TEMA 44: LÍPIDOS. CONCEPTO, CLASIFICACIÓN, ESTRUCTURA Y FUNCIONES. DERIVADOS DE LOS ÁCIDOS GRASOS: EICOSANOIDES.

Los lípidos son químicamente heterogéneos.

PROPIEDADES:- insolubles en agua.- Solubles en compuestos orgánicos.

FUNCIONES:- Combustibles metabólicos. Reserva energética (triacilglicéridos).- Capa protectora (triacilglicéridos).- Componentes de las membranas celulares (fosfolípidos).- Otras:

o Componentes de la superficie celular. Reconocimiento célula-célula, especificidad de especie, inmunidad a los tejidos.

o Cofactor enzimático (vit k, dolicol, fosfolípidos).o Transportadores electrónicos (coenzima Q).o Pigmentos capaces de absorber luz (vit A).o Antioxidantes (Vit. A y E, coenzima Q).o Ancladores de proteínas de membrana (Ác. Grasos, terpenos, glicosilfosfadil inositoles “GPI”).o Agentes emulsionantes (ácidos y sales biliares)o Mensajeros intracelulares (DAG).o Hormonas (esteroides, eicosanoides, Ác. Retinoico, Vit D).

ÁCIDOS GRASOS: CARACTERÍSTICAS GENERALES:Son los lípidos más simples.Forman parte de los lípidos compuestos, ya que casi nunca se encuentran libres.Activados mediante la CoA.Son ácidos monocarboxílicos unidos a largas cadenas de hidrocarburos (4-36 Carbonos) “cadena alifática”.Presentan número par de átomos de carbono, normalmente.Estructura básica: CH3-(CH2)n-COOH

- Tipos:o Cadena lineal (mayoritarios) Saturados

Insaturados MonoinsaturadosPoliinsaturados

o Cadena ramificadao Cadenas cicladaso Con grupo hidroxilo

Las propiedades físico-químicas varían según la longitud de cadena y el número de instauraciones.

- Nomenclatura:o Ácidos grasos saturados:

Nombre sistemático: Prefijo. Número de carbonosSufijo. –anoico.Ejemplo: ácido hexanóico.

Símbolos numéricos: Número de carbonos: 0. indica el número de instauraciones.Ejemplo: 6:0

Nombre común: Ácido caproico.

o Ácidos insaturados: Nombre sistemático: prefijo. Configuración-posición-número de carbonos.

Sufijo. –enoico.Ejemplo: ácido cis ∆9 octadecenoico.

Símbolo numérico: Número de carbonos: Número insaturados ∆posición-configuración.

Ejemplo: 18:1 ∆9, cis

Nombre común: Ácido oleico.

Nota: Los dobles enlaces mayoritariamente están en configuración cis.ESTRUCUTRAS Y PROPIEDADES DE LOS ACIDOS GRASOS SATURADOS:A partir de cuatro carbonos podemos considerar que son ácidos grasos y su solubilidad comienza a decrecer según aumenta la longitud de su cadena hidrocarbonada.

Nota: En bioquímica siempre nos referimos a las estructuras lineales, siempre que NO se diga lo contrario.

Los átomos de carbono de los ácidos grasos se numeran empezando por el extremo carboxilico.Los átomos de carbono 2 y 3 se suelen denominar α y β, respectivamente.Al átomo de carbono del grupo metilo (CH3) al final de la cadena se le llama carbono ω.Al se enlaces C-C tienen toda la movilidad.Las cadenas hidrocarburadas de los ácidos grasos interaccionan entre sí mediante fuerzas de Van der Waals, por lo tanto según aumenta la longitud de las cadenas aumentan los puntos de fusión, al haber más fuerzas de Van der Waals.

ESTRUCTURAS Y PROPIEDADES DE LOS ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS:

Son más solubles en agua que los saturados de la misma longitud de cadena.A mayor número de instauraciones más solubles en agua.

En nutrición se especifica la posición del doble enlace empezando a contar por el carbono ω, siendo esté el carbono 1. Sólo se nombra el primer doble enlace, por lo que nombramos sólo familias.

Cada doble enlace cis introduce una flexión en la cadena hidrocarbonada. Está flexión es menos en la configuración trans, motivo por el cual los trans tienen unos puntos de fusión mayores que los cis, ya que estos últimos pierden muchas interacciones de Van der Waals.

ISOMEROS OCTADECENOICOSELAÍDOICO OLEICO

PUNTO FUSIÓN: 35ºCPUNTO DE FUSIÓN: 13,4

ºC18:1 ∆9 TRANS 18:1 ∆9 CIS

El isómero trans se forma por hidrogenación.Dobles enlaces conjugados: Es cuando los dobles enlaces están alternados y separados por un grupo metilo (CH2).ÁCIDOS GRASOS RAMIFICADOS:Fitánico 3,7,11,15 – tetrametilhexadecanoico.

ÁCIDOS GRASOS CÍCLICOS:Lactobacílico Chalmugrico

HIDROXIÁCIDOS:Ricinoleico: 12-hidroxioleico.Carebrónico: 2-hidroxilignocérico.Oxinerviónico: 2- hidroxinervónico. IMPORTANTE EN EL SNC

CADENA IMPAR:Pelargónico (9:0) Formado por la ruptura oxidativa del ác. Oleico, es la parte del extremo ω.Undecilénico (11:0) Se usa en champús, por efecto fungicida.

DICARBOXÍLICOS:Acelaico (9:0) La mitad del extremo terminal carboxílico de la ruptura oxidativa del ác. Oleico.

ALFACETOÁCIDOS: Productos metabólicos.REACCIONES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS GRASOS:

- Formación de jabones: saponificación.- Esterificaciones: Reacción con un alcohol.- Reducción: Alcoholes grasos (en vez de grupo carboxílico grupo alcohol).- Adición al doble enlace:

o Hidrogenación.o Halogenación.

- Oxidación de ácidos insaturados: Enranciamiento. Se produce:o Compuesto con el extremo terminal ω.o Ácido dialdehído o ácido dicarboxílico, con l aparte de al molécula que se encuentra entre los dobles

enlaces de la ruptura. Un u otro depende de la oxidación de la molécula.o Ácido dicarboxílico.

- Acetilación de hidroxiácidos:

LÍPIDOS COMPLEJOS - TRIACILGLICÉRIDOS:Son lípidos de almacenamiento (neutros).Son triésteres de ácidos grasos y glicerol.

R1, R2, R3 corresponden a las colas hidrocarbonadas de diversos ácidos grasos.

o Tipos: Dependen de sí las cadenas R1, R2, R3 son iguales o diferentes. Simples: Las tres cadenas son iguales.

Trioleína: tres cadenas del ácido oleico. Mixtas: una o dos o todas son diferentes.

1-palmitil, 2.oleíl, estearil glicerol.Nota: si sólo se diferencia una de las cadenas y se sitúa en el carbono dos, entonces se produce configuraciones esteroquímicas.o Reacciones:

Saponificación: (buscar eacción)Triacilglicerol + 3 NaOH jabón + glicerolJabón es más soluble en agua por la adición de la sal al esqueleto del ácido graso

Hidrólisis ácidabuscar reacción)Triacilglirérido + 3 H2O Ácido graso + glicerol

Enzimática:

Las lipasas se localizan en intestino: digestión y absorción de alimentosAdipocitos y paredes vaculares: liberación y exportación de combustibles.

LÍPIDOS DIOLES:Son lípidos neutros.Tiene dos grupos alcohol, uno en cada extremo.

Etanodiol: HOH2-CH2OH Propano-, butano-, pentanodioles: HOH2C-(CH2)n-CH2OH

CERAS:Son lípidos neutrosSon ésteres de ácidos grasos y alcoholes grasos o esteroles.

Funciones:o Actúan como lubrificantes/impermeabilizanteso Repelen el aguao Protección contra parásitos.o Evita la evaporación del agua

FOSFOACILGLICÉRIDOSAbundan en las membranas biológicas.Una molécula de fosfolípido está constituída por Ácido graso

Glicerol (esqueleto al que se le unen ácidos grasos)Un fosfatoUn alcohol, unido al fosfato.

Se denominan fosfoacilglicéridos porque su esqueleto es el glicerol.Son lípidos polares, porque el grupo fosfato le proporciona una carga negativa a la molécula.Los grupos hidroxilo en C-1 y C-2 del glicerol están estearificados por dos grupo carbxilo de sendas cadenas de ácidos grasos.El grupo hidroxilo del C-3 del esqueleto del glicerol se esterifica con ácido fosfórico.El fosfoacilglicérido más simple es el fosfatidato (diacilglicerol 3-fosfato).

Al unirse el grupo fosfato en posición 3, el C-2 se vuelve asimétrico, pudiéndose dar una esteroisomería.Los fosfoacilglicéridos se encuentran en posición trans.Ácido graso en posición 1 suele ser saturado.Ácido graso en posición 2 suele ser insaturado.El grupo fosfato se esterifica con el grupo hidroxilo de uno o varios alcoholes, dando lugar a las diferentes cabezas polares.Las cabezas polares son lo que identifican a las diferentes familias de fosfoacilgliceroles.Los diferentes ácidos grasos unidos identifican el compuesto específico.La mayoría de los fosfoacilglicéridos son derivados del fosfatidato (diacilglicerol 3-fosfato).

Alcoholes más comunes de los fosfoacilglicéridos.

La etanolamina, es una serina descarboxilada.La colina, es la Trimetil-N-etanolamina.

Familias:o Serina:

Etanolamina:

o Colina: Inositol:

o Glicerol:

Como el glicerol tiene en el extremo libre un grupo hidroxilo este se puede esterificar con un grupo fosfato de otro fosfoacilglicérido.

PLASMÓGENOS:Son fosfoacilglicéridos que en su C-1 tiene un alcohol graso, unido mediante enlace éter.Carbonos α y β insaturados (radical aquilo), pertenece al alcohol graso.Ácido graso es saturado (radical alcano), también unido por enlace éter.

REACCIONES DE LOS FOSFOACILGLICÉRIDOS:- Hidrólisis química:

o Saponificación suave: jabón + glicerofosforilalcohol. Baja concentración de sal, medio básico.o Saponificación fuerte: jabones + alcohol + glicerol 3-fosfato. Alta concentración sal, medio básico.o Ácida: glicerol + ácido graso + fosfato + alcohol.

- Hidrólisis enzimática: (fosfolipasa)o Fosfolipasa A1:

Hidroliza el enlace éster en posición 1. Se forma un lisofosfolípido en posición 1 + ácido graso libre (normalmente saturado). Lisofosfolípido: es un fosfoglicerol que le falta un ácido graso en posición 1 o en posición 2.

o Fosfolipasa A2: Rompe el enlace ester en posición 2. Se forma: lisofosfolípido en posición 2 + ácido graso libre (normalmente insaturado).

o Fosfolipasa B: NO EXISTEo Fosfolipasa C:

Rompe el enlace ester del C-3. Se forma: dicialglicérido + cabeza polar.

o Fosfolipasa D: Rompe el enlace ester entre el grupo fosfato y el alcohol. Se forma: ácido fosfatídico + alcohol correspondiente (base).

Los lisofosfolípidos únicamente son atacados por las lisofosfolipasas.NOTA: LAS FOSFOLIPASA SÓLO ATACAN A LOS FOSFOLÍPIDOS COMPLETOS.

Si Fosfolipasa A1 y fosfolipasa A2 actúan de forma conjunta se produciría:Ácido graso de la posición 1 + Ác. Graso posición 2 + lisofosfolípido posición 1 + lisofosfolípido posición 2.

ESFINGOLÍPIDOS (fosfolípidos):- Formados por:o Esqueleto de esfingosina, aminoalcohol de 18

carbonos en humanos.o Un ácido graso, unido por enlace amida al C-2o Grupo fosfato, unido por enlace ester al C-1o Alcohol.

- ESTRUCTURA DE LA ESFINGOSINA:o Tiene un grupo hidroxilo en el carbono 1.o En el carbono 2 grupo amino en posición d, por lo que el carbono es asimétrico.o En el carbono 3 grupo hidroxilo en posición d, carbono asimétrico.o Entre C-4 y C-5 hay un enlace doble en formación trans

Si en el C-4 y C-5 el enlace fuese simple el cuerpo sería la dihidroxiesfingosina.

- FAMILIAo Ceramida: Sustancia que obteneos cuando se une a la esfingosina mediante enlace amida en el C-2 un

ácido graso.

o Esfingomielina: Se une un grupo fosfocolina o fosfoetanolamina al C-1

de la ceramida. Son neutros, no tienen carga en la cabeza polar.

o Plasmalógenos: No tienen ácido graso unido en el C-2 de la esfingosina. En el C-3 tiene unido un alcohol graso por enlace éter.

GLUCOESFINGOLÍPIDOS:Se encuentran principalmente en la cara externa de la membrana plasmáticaTienen uno o más azúcares conectados directamente al C-1 de la ceramida.

- CLASIFICACIÓN:o Neutros: tiene azúcares sin carga.

Cerebrósidos: Glucocrebrósidos (glucosilceramida): Contienen glucosa como azúcar, unido por enlace ß al C-1.

Galactocerebrósidos (galactosilceramida): contiene galactosa como azúcar, unido por enlace ß al C-1.

Oligosacáridos de ceramida: contienen como cabeza polar oligosacáridos. Disacáridos de

ceramida: o Unión de una glucosa en C-1 con enlace ß y unido a la glucosa una galactosa mediante enlace

ß 1-4. Trisacáridos de ceramida:

o Unión de un N-acetil-D-galactosamina a la galactosa mediante enlace ß 1-4. Tetrasacáridos de ceramida (globósidos):

o Se une una D-galactosa mediante enlace ß 1-4 al N-acetil-D-galactosamina.

H

o Ácidos: Tienen carga negativa neta. Sulfatados: tienen un monosacárido sulfatado.

Sulfato de galactosilceramida: Tiene un grupo sulfato en el C-3 de la galactosa Gangliósidos:

Contiene grupos de cabezas polares formados por oligosacáridos y uno o varios residuos terminales de N-acetilneuramínico (ácido Siárico).

Nomenclatura:o GMN. N = número de monosacáridos neutros – número de ácidos siálicos.

FUNCIONES:o Favorecen la transmisión de impulsos nerviosos.o Receptores de hormonas proteicas hipofisarias.o Relacionan con la especificidad de determinados grupos sanguíneos implicados en la inmunidad

de los tejidos y órganos.o Se sitúan en centros de reconocimiento célula-célula fundamentales en el desarrollo de las

estructuras de los tejidos.

Grasas, fosfolípidos, glucolípidos son lípidos complejos saponificables. Todos contienen ácidos grasos y se activan mediante acetil-CoA.

TERPENOS:Se forman mediante la activación del isopreno por medio de la CoA.Se diferencian por el número de unidades de isoprenos que contienen y si en la estructura (en cadena, cíclica).

COLESTEROL:Esteroide formado por la unión de cuatro anillos hidrocarbonatos.Los esteroides a su vez derivan de un triterpeno (6I = 30 C) lineal.- Compuestos por:o Anillos A, B, C, D.o Un grupo hidroxilo en posición C-3. o Un grupo metilo en posición C-10o Un grupo metilo en posición C-13o Una cola hidrocarbonada en C-17.o doble enlace entre C-5 y C-6.

Tiene conformación de silla.Todos los sustituyentes situados en la cara ß (por encima del plano).Es un compuesto débilmente anfipático, debido al grupo hidroxilo.El grupo hidroxilo puede estearificarse.- Esteres de colesterol:o Tienen un ácido graso unido al grupo hidroxilo del C-3 mediante enlace ester.o Los ácidos grasos suelen ser insaturados.

- Derivados del colesterol:El colesterol es precursor de otras moléculas esteroides importantes: las sales biliares, las hormonas esteroideas y la vitamina D.o Hormonas esteroideas:

Progestágenos, glucocorticoides, mineralocorticides, andrógenos y estrógenos. Son poderosas moléculas señal que regulan multitud de funciones del organismo. Las hormonas esteroideas contienen como máximo 21 carbonos, mientras que el colesterol tiene 27. La primera etapa para la síntesis de las hormonas esteroides es la eliminación de una unidad de seis

carbonos de la cadena lateral del colesterol para formar pregnenolona. La cadena se hidroxila en C-20 y después en C-22, lo cual va seguido de la ruptura del enlace entre

estos carbonos por la acción de la desmolasa. Síntesis de la progesterona a partir de pregnenolona:

Se oxida el grpo hidroxilo del C-3 a grupo ceto (=O) y el doble enlace Δ5 se isomeriza a Δ4. Síntesis del glucocorticoide cortisol:

Se sintetiza a partir de la progesterona por hidroxilaciones en C-17, C-11, C-21. Síntesis de los mineralocorticoides (aldosterona).

Por hidroxilación en C-21 y C-11 y oxidación del grupo metilo del C-18, pasa a ser aldehído, de la progesterona.

Síntesis de los andrógenos (tetosterona) Contienen 19 átomos de carbono.

Se forma mediante la escisión de la cadena lateral, compuesta de C-20 y C-21 y la posterior reducción del grupo ceto del C-17 a hidroxilo.

Síntesis de los estrógenos (estradiol) Se forman a partir de los andrógenos por pérdida del grupo metilo C-19 y la formación de un anillo

A aromático.

o

Vitamina D: Papel esencial en el control del metabolismo del calcio y del

fosforo. La hormona activa de la vitamina D es el calcitriol. El calcitriol es activado por hidroxilación del C-23 y el C-1 de la

vitamina D

RECEPTORES DE HORMONAS ESTEROIDEAS:Las hormonas esteroideas al ser apolares no se pueden disolver en los medios acuosos del organismo (sangre, citosol, nucleo), por lo que necesitan unos receptores a los que se unen.Los receptores citosólicos y nucleares actúan como factores de transcripción.Todos los receptores actúan de forma similar. Al unirse a la molécula señal (ligando), el complejo ligando-receptor modifica la expresión de genes específicos mediante su unión a elementos de control localizados en el ADN.- Estructura de los receptores hormonales:o Contienen dos dominios:o Un dominio de unión al DNA en la parte central de la secuencia.o Un dominio de unión al ligando cerca del extremo carboxílico.