TEMA 8. Lípidos PDF

1.FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS LÍPIDOS Los lípidos son compuestos orgánicos que contienen hidrocarburos, son la base de la estructura y función de células vivas. Son no polares, insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos no polares. Están formados por C, H, O y pueden tener P, N y S. Son...

1.FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS LÍPIDOS Los lípidos son compuestos orgánicos que contienen hidrocarburos, son la base de la estructura y función de células vivas. Son no polares, insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos no polares. Están formados por C, H, O y pueden tener P, N y S. Son un grupo químicamente diverso y, por ello, tienen varias funciones: ▪ Almacén de energía Son compuestos reducidos debido a que no tiene casi oxígenos (solo en la cabeza polar) y, por ello, tienen mucha energía disponible. Debido a que su naturaleza es parcialmente hidrófoba (cabeza polar es hidrofílica), actúan bien para el empaquetamiento. La cantidad energética que dan los lípidos es superior a la de los glúcidos, pero su liberación es más lenta. La célula recurre primero a los glúcidos. ▪ Aislamiento del medio ambiente Baja conductividad, es decir, no transmiten el calor. Animales con mucha grasa se protegen mejor del frío. Alta capacidad calorífica (puede ‘absorber calor’) Protección mecánica (puede amortiguar los golpes), debido a la capa de grasa. ▪ Repele el agua Naturaleza hidrofóbica: mantiene seca la superficie del organismo. Evita la humectación excesiva en pájaros y la pérdida de agua por evaporación. OTRAS FUNCIONES -Es la estructura principal de las membranas celulares -Cofactores para enzimas como la vitamina K (coagulación de la sangre, responsable de la hemostasia: ayuda a que se mantenga el estado constante de la sangre, participa en la activación de los factores de la coagulación) o la coenzima Q (síntesis de ATP en la mitocondria). -Señalización o transmisión de señales. Las hormonas paracrinas, esteroides, factores del crecimiento y vitaminas A y D (precursoras de hormonas) son hormonas de origen lipídico. -Pigmentos (carotenos, por ejemplo) al que se deben colores como del tomate, zanahorias, calabazas, etc. -Antioxidantes como la vitamina E. 2.DIVERSOS TIPOS DE LÍPIDOS Los lípidos son caracterizados por ser moléculas orgánicas con baja solubilidad en agua, esto se debe a ser moléculas no polares e hidrofóbicas. A nivel estructural, hay una gran variedad de lípidos. Los lípidos se dividen en dos categorías: -Con ácidos grasos: algunos para almacenamiento de energía (triglicéridos) y otros para formar la membrana (lípidos de membrana: fosfolípido, glucolípidos, lípidos éter de arqueas). 1 -Sin ácidos grasos: como el colesterol, las hormonas, vitaminas, pigmentos, etc. ÁCIDOS GRASOS Los ácidos grasos están compuestos por un grupo polar (cabeza carboxílica), al que se une una cadena hidrocarbonada, que es apolar (de 4 a 36C, mayoritariamente nº C es par). Así pues, son moléculas anfipáticas. La cadena hidrocarbonada puede tener dobles enlaces (cadena insaturada) o no (cadena saturada, cadena recta). Los insaturados se pueden clasificar en monoinsaturados (solo un enlace doble) o poliinsaturados (más de un doble enlace). La presencia de un doble enlace es mayoritariamente en forma cis. NOMENCLATURA A la hora de la nomenclatura, hay que tener en cuenta la presencia o no del doble enlace. Los lípidos se pueden llamar sistemáticamente (número de carbonos, posición en la que se encuentra el doble enlace), bien con un nombre común, con la numeración delta (Describe la ubicación del primer carbono del alqueno en relación con el carbono carbonilo: Al carbono carboxilo se le asigna el número 1 (C-1), y al carbono que lo acompaña es C-2. Las posiciones de cualquier doble enlace, designado A (delta), se especifican en relación con C-1 mediante un número de superíndice que indica el carbono con el número más bajo en el doble enlace. Según esta convención, el ácido oleico, con un doble enlace entre C-9 y C-10, se designa 18:1 (delta 9); un ácido graso de 20 carbonos con un doble enlace entre C-9 y C-10 y otro entre C-12 y C-15 se designa 20:2 (delta 9,12) u omega (Describe la ubicación del primer carbono del alqueno en relación con el metilo terminal; Los ácidos grasos insaturados también se clasifican según la ubicación del primer doble enlace en relación con el extremo metilo terminal (omega, ω) de la molécula. Por ejemplo, el ácido linoleico y el ácido α-linolénico pueden designarse como 18:2ω-6 (equivalente a 18:2Δ9,12) y 18:3ω-3 (equivalente a 18:3Δ9,12,15), respectivamente. (El número a la derecha de ω designa el carbono en el que se produce el primer doble enlace, contando desde el extremo metilo terminal del ácido graso.). CONFORMACIONES La cadena saturada tiende a adoptar conformaciones: los dobles enlaces suelen adoptar una configuración cis (os grupos similares o idénticos están en el mismo lado de un doble enlace). Los ácidos grasos se empaquetan de forma bastante ordenada debido a que hay extensas interacciones favorables. 