ÿþM i c r o s o f t P o w e r P o i n t

Lípidos
• Los lípidos son moléculas orgánicas, la mayoría de
estas biomoléculas están compuestas principalmente
por carbono e hidrógeno y en menor proporción por
oxígeno, aunque también pueden contener P, S y N.
• La mayoría de los lípidos son insolubles en agua y
solubles en solventes orgánicos como el cloroformo.
• Los lípidos se clasifican biológicamente en:
– Lípidos Saponificables: contienen ácidos grasos
• Simples: lípidos que sólo contienen C, H y O (gliceroles y ceras)
• Complejos: lípidos que contienen además P, N, S o alguna molécula
de glúcido (fosfolípidos y glucolípidos)
– Lípidos Insaponificables: no contienen ácidos grasos.
• esteroides, terpenos e icosanoides
•
Según sus funciones los lípidos se clasifican en:
a) Función de reserva energética: como los triglicéridos que
constituyen la principal reserva de energía de los animales.
b) Función estructural: como los fosfolípidos, los glucolípidos y el
colesterol que forman las bicapas lipídicas de las membranas
celulares. Además los triglicéridos del tejido adiposo recubren y
proporcionan consistencia a los órganos y protegen
mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos.
c) Función reguladora y hormonal: como las vitaminas liposolubles
que son de naturaleza lipídica (terpenos, esteroides); las hormonas
esteroideas que regulan el metabolismo y las funciones de
reproducción; los glucolípidos que actúan como receptores de
membrana; los icosanoides que responsables de la comunicación
celular y la respuesta inmune.
d) Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino
hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a
los ácidos biliares y a las lipoproteínas.
• Lípidos Saponificables:
a) Los ácidos grasos: son ácidos carboxílicos derivados de
hidrocarburos de 4 a 36 carbonos, en algunos casos las cadenas son
completamente saturadas y lineales y otros contienen insaturaciones,
grupos hidroxilos o grupos metilos ramificados.
Están presentes en los aceites vegetales (oliva, maíz, girasol,
cacahuete, etc.), que son ricos en ácidos grasos insaturados, y en las
grasas animales (tocino, mantequilla, manteca de cerdo, etc.), ricas en
ácidos grasos saturados. Las grasas de los pescados contienen
mayoritariamente ácidos grasos insaturados.
Los ácidos grasos son las unidades básicas de los lípidos saponificables.
Nomenclatura simplificada de los
ácidos grasos
• Se especifica la longitud de la cadena y el número de dobles
enlaces separados por dos puntos.
Ejemplo: - el ácido palmítico tiene 16 carbonos y es saturado,
se abrevia 16:0.
– El ácido oléico de 18 carbonos y un doble enlace es 18:1
• Las posiciones de los dobles enlaces se indican por exponentes
que siguen a una Δ
Ejemplo: - un ácido graso de 20 carbonos con un doble enlace
entre C-9 y C-10 y otro entre C-12 y C-13, se designa como
20:2(Δ9,12 )
• Generalmente en los ácidos grasos monoinsaturados el
doble enlace se ubica en Δ9 y en los poliinsaturados
suelen ser Δ12 y Δ16.
Propiedades fisicoquímicas de los ácidos grasos:
•
Las propiedades físicas de los ácidos grasos y de los compuestos que los contienen
están determinadas por la longitud y el grado de insaturación de la cadena
carbonada:
1) los ácidos grasos son anfipáticos:
– la parte apolar de la cadena explica la poca solubilidad de estos compuestos en
agua (mientras más larga y menor número de insaturaciones, menor es la
solubilidad en agua) .
– El grupo ácido carboxílico es polar (y está ionizado a pH neutro) de ahí la ligera
solubilidad en agua de los ácidos grasos de cadena corta.
2) Los ácidos son esterificables: pueden formar ésteres con grupos alcohol de otras
moléculas.
