Acilglicéridos Ceras Con acidos grasos (Saponificables) Fosfoglicéridos Esfingolípidos LIPIDOS


Moléculas anfipaticas formadoras de membranas biológicas

Terpenos Sin acidos grasos (Insaponificables) Esteroides

Esencias vegetales Retinol (pigmento visual) Vitaminas A, E y K Colesterol (membranas animales) y derivados: vitamina D, acidos y sales biliares y hormonas esteroides

ACIDOS GRASOS Son acidos carboxílicos de cadena larga, normalmente entre 12 y 24 atomos de carbono, que pueden ser saturados, solo con enlaces simples, o insaturados, con uno o mas dobles enlaces. A continuación se muestran ejemplos de algunos acidos grasos frecuentes.


ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS ACIDOS GRASOS Los acidos grasos saturados presentan cadenas hidrocarbonadas rectilíneas, con los enlaces en zig-zag. Por contra, los insaturados presentan codos en la cadena en los lugares donde aparecen dobles enlaces, debido a la configuración cis de estos.

PUNTO DE FUSIÓN DE LOS ACIDOS GRASOS Es mayor en los acidos grasos saturados y aumenta con la longitud de la cadena carbonada pues, debido a la disposición que adoptan sus cadenas rectas, cuanto mayor sea el número de carbonos, mayor sera el número de enlaces de Van der Waals que sera necesario romper y, por lo tanto, mayor el gasto energético para conseguir la fusión. Estos acidos grasos seran, en general, sólidos a temperatura ambiente. En los acidos grasos insaturados los puntos de fusión seran mas bajos, ya que la presencia de codos en los dobles enlacesimpide su agregación molecular y, por tanto, la formación de enlaces de Van der Waals es escasa, por lo que a temperatura ambiente seran líquidos.


COMPORTAMIENTO DE LOS ACIDOS GRASOS EN EL AGUA Los acidos grasos son moléculas anfipaticas, con dos partes diferentes en cuanto a su interacción con el agua: una cabeza polar, el grupo carboxilo, que tiende a unirse a las moléculas de agua y una cola no polar, la cadena hidrocarbonada, que no puede unirse al agua. Por ello, cuando un acido graso se encuentra en medio acuoso, sus moléculas se orientan de manera que los grupos polares, hidrófilos, quedan en contacto con el agua, y los grupos hidrófobos se alejan de esta, dando lugar así a la formación de monocapas en la superficie del líquido o micelas y bicapas en su interior.


OBTENCIÓN DE ÉSTERES: REACCIÓN DE ESTERIFICACIÓN

Los lípidos saponificables son ésteres de acidos grasos y alcoholes (glicerina,esfingosina, etc). La formación de estos lípidos tiene lugar mediante reacciones de esterificación, en las que se forma un enlace éster, desprendiéndose agua, al reaccionar los grupos carboxilo e hidroxilo del acido y el alcohol, respectivamente.


TRIACILGLICÉRIDOS O GRASAS Son ésteres de la glicerina con 3 acidos grasos iguales (triacilglicéridos simples) o distintos (triacilglicéridos mixtos). Son moléculas hidrofóbicas ya que no contienen grupos polares o con carga, por lo que se denominan también grasas neutras. Son los componentes principales de las grasas de reserva en animales y plantas. Los que solo contienen acidos grasos saturados son sólidos blancos ygrasos a temperatura ambiente y se llaman “sebos”. Los que contienen tres acidos grasos insaturados son líquidos a temperatura ambiente y se denominan “aceites”. La mayor parte de las grasas naturales,como la mantequilla, el aceite de oliva, etc, son mezclas complejas de triacilglicéridos simples y mixtos.


FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS TRIACILGLICÉRIDOS (I

Reserva energética.
Se acumulan en forma de gotitas de grasa en el citoplasma, por ejemplo en los adipocitos del tejido conectivo de los animales o en las células vegetales, fundamentalmente en las semillas.


FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS TRIACILGLICÉRIDOS (II)

Aislante térmico en animales de climas fríos


HIDRÓLISIS DE LAS GRASAS

En los organismos vivos la hidrólisis de las grasas se lleva a cabo por la acción de enzimas lipasas, que catalizan la rotura de los enlaces éster, separando la glicerina de los acidos grasos.