2 Los insaturados se empaquetan de forma menos organizada debido a los codos formados por los dobles enlaces. Así pues, se necesita menos energía para interrumpir el empaquetamiento desordenado debido a que puede penetrar más fácilmente ya que están menos ‘empaquetadas’. TEMPERATURA Y SOLUBILIDAD -Punto de fusión: disminuye a más corta sea la cadena y a mayor número de dobles enlaces Por tanto, un lípido es líquido (insaturados como el aceite, punto de fusión más bajo) o sólido (saturados como la mantequilla) debido a la presencia o no de dobles enlaces. En cuanto a la solubilidad, cuanto más larga sea la cadena hidrocarbonada, más hidrofóbico y menos soluble será ese lípido en el agua. Los ácidos grasos trans se forman por hidrogenación parcial de ácidos grasos insaturados, lo cual aumenta la estabilidad a altas temperaturas de los aceites utilizados para cocinar (especialmente para freír). Un doble enlace trans permite que un ácido graso dado adopte una conformación extendida, lo cual permite que puedan empaquetarse más regularmente y mostrar puntos de fusión más altos que las formas cis. Así pues, las empresas transforman los enlaces cis en trans para que duren más como por ejemplo la margarina se prepara a partir de aceite vegetal (de líquido a mantequilla mediante este proceso). No obstante, consumir ácidos grasos con enlaces trans puede provocar enfermedades cardíacas y no son aconsejables. CLASIFICACIÓN I. TRIGLICÉRIDOS (NO POLAR) Los triglicéridos son los ácidos grasos más mayoritarios. Están compuestos por tres moléculas de ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol. Estos son menos polares que los ácidos grasos debido a que solo tiene un oxígeno libre de su cabeza polar (son más reducidos) y transportan menos agua por gramo. Su función principal es la de almacenamiento de energía (más que los glúcidos, debido a que estos últimos tienen más oxígenos). Además, los glúcidos son para dar energía inmediatamente y los lípidos son de largo plazo. Los sólidos se llaman grasas. Los líquidos se llaman aceites: Las grasas, que son sólidas a temperatura ambiente, contienen una gran proporción de ácidos grasos saturados. Los aceites son líquidos a temperatura ambiente debido a su contenido relativamente alto de ácidos grasos insaturados. La principal forma de almacenamiento de lípidos (grasa corporal) Menos soluble en agua que los ácidos grasos debido a la esterificación del grupo carboxilato Menos denso que el agua: las grasas y los aceites flotan. La ventaja de las grasas sobre los polisacáridos: o Los ácidos grasos transportan más energía por carbono porque son más reducidos. o Los ácidos grasos transportan menos agua por gramo porque no son polares. o La glucosa y el glucógeno son para las necesidades energéticas a corto plazo y para una entrega rápida. o Las grasas son para las necesidades energéticas a largo plazo (meses), un buen almacenamiento y una entrega lenta. II. CERAS Las ceras son ésteres de ácidos grasos saturados e insaturados de cadena larga con alcoholes de cadena larga. Insoluble y tiene altos puntos de fusión 3 Variedad de funciones: o Almacenamiento de combustible metabólico en plancton o Protección y flexibilidad para el cabello y la piel en vertebrados o Impermeabilización de plumas en aves o Protección contra la evaporación en plantas tropicales y hiedra o Utilizado por las personas en lociones, ungüentos y abrillantadores III. LÍPIDOS DE MEMBRANA Contienen grupos de cabezas polares y colas no polares (generalmente ácidos grasos adjuntos) La diversificación puede provenir de: Modificación de una red troncal diferente Cambiar los ácidos grasos Modificación de los grupos de cabezas Las propiedades de los grupos de cabezas determinan las propiedades superficiales de las membranas. Diferentes organismos tienen diferentes composiciones de grupos de cabeza lipídica de membrana. Diferentes tejidos