3) Los ácidos grasos son saponificables: Por hidrólisis alcalina los ésteres
formados anteriormente dan lugar a jabones (sal del ácido graso)
4) Los ácidos grasos son autooxidables: Los ácidos grasos insaturados pueden
oxidarse espontáneamente, dando como resultado aldehídos donde existían los
dobles enlaces covalentes.
5)
Los lípidos tienen densidades específicas menores que el agua, lo que explica
por qué las mezclas de agua y aceite tienen dos fases.
6) Punto de fusión: Los puntos de fusión de los Ác. esteréaico
ácidos grasos dependen también de la longitud
y grado de saturación de la cadena carbonada.
• Los ácidos grasos desde 12:0 a 24:0 tienen, a
temperatura ambiente, una consistencia cérea,
mientras que los ácidos grasos de esas
longitudes pero insaturados son líquidos
oleosos. Esa diferencia se debe al grado de
empaquetamiento de las moléculas de los
ácidos grasos:
– En los compuestos saturados no existe
impedimento rotacional por lo que la cadena
es más flexible y su conformación más
estable es extendida, organizándose en
empaquetamientos casi cristalinos unidos
por fuerzas de Van der Waals.
– En los compuestos insaturados los dobles
enlaces crean un impedimento rotacional
que no permite empaquetar tan fuertemente
las moléculas como en los ácidos grasos
saturados y en consecuencia se requiere
menor energía térmica para desordenar
estos conjuntos.
Ác. oléico
Algunos ácidos grasos naturales: estructura,
propiedades y nomenclatura
b) Los Acilglicéroles: son ésteres de ácidos grasos simples y neutros
formados con el glicerol a través de una reacción de condensación llamada
esterificación. Una molécula de glicerol puede reaccionar con hasta tres
moléculas de ácidos grasos, puesto que tiene tres grupos hidroxilo.
Según el número de ácidos grasos que se unan a la molécula de glicerol,
existen tres tipos de acilgliceroles:
• Monoglicéridos: La molécula de glicerol se une a un sólo ácido graso.
• Diacilglicéridos: La molécula de glicerol se une a dos ácidos grasos.
• Triacilglicéridos: Llamados comúnmente triglicéridos, la molécula de glicerol
se une a tres ácidos grasos. Los triglicéridos son la principal reserva
energética de los animales.
Los triacilglicéridos (triglicéridos)
• Son los lípidos más sencillos obtenidos
a a partir de los ácidos grasos. Están
compuestos de 3 ácidos grasos unidos
por un enlace éster con un solo glicerol.
• Los que tienen un mismo ácido graso
en las tres posiciones se denominan
triacilgliceroles simples y se les nombra
de acuerdo al ácido graso que
contienen.
– Ejemplos: triestearina, tripalmita, trioleína.
• La mayoría de estos compuestos
naturales son mixtos, contienen 2 o
más ácidos grasos diferentes.
• Los
triacilgliceroles
son
moléculas apolares debido al
enlace éster que se forma
entre los hidroxilos del glicerol
y los carboxilatos de los ácidos
grasos, lo que les confiere
carácter
hidrofóbico
e
insolubilidad casi completa en
agua.
• En la mayoría de las células
eucarióticas, los triglicéridos
forman una fase separada de
gotitas microscópicas oleosas
en el citosol acuoso que sirven
como depósito de combustible
metabólico.
• Los adipocitos o células
grasas especializadas en las
células, almacenan grandes
cantidades de triacilgliceroles
en forma de gotitas de grasa
que ocupan casi totalmente la
célula.
• Los triacilgliceroles también se
almacenan en las semillas de
muchos tipos de plantas
proporcionando
energía
durante la germinación de las
semillas.
• Los adipocitos y las semillas
germinadas contienen lipasas
que son enzimas que catalizan
la
hidrólisis
de
los
triacilgliceroles almacenados
liberando ácidos grasos que
son exportados a otros
lugares.
