Aspectos Generales de Los Lípidos

8/15/2019 Aspectos Generales de Los Lípidos

http://slidepdf.com/reader/full/aspectos-generales-de-los-lipidos 1/14

ASPECTOS GENERALES DE LOS LÍPIDOS

Denominamos lípidos a un conjunto muy heterogéneo de biomoléculas cuya característica distintiva esla insolubilidad en agua, siendo por el contrario, solubles en disolventes orgánicos (benceno,cloroformo, éter, hexano, etc.).

n muchos lípidos, esta definici!n se aplica "nicamente a una parte de la molécula, y en otros casos, ladefinici!n no es del todo satisfactoria, ya #ue pueden existir lípidos soluble en agua (como losgangli!sidos, por ejemplo), y a la ve$ existen otras biomoléculas insolubles en agua y #ue no sonlípidos (carbohidratos como la #uitina y la celulosa, o las escleroproteínas).

%os lípidos pueden encontrarse unidos covalentemente con otrasbiomolculas como en el caso de los glicolípidos (presentes en lasmembranas biol!gicas), las proteínas aciladas (unidas a alg"n ácidograso) y lipoproteínas.

&ambién son numerosas las asociaciones no covalentes de losl!"idos con otras biomolculas, como en el caso de las

lipoproteínas y de las estructuras de membrana.

'na característica básica de los lípidos, y de la #ue derivan sus principales propiedades biol!gicas esla #idro$obicidad. %a baja solubilidad de los lipídos se debe a #ue su estructura #uímica esfundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces *y (+igura de la i$#uierda). %a naturale$a de estos enlaces es -- covalente. l agua, al ser unamolécula muy polar, con gran facilidad para formar puentes de hidr!geno, no es capa$ de interaccionar con estas moléculas. n presencia de moléculas lipídicas, el agua adopta en torno a ellas una estructuramuy ordenada #ue maximi$a las interacciones entre las propias moléculas de agua, for$ando a la

molécula hidrof!bica al interior de una estructura en forma de jaula, #ue también reduce la movilidaddel lípido. %as moléculas lipídicas se agregan entre sí, e interaccionan mediante fuer$as de cortoalcance, como las fuer$as de /an der 0aals. ste fen!meno recibe el nombre de e$ecto#idro$%bico (+iguras inferiores).

Dis"ersi%n de l!"idos en medio acuosoAgregaci%n de l!"idos en medio acuoso



+'12314 D %34 %562D34

+unci!n nergética7

%os lípidos (generalmente en forma de triacilgiceroles) constituyen la reserva energética de uso tardíoo diferido del organismo. 4u contenido cal!rico es muy alto (- 8cal9gramo), y representan una formacompacta y anhidra de almacenamiento de energía.

: diferencia de los hidratos de carbono, #ue pueden metaboli$arse en presencia o en ausencia deoxígeno, los lípidos s!lo pueden metaboli$arse aer!bicamente.

;eserva de :gua7

:un#ue pare$ca parad!jico, los lípidos representan una importante reserva de agua. %a combusti!naerobia de los lípidos produce una gran cantidad de agua (agua metab!lica). :sí, la combusti!n de unmol de ácido palmítico ( < ) puede producir hasta =< moles de agua. n animales desérticos, las

reservas grasas se utili$an principalmente para producir agua (es el caso de la reserva grasa de la joroba de camellos y dromedarios).

>eneraci!n de calor7

n algunos animales hay un tejido adiposo especiali$ado #ue se llama grasa parda o grasa marr!n. neste tejido, la combusti!n de los lípidos está desacoplada de la fosforilaci!n oxidativa, por lo #ue no se produce :&6, y la mayor parte de la energía derivada de la combusti!n de los triacilgliceroles sedestina a la producci!n de calor.

n los animales #ue hibernan, la grasa marr!n se encarga de generar la energía cal!rica necesaria para

los largos períodos de hibernaci!n. n este proceso, un oso puede llegar a perder hasta el ?- de sumasa corporal.

+unci!n structural7

l medio biol!gico es un medio acuoso. %as células, a su ve$, están rodeadas por otro medio acuoso.6or lo tanto, para poder delimitar bien el espacio celular, la interfase célulamedio debe ser necesariamente hidrof!bica. sta interfase está formada por lípidos de tipo anfipático, #ue tienen una parte de la molécula de tipo hidrof!bico y otra parte de tipo hidrofílico. n