tienen diferentes cabezas lipídicas de membrana composiciones grupales. IV. FOSFOGLICÉRIDOS (GLICEROFOSFOLÍPIDOS) Los fosfoglicéridos son los constituyentes primarios de las membranas celulares. Son moléculas formadas por dos ácidos grasos y un fosfato unidos a una molécula de glicerol. Los grupos hidroxilo de los C1 y 2 de la glicerina están unidos mediante enlace éster a los dos AG, y el hidroxilo del C3 está unido de forma éster al ácido fosfórico. El grupo fosfato está cargado a pH fisiológico y es altamente polar; además, puede esterificarse aún más por un alcohol. Por tanto, en la molécula de glicerol (tres lugares de unión) solo podrá haber dos moléculas de ácidos grasos más el fosfato. En general, el C1 suele encontrarse un ácido graso saturado y en el C2 suelen encontrarse los insaturados. El lugar donde se sustituye el X es lo que dará distintos fosfoglicéridos (cabeza polar). Por ejemplo, fosfatidilcolina es el principal lípido de membrana en los eucariotas. Muchos procariotas, incluida la E. coli, no pueden sintetizar este lípido; Sus membranas no contienen fosfatidilcolina. V. ESFINGOLÍPIDOS La molécula principal es la esfingosina (y no el glicerol), que es una amida grasa de cadena larga, a la que se une solo un ácido graso (enlace amida en lugar de un enlace éster como se ve generalmente en los lípidos,). Un grupo de cabeza polar está conectado a la esfingosina mediante un enlace glucosídico o fosfodiéster. 4 Los glucoesfingolípidos que contienen azúcares se encuentran principalmente en la cara externa de las membranas plasmáticas. Algunos lípidos estructurales y de señalización se degradan en el lisosoma. Por tanto, hay fosfolipasas que degradan los enlaces que se encuentran en los lípidos para distintas funciones. La mayoría de las células degradan y reemplazan continuamente los lípidos de sus membranas. Los fosfolípidos son degradados por las fosfolipasas A−D. Cada fosfolipasa rompe un enlace específico. LÍPIDOS SIN ÁCIDOS GRASOS I.ESTEROLES (COLESTEROL) Los esteroles son lípidos de estructura compleja, sin AG y, por tanto, no son saponificables. Están compuestos por un núcleo esteroideo (cuatro anillos fusionados), un grupo hidroxilo (grupo polar) en el anillo A y varias cadenas laterales no polares. El colesterol y los esteroles están presentes en la mayoría de las membranas celulares eucariotas con el fin de regular la fluidez y permeabilidad, engrasar la membrana, etc. Los mamíferos obtienen colesterol de los alimentos o es sintetizado (novo) en el hígado, que se transporta unido a proteínas hacia los tejidos a través de los vasos sanguíneos. Muchas hormonas son derivadas de los esteroides. II.HORMONAS ESTEROIDEAS Los esteroides son derivados oxidados de los esteroles. Tienen el núcleo esterol, pero carecen de la cadena alquílica que se encuentra en el colesterol y son más polares que este. Por tanto, las hormonas esteroideas se sintetizan a partir del colesterol en las gónadas y las glándulas suprarrenales. Se transportan por sangre a larga distancia unidos a proteínas transportadoras. Los lípidos activos biológicamente están presentes en cantidades muy pequeñas con respecto a los lípidos de almacenamiento o estructurales. Desempeñan funciones vitales como moléculas de señalización entre células cercanas. Hay varios tipos: La oxidación enzimática del ácido araquidónico produce: -Las prostaglandinas producen inflamación y fiebre. tromboxanos (formación de coágulos sanguíneos) leucotrienos (contracción del músculo liso en los pulmones) Vitaminas liposolubles: 5 -Vitamina D. La vitamina D se sintetiza a partir del colesterol. La luz UV participa en la síntesis de esta vitamina, que interviene en la regulación de la absorción del calcio en el intestino y su metabolismo. Calcitriol es la vitamina D activa. -Vitamina A: importante para la visión. Es un derivado del b-caroteno, el cual se rompe y puede dar lugar a la vitamina A o a otra molécula que intervienen en la expresión génica. -Vitaminas E, K y otros lípidos que actúan como antioxidantes. RESUMEN Los lípidos son un grupo de moléculas estructurales y funcionalmente diferentes que son poco solubles en agua. Los triacilglicéridos son los principales lípidos de almacenamiento. Los fosfolípidos son los principales constituyentes de las membranas. Los esfingolípidos juegan un papel en el reconocimiento. El colesterol es un lípido de membrana y el precursor de hormonas esteroideas. Algunos lípidos transportan señales de célula a célula y de tejido a tejido. 6