Ventajas de los triacilgliceroles sobre
polisacáridos como el glucógeno
1) Los átomos de carbono de los ácidos grasos
están más reducidos que los de los azúcares,
por lo que la oxidación de los triacilgliceroles
proporciona más del doble de energía, gramo
por gramo que la de los glúcidos.
2) Como los triaclgliceroles son hidrofóbicos y no
están hidratados, al transportar la energía, el
organismo no debe transportar peso extra del
agua de hidratación que si está asociada a los
polisacáridos almacenados.
c) Las Ceras:
•
Las ceras biológicas son ésteres de ácidos grasos de cadena larga (entre 14 y
36 carbonos) saturados e insaturados con alcoholes de cadenas largas (de 16 a
30 carbonos).
•
Sus puntos de fusión están entre los 60 y 100 °C, por lo que a temperatura
ambiete se encuentran como sólidos. Además, son muy insolubles en medios
acuosos.
•
Ciertas glándulas de la piel de los vertebrados secretan ceras tal como la
lanolina o el cerumen del conducto auditivo, para proteger el pelo y la piel,
manteniéndolos flexible, lubricado e impermeables.
•Las aves acuáticas, secretan ceras para
mantener sus plumas impermeables.
Las hojas brillantes de muchas plantas
tropicales están recubiertas por una espesa
cera (cutina) que las protege de parásitos e
impide la evaporación excesiva del agua.
d) Los Fosfolípidos (lípidos de membrana)
Son los lípidos que poseen un grupo fosfato en su estructura y los hace
marcadamente más polares, este grupo se une a una porción hidrofóbica mediante
un enlace fosfodiéster, lo que les confiere un carácter anfipático permitiéndoles
interacciones hidrofóbicas entre las cabezas polares y el agua fuera de las células,
dejando la cola apolar hacia el interior de la bicapa lipídica o micela.
Se clasifican en:
Glicerofosfolípidos o
fosfoglicéridos: poseen una molécula
de glicerol.
Esfingolípidos: poseen
una molécula de esfingosina
* Los glicerofosfolípidos (fosfoglicéridos)
• Son lípidos de membrana que contienen como unidad básica el
ácido fosfatídico, en la cual dos ácidos grasos (uno saturado y otro
insaturado) se unen por enlace éster al primer y segundo carbonos
del glicerol y un grupo de cabeza muy polar o cargado está unido
por enlace fosfodiéster al tercer carbono, generalmente un alcohol
o un aminoalcohol.
• Las cadenas hidrofóbicas de los ácidos grasos le confieren a la
molécula insolubilidad en agua, mientras que el grupo polar le
otorga carácter hidrofílico, por lo que resulta en una estructura
anfipática.
Ácido fosfatídico
• Según el alcohol que sustituye el grupo fosfato, se pueden tener
distintos glicerofosfolípidos, los más comunes son:
Fosfatidiletanolamina: o cefalina esta presente en
las membranas celulares, y es junto con la fosfatidilcolina,
uno de los fosfolípidos más frecuentes en la bicapa lipídica
en los tejidos humanos.
La fosfatidiletanolamina posee mayoritariamente ácido
palmítico, ácido esteárico u ácido oleico en posición 1 y un
ácido graso poliinsaturado de cadena larga, como el ácido
araquidónico, en posición 2.
Fosfatidilcolina: también es llamada lecitina,
junto con las sales biliares, ayuda a la solubilización
de los ácidos biliares en la bilis. Es el componente
más abundante de la fracción fosfatídica que puede
extraerse tanto de yema de huevo, como de granos
de soja.
La fosfatidilcolina contiene mayoritariamente ácido
palmítico o ácido esteárico en la posición 1 y
principalmente los ácidos grasos insaturados de 18
carbonos oleico, linoleico o linolénico en la posición 2.
Fosfatidilserina: usualmente se encuentra
en la monocapa lipídica interior, en el lado
citosólico, de las membranas celulares
gracias a una enzima llamada flipasa. La
fosfatidilserina es muy abundante en el
cerebro bovino y en las entrañas, como el
hígado y el riñón de pollos y cerdos.