La hidrólisis de las grasas en medio basico (con sosa o potasa) y en caliente se denomina “saponificación” y se realiza en la industria para la obtención de jabones. Produce glicerina y las sales sódicas o potasicas de los acidos grasos que son los jabones. Todos aquellos lípidos en cuya composición hay acidos grasos se pueden saponificar y es por ello que se denominan “Lípidos Saponificables”.

Reacción de saponificación


Obtención de margarinas a partir de aceites vegetales
Los aceites vegetales, líquidos a temperatura ambiente por su alto contenido en acidos grasos insaturados, son sometidos a un proceso de hidrogenación en la industria alimentaria para obtenerMargarinas. Al hidrogenarse las grasas se produce una saturación de los acidos grasos que eleva el punto de fusión y el aceite se transforma en un sólido facil de untar. En el proceso de hidrogenación se forman grasas trans, potencialmente peligrosas para la salud, ya que se asocian con un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares y de desarrollo de algunos canceres.


CERAS O CÉRIDOS

Son ésteres de acidos grasos y alcoholes monohidroxílicos de cadena larga. Los dos extremos de la molécula son hidrófobos y por lo tanto insolubles en agua, lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento. Las abejas utilizan las ceras para fabricar los panales de sus colmenas.

En estructuras delicadas como los oídos de los animales se segregan ceras (cerumen) con función protectora, para impedir la entrada de partículas que podrían dañar la estructura interna.


FUNCIÓN IMPERMEABILIZANTE DE LAS CERAS

En los vertebrados las ceras son segregadas por las glandulas de la piel como recubrimiento protector, para mantener la piel flexible, lubrificada e impermeable y recubre también el pelo, la lana y las plumas. Las aves acuaticas segregan ceras por sus glandulas de limpieza para que sus plumas repelan el agua. También la superficie de muchas hojas y frutos tienen un aspecto brillante debido a su cubierta cérea, que impide una excesiva transpiración.


TRIACILGLICÉRIDOS Y CERAS EN EL ÓRGANO ESPERMACETI Casi el 90% del peso de la cabeza de los cachalotes corresponde al “órgano espermaceti”, que contiene unos 2000 litros de aceite de espermaceti, una mezcla detriglicéridos y ceras con alto contenido de acidos grasos insaturados. Es líquido a 37ºC,la temperatura normal de reposo del animal, y solidifica a temperaturas inferiores a 31ºC. Este aceite permite al animal cambiar su flotabilidad para adaptarse a distintas profundidades sin tener que realizar un gran esfuerzo. Los cachalotes efectúan inmersiones de mas de 1000 m de profundidad para cazar calamares gigantes y otros cefalópodos de los que se alimentan. A esas profundidades el agua esta mucho mas fría que en superficie y su densidad es mayor. Con el descenso de temperatura el aceite de espermaceti solidifica y se hace mas denso, favoreciendo la flotabilidad del cachalote en esas aguas. Al ascender a la superficie el aceite se calienta de nuevo y funde, disminuyendo su densidad y cambiando la flotabilidad del cachalote, para igualarla a la de la superficie del agua.
Palmitato de cetilo (cera de espermaceti)


FOSFOACILGLICÉRIDOS O FOSFOGLICÉRIDOS ( I)

Son lípidos formadores de membranas biológicas y, por tanto, poseen función estructural. Todos los fosfoglicéridos derivan de un compuesto precursor denominado “acido fosfatídico”, que es un éster de la glicerina y dos acidos grasos en los carbonos 1 y 2 de este alcohol y acido fosfórico en el carbono 3.

Acido fosfatídico, molécula precursora de todos los fosfoglicéridos


FOSFOGLICÉRIDOS ( II ) El grupo fosfato del acido fosfatídico se une, mediante un segundo enlace éster, con funciones alcohol de diferentes moléculas hidrofílicas, dando lugar a las distintas clases de fosfoglicéridos.


ESTRUCTURA ANFIPATICA DE LOSFOSFOGLICÉRIDOS Los fosfoglicéridos poseen naturaleza anfipatica, distinguiéndose en ellos una parte hidrofílica o cabeza polar, con una carga negativa en el grupo fosfato y generalmente una o mas cargas eléctricas aportadas por la molécula hidrofílica unida al fosfato, y dos colas hidrofóbicas, no polares, representadas por los dos acidos grasos (saturado e insaturado).


ESFINGOLÍPIDOS ( I )

Son también lípidos de membrana que contienen en lugar de glicerina un aminoalcohol insaturado de cadena larga (18 carbonos) denominado “esfingosina”.

Todos los esfingolípidos derivan de un compuesto precursor denominado “ceramida” o “ceramido”, que resulta de la unión por enlace amida entre el grupo amino de la esfingosina y el carboxilo de un acido graso. El compuesto resultante recuerda en su estructura química a las ceras (acido graso y alcohol de cadena larga), pero en lugar de enlace éster presenta un enlace amida; de ahí el nombre de Ceramida que reciben este tipo de compuestos.


ESFINGOLÍPIDOS ( II) Al grupo hidroxilo primario de la ceramida se unen diferentes compuestos hidrofílicos, originandose así los diferentes tipos de esfingolípidos. Según el tipo de compuesto unido a la ceramida, los esfingolípidos se pueden clasificar en dos grupos.

Esfingolípidos

Esfingofosfolípidos o “Esfingomielinas”

Glucoesfingolípidos

Con fosfocolina o Fosfoetanolamina (enlace éster

Cerebrósidos Con glucosa o galactosa (enlace βglucosídico)

Gangliósidos Con un oligosacarido

Esfingofosfolípidos y Fosfoglicéridos se agrupan bajo la denominación general de“Fosfolípidos”.


FOSFOLÍPIDOS


ESFINGOMIELINAS Son los esfingolípidos mas sencillos y abundantes. Se encuentran en la mayor parte de las membranas de las células animales, aunque son especialmente abundantes en el tejido nervioso donde constituyen las vainas de mielina. La mielina es una sustancia aislante que recubre los axones y que esta formada por múltiples capas superpuestas de membrana plasmatica de células gliales llamadas células de Schwann. Se origina cuando una célula de Schwann se enrolla en espiral alrededor del axón, formando sucesivas capas, que se fusionan y entre las que el citoplasma acaba por desaparecer. La vaina de mielina se interrumpe entre las células de Schwann, en los nódulos de Ranvier, permitiendo la conducción de los impulsos nerviosos.


GLUCOESFINGOLÍPIDOS: CEREBRÓSIDOS Y GANGLIÓSIDOS


ESTRUCTURA ANFIPATICA DE UN ESFINGOLÍPIDO

Cabeza polar Colas no polares


COMPORTAMIENTO DE LOS LÍPIDOS ANFIPATICOS EN MEDIO ACUOSO Los lípidos de membrana son anfipaticos y se denominan también “lípidos polares”, para diferenciarlos de los triacilglicéridos y ceras que se denominan lípidos neutros. En los sistemas acuosos los lípidos polares se dispersan espontaneamente formando Micelas, con las colas no polares ocultas del agua y las cabezas polares expuestas a ella. También pueden extenderse sobre la superficie del agua, formando una capa de una molécula de espesor, denominada Monocapa (a). Ademas, los lípidos polares pueden formar también espontaneamente Bicapas (b) separando dos compartimentos acuosos, disponiendo las colas no polares haciael interior de la bicapa y las cabezas hidrofílicas hacia la fase acuosa, formando estructuras fluídas y muy flexibles que se pueden cerrar para formar vesículas con agua en su interior llamadas Liposomas (c).


La formación de micelas esta favorecida si las unidades lipídicas individuales tienen forma de cuña, con el area de la sección transversal de la cabeza mayor que la de la cadena no polar hidrocarbonada, como sucede con los acidos grasos libres. Por el contrario, cuando las areas transversales de la cabeza y de las cadenas hidrocarbonadas son similares, como sucede con los fosfoglicéridos y los esfingolípidos,las unidades lipídicas tienen forma cilíndrica, lo que favorece la formación de bicapas y liposomas.


LÍPIDOS INSAPONIFICABLES: TERPENOS

Estan formados por la unión de unidades del hidrocarburo Isopreno (2-metil-1 -butadieno)

Los Terpenos se clasifican según el número de unidades de isopreno: -2 unidades: Monoterpenos. Son esencias vegetales como el pineno, el geraniol, el limoneno -4 unidades: Diterpenos. Las vitaminas A, E y K y el fitol de la molécula de clorofila. -6 unidades: Triterpenos. Un ejemplo es el escualeno, precursor del colesterol. -8 unidades: Tetraterpenos.Constituyen los pigmentos fotosintéticos llamados Carotenoides como la xantofila, amarillo, el caroteno, naranja o el licopeno, rojo. A partir del β-caroteno, que es especialmente abundante en algunos vegetales como las zanahorias, los animales pueden obtener vitamina A. -Mas de 8 unidades: Politerpenos, como el caucho.


MONOTERPENOS: ESENCIAS VEGETALES
DITERPENOS: FITOL (diterpeno con un grupo alcohol que ancla y orienta a la molécula de Clorofila en las membranas internas del cloroplasto) VITAMINAS E Y K

Β-CAROTENO (TETRATERPENO): PRECURSOR DE LA VITAMINA A (DITERPENO)


TERPENOS QUE FUNCIONAN COMO TRANSPORTADORES DE ELECTRONES EN LOS PROCESOS DE RESPIRACIÓN CELULAR Y DE FOTOSÍNTESIS


ESTEROIDES Son lípidos complejos derivados del anillo tetracíclico “ciclopentanoperhidrofenantreno”, formado por tres anillos de ciclohexano unidos de forma no lineal a un ciclopentano. Esta estructura puede presentar diversos grados de deshidrogenación (con aparición de dobles enlaces) y puede presentar diversas cadenas laterales y grupos funcionales dando lugar a los distintos tipos de esteroides.


ESTEROLES. EL COLESTEROL

Los esteroides mas abundantes son los Esteroles, que contienen al menos un grupo hidroxilo. En los animales, el principal esterol es el “Colesterol componente importante de las membranas celulares y de las lipoproteínas del plasma. A la derecha se representa una molécula de colesterol, en la que se observa su estructura anfipatica, con una pequeña cabeza polar (grupo -OH) y una parte no polar con el núcleo esteroide rígido y la cadena hidrocarbonada lateral.


FUNCIONES DEL COLESTEROL

ESTRUCTURAL

MOLÉCULA PRECURSORA EN LA FORMACIÓN DE

Necesario para la formación y estabilidad de las membranas de las células animales

Componente de las lipoproteínas plasmaticas

Acidos Y sales biliares

Hormonas esteroides

Vitamina D

ACIDOS Y SALES BILIARES

Las sales biliares son las salessódicas o potasicas de los acidos biliares, que se forman en el hígado a partir del colesterol. Debido a su estructura anfipatica, estas sales tienen caracter detergente y son segregadas por el hígado a la bilis, la cual vierte en la porción superior del intestino delgado, donde son empleadas como emulsionantes para favorecer la actuación de las lipasas sobre las grasas y preparar para su absorción a los componentes lipídicos nutritivos.


VITAMINA D Regula el metabolismo del Calcio y del Fósforo, favoreciendo su depósito en los huesos. Se sintetiza en la piel de los animales a partir de un precursor inactivo, el 7-deshidrocolesterol, mediante reacciones provocadas por exposición a la luz ultravioleta del Sol. El déficit de esta vitamina provoca raquitismo.


HORMONAS ESTEROIDES: SEXUALES Y CORTICOADRENALES Las hormonas sexuales se producen en los testículos y los ovarios y son las responsables de mantener la integridad anatómica y funcional del aparato reproductor, desarrollar y conservar los caracteres sexuales secundarios; desempeñan un papel importante en la activación general del metabolismo y, en el caso de las hormonas femeninas, intervienen directamente en el proceso de la reproducción, regulando el ciclo ovarico y preparando las glandulas mamarias para desencadenar la secreción lactea. Las hormonas corticoadrenales, los corticoides, se clasifican según su función en dos grupos: -glucocorticoides: influyen sobre el metabolismo de los glúcidos, aumentando la glucemia. -mineralocorticoides: regulan el metabolismo mineral, especialmente de sodio y potasio.