenantreno (esterano): los esteroles y las hormonas esteroideas.

Esteroles. Son esteroides que poseen un grupo hidroxilo unido al carbono 3 y una cadena alifática en el carbono 17. Los esteróles son el grupo más numeroso de los esteroides. Los principales esteróles son el colesterol, los ácidos biliares, las vitaminas D y el estradiol.

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El colesterol forma parte estructural de las membranas de las células de los animales, a las que confiere estabilidad debido a que disminuye la movilidad de las moléculas de fosfolípidos, ya que se sitúa entre los fosfolípidos y fija a estas moléculas.

El colesterol se une mediante su grupo polar con las zonas hidrófilas de los fosfolípidos contiguos, mientras que el resto de su molécula interacciona con las zonas lipófilas de estas moléculas. El colesterol es muy abundante en el organismo, y es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides.

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Los ácidos biliares son un grupo de moléculas producidas en el hígado a partir del colesterol, y de las que derivan las sales biliares, que se encargan de la emulsión de las grasas en el intestino, lo que favorece la acción de las lipasas y su posterior absorción intestinal.

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El grupo de las vitaminas D esta formado por un conjunto de esteroles que regulan el metabolismo del calcio y fósforo y su absorción intestinal. Cada vitamina D proviene de un esterol diferente. La síntesis de estas vitaminas es inducida en la piel por los rayos ultravioleta. Su carencia origina raquitismo en los niños y osteomalacia en los adultos.

El estradiol es la hormona encargada de regular la aparición de los caracteres sexuales secundarios femeninos.

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Hormonas esteroideas. Derivan del colesterol, y son hidrofóbicas (por eso pueden atravesar fácilmente las membranas). Se caracterizan por la presencia de un átomo de oxígeno unido al carbono 3 mediante un doble enlace.

41Eduardo Gómez

Tipo de hormona Nombre Función

Ecdisona Muda de artrópodos

Sexuales

Femeninas ProgesteronaRegula el embarazo, el ciclo ovárico y son precursores metabólicos de las demás hormonas esteroideas

Estrógenos (estradiol)

Fomenta el desarrollo sexual femenino y mantiene los caracteres sexuales femeninos

Masculinas TestosteronaFomenta el desarrollo sexual masculino y mantiene los caracteres sexuales masculinos

Suparrenales o corticoides

GlucocorticoidesCortisol Cortisona

Fomentan la gluconeogénesis y, a dosis elevadas, son inmunodepresores.

Mineralocorticoides Aldosterona Regula el equilibrio iónico en el interior del organismo

PROSTAGLANDINAS

Las prostaglandinas son lípidos derivados del ácido prostanoico, constituido por un anillo de ciclopentano y dos cadenas alifáticas.

Su nombre procede de su descubrimiento en el líquido seminal y en la próstata, aunque existe en gran cantidad de tejidos, tanto masculinos como femeninos.

Este grupo de sustancias se sintetizan a partir de los ácidos grasos insaturados que forman parte de los fosfolípidos de las membranas celulares. Las prostaglandinas se sintetizan continuamente y actúan de forma local.

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Las funciones de las prostaglandinas en el organismo son muy diversas. 1.La producción de las sustancias que regulan la coagulación de la sangre y el

cierre de las heridas.2.La sensibilización de los receptores del dolor y la iniciación de la

vasodilatación de los capilares, lo que origina la inflamación después de los golpes, heridas o infecciones.

3.La aparición de fiebre como defensa en las infecciones.4.La disminución de la presión sanguínea al favorecer la eliminación de

sustancias en el riñón. 5.La reducción de la secreción de jugos gástricos, facilitando la curación de las

úlceras de estómago.6.La regulación del aparato reproductor femenino y la iniciación del parto.

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El ácido salicílico inhibe la síntesis de las prostaglandinas y de ahí su efecto analgésico.

Funciones de los lípidos

1. Función de reserva energética. Los lípidos son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9.4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación (las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kcal/g). La gran cantidad de energía se debe a la oxidación de los ácidos grasos en las mitocondrias.

Esta función la realizan, básicamente, los acilglicéridos y los ácidos grasos.

2. Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas citoplasmáticas y de los orgánulos celulares. Cumplen esta función los fosfoglicéridos, los fosfoesfingolípidos, los glucoesfingolípidos y el colesterol.

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3. Función protectora.-En los órganos, recubren estructuras y los protegen de golpes (por ej. las grasas que rodean los riñones).-En la superficie del organismo (por ej. las ceras de los cabellos y de los frutos).-Protección térmica (acilglicéridos, en animales de climas fríos).-Protección mecánica, como la de los tejidos adiposos que están situados en la planta del pie y en la palma de la mano de las personas.

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3. Función biocatalizadora. Los biocatalizadores son sustancias que posibilitan o favorecen las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

4. Función transportadora. El transporte de los lípidos desde el intestino hasta su lugar de utilización o hasta el tejido adiposo, donde se almacenan, se realiza mediante la emulsión de los lípidos gracias a los ácidos biliares y las lipoproteínas, asociaciones de proteínas específicas con triacilglicéridos, colesterol, fosfolípidos etc., que permiten su transporte por la sangre y la linfa.

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