Podemos encontrar fosfatidilserina en
productos lácteos o en vegetales, pero sólo
en pequeñas cantidades
Fosfatidilinositol: o inosítido, contiene
en su estructura uno o más inositoles
modificados por adición de uno o más
grupos fosfato.
Actúa como segundo mensajero en la
transducción de señal de las células, es
decir, a partir de él se forman muchas
moléculas que son precursores de
mensajeros secundarios que responden a
señales hormonales. Este carácter viene
dado por el ciclo metabólico
*Los esfingolípidos
• Estos también tienen una cabeza polar y dos colas apolares pero a
diferencia de los glicerofosfolípidos, no tienen glicerol. Están compuestos
por una molécula de ceramida, que es la unidad fundamental común a
todos los esfingolípidos, la cual consta de una molécula de aminoalcohol de
cadena larga (esfingosina, también llamada 4-esfingesina) o uno de sus
derivados, una molécula de ácido graso de cadena larga y un grupo de
cabeza polar unido por enlace glucosídico en algunos casos y por enlace
fosfodiéster en otros casos.
• Los carbonos C-1, C-2 y C-3 de la molécula de esfingosina son
estructuralmente análogos a los tres carbonos del glicerol en los
glicerofosfolípidos
La porción glucosídica de algunos esfingolípidos define los
grupos sanguíneos humanos y determinan el tipo de
sangre que los individuos pueden recibir en las
transfusiones sanguíneas.
La mayoría de las células reemplazan continuamente sus
lípidos de membrana, para ello existen enzimas
hidrolíticas en los lisosomas que catalizan la eliminación
paso a paso de las unidades de azúcar de los
gangliósidos, produciendo una ceramida
• Los esfingolípidos se encuentra abundantemente en el tejido nervioso y
cerebral.
Se
clasifican
en:
fosfoesfingolípidos
(esfingomielinas)
y
glucoesfingolípidos (gangliósidos, cerebrósidos).
1)Fosfoesfingolípidos (esfingolmielinas): contienen fosfocolina o
fosfoetanolamina como grupo de cabeza polar. Es uno de los principales
lípidos estructurales de membrana del tejido nervioso. Se hallan en las
membranas plasmáticas de las células animales, y en la vaina de
mielina que rodea y aísla los axones de las neuronas mielinadas.
Los ácidos grasos más comunes
en la esfingomielina son el
palmítico, esteárico, lignocérico y
el nervónico. La esfingomielina de
la
mielina
contiene
predominantemente ácidos grasos
de cadenas muy largas, como el
lignocérico y nervónico, mientras
que la sustancia gris contiene
mayoritariamente ácido esteárico
2) Los glucoesfingolípidos: (glucolípidos) son esfingolípidos compuestos
por una ceramida (esfingosina y un ácido graso) y oligosacárido;
carecen de grupo fosfato. Los glucolípidos forman parte de la bicapa
lipídica de la membrana celular.
Entre los principales glúcidos que forman parte de los glucolípidos
encontramos a la galactosa, manosa, fructosa, glucosa, Nacetilglucosamina, N-acetilgalactosamina.
Los glucolípidos se clasifican en:
1) Cerebrósidos: tienen un único azúcar unido a la ceramida. Los que
contienen galactosa se encuentran en la membrana plasmática de la
células de tejidos nerviosos y son los llamados galactocerebrósidos
como la frenosina. Los que contienen glucosa se encuentran en la
membrana plasmática de las células de tejidos no nerviosos y son los
llamados glucocerebrósidos.
• β-D-Galactosilceramida,
• R es la cadena alquílica del ácido graso.
2) Globósidos: son glucoesfingolípidos neutros con dos o más
azúcares, normalmente D-glucosa, D-galactosa o N-acetil-Dgalactosamina. Debido a que los cerebrósidos y los globósidos no tienen
carga a pH 7, se denominan comúnmente glucolípidos neutros.
3) Los gangliósidos: son los esfingolípidos más complejos. Contienen
grupos cabeza polares formados por oligosacáridos y uno o varios
residuos terminales de ácido N-acetilneuramínico (Neu5Ac), también
llamado “ácido siálico”
Están concentrados en las terminaciones nerviosas de las células
ganglionares del sistema nervioso central. Los gangliósidos constituyen el
6% de los lípidos de membrana de la materia gris del cerebro humano,
donde actúan como receptores de membrana por reconocer las células.
• Lípidos Insaponificables
a) Los esteroles: Son lípidos estructurales que se hallan presentes en la
membrana de la mayoría de las células eucariotas.
Su estructura característica es un núcleo esteroideo, que consiste en 4
anillos fusionados, 3 de ellos con 6 carbonos y 1 con 5 carbonos.
El núcleo esteroideo es casi plano y relativamente rígido porque los anillos
fusionados no permiten rotación.
En las plantas se encuentra el esterol estignasterol y en los hongos el
ergoesterol, cuya estructura es similar a la del colesterol que se encuentra
en los animales.
Los esteroles también son precursores de diversos productos con actividad
biológica específica como las hormonas esteroideas que regulan la
expresión génica.
* El colesterol
•
Es el principal esterol en los tejidos animales.
•
Es anfipático con un grupo hidroxilo polar en C-3
y un cuerpo hidrocarbonado apolar casi tan largo
como un ácido graso con 16 carbonos y el núcleo
esteroideo en C-17.
•
Cumple funciones estructurales siendo un
componente muy importante de las membranas
plasmáticas de los animales. Se encuentra en
mayor proporción en el cerebro y tejido nervioso.
•
La mayoría de las carnes y alimentos derivados
de
productos
animales,
como
huevos,
mantequilla y queso, son particularmente ricos en
colesterol. Además, también es sintetizado en el
hígado a partir de la acetilcoenzima A.
•
Es precursor de la vitamina D, de las hormonas
sexuales, de las sales biliares donde actúa como
detergente en el intestino emulsionando las
grasas de las dietas para hacerlas más
accesibles a las lipasas digestivas y para la
excreción de colesterol corporal.
* Hormonas esteroideas
Los esteroides son derivados oxidados de
los esteroles, poseen el núcleo del
esterol pero carecen de la cadena
alquilo unida al anillo D del colesterol y
por ello son más polares que el
colesterol.
Estas hormonas se desplazan en el torrente
sanguíneo uniéndose a proteínas
receptoras provocando cambios en la
expresión génica y en el metabolismo.
Los principales grupos de hormonas
esteroideas son las hormonas sexuales
masculinas y femeninas ( testosterona y
estradiol, producidas en los testículos y
los ovarios respectivamente y son las
responsables de las características
sexuales secundarias) y (el cortisol y la
aldosterona, que aumentan la presión
arterial, el ingreso de sodio y tienen
varios efectos en el sistema inmune)
b) Los Terpenos:
Los terpenos, terpenoides o isoprenoides, son lípidos
derivados del hidrocarburo isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno).
Los terpenos biológicos constan, como mínimo de dos
moléculas de isopreno, estos lípidos se encuentran en toda
clase de seres vivos, y son sintetizados por las plantas, donde
cumplen muchas funciones primarias: algunos pigmentos
carotenoides (que son pigmentos fotosintéticos) son terpenos,
el fitol también forman parte de la clorofila, dando coloración a
los órganos vegetales, Por ejemplo el color anaranjado de la
zanahoria.
. Los terpenos de las plantas son extensamente usados por sus
cualidades aromáticas, por ejemplo, los aceites esenciales del
eucalipto, mentol, limoneno y los sabores del clavo y el
jengibre, también son terpenos.
Los terpenos según el número de unidades de isopreno presentes se clasifica en:
•
Hemiterpenos: presentan una sola unidad de isopreno. El hemiterpeno más conocido es
el isopreno mismo, un producto volátil que se desprende de los tejidos fotosintéticamente
activos.
•
Monoterpenos: Terpenos de 10 carbonos, son conocidos como los componentes de las
esencias volátiles de las flores y como parte de los aceites esenciales de hierbas y
especias, en los que forman parte de hasta el 5 % en peso de la planta seca.
•
Sesquiterpenos: Terpenos de 15 carbonos. También están presentes en los aceites
esenciales y actúan como antibióticos producidos por las plantas en respuesta a la
aparición de microbios, e inhibidores de la alimentación herbívoros oportunistas.
•
Diterpenos: Terpenos de 20 carbonos. Como el fitol, que es el lado hidrofóbico de la
clorofila.
•
Triterpenos: Terpenos de 30 carbonos. Como los componentes de las ceras de la
superficie de las plantas, por ejemplo, el ácido oleanólico de las uvas.
•
Tetraterpenos: Terpenos de 40 carbonos. Los tetraterpenos son los pigmentos
carotenoides, que cumplen funciones esenciales en la fotosíntesis.
•
Politerpenos: que contienen más de 8 unidades de isopreno, como la plastoquinona y
la ubiquinona cuya principal función es el transporte de electrones.
c) Los Icosanoides:
Son un conjunto de moléculas formadas a partir de la oxigenación de los ácidos
grasos esenciales de 20 carbonos.
Cumplen amplias funciones como mediadores para el sistema nervioso central, en la
regulación de la inflamación, fiebre y dolores asociados a lesiones o enfermedades,
en la respuesta inmune tanto en vertebrados como en invertebrados, además de la
formación de coágulos de sangre y en la regulación de la presión sanguínea y en la
secreción gástrica ácida.
Todos los icosanoides proceden del ácido araquidónico, que es un ácido graso
poliinsaturado de 20 carbonos [20:4(Δ 5,8,11,14 )]
Se clasifican en: prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos y ciertos hidroxiácidos
precursores de los leucotrienos.
Las prostaglandinas: (PG) son ácidos grasos de 20 átomos de carbono que
poseen un anillo de ciclopentano. Obtuvieron su nombre de la fuente inicial de estos
compuestos, la glándula prostática. Actualmente se sabe que están distribuidas en
todo el cuerpo.
•
Existen varias familias de PG, que se denominan con una letra adicional (PGA,
PGB, PGC, PGD, PGE, PGF, etc), en función de los sustituyentes del anillo
ciclopentano de su estructura. A menudo, la letra mayúscula va seguida de un
subíndice que indica el número de dobles enlaces presentes en la molécula, sin
incluir el anillo, que aparece sustituído por una o varias funciones oxigenadas. Ëste
ciclo determina las distintas clases de prostaglandinas. Así, la Prostaglandina E
tiene en el ciclo una función ceto -C=O y una función hidroxi -OH, mientras que la
Prostaglandina F2a, presenta dos funciones hidroxi.
•
Se conocen unas 20 PG, cuya función es la de regular la acción hormonal. Las PGE
y PGF provocan la contracción de la musculatura lisa, en especial en el aparato
reproductivo, de ahí que sean utilizadas para inducir el aborto.
•
Las PGG y PGH son mediadores de la reacción inflamatoria. Compuestos como el
ácido acetilsalicílico (aspirina) y los glucocorticoides (cortisol, dexametasona)
inhiben la síntesis de estas PG, y de ahí sus efectos antiinflamatorios.
• Los tromboxanos: son hormonas paracrinas y autocrinas,
producidas por las membranas de las plaquetas, donde
participan en la Hemostasia, es decir en los procesos de
coagulación y agregación plaquetaria, formando coagulos
sanguíneos y reduciendo el flujo de sangre hacia el sitio del
coagulo.
• Leucotrienos: fueron encontrados por primera vez en los
leucocitos y contienen tres dobles enlaces conjugados. Su
función principal es contraer la musculatura lisa, incluyendo los
músculos que recubren las vías aéreas del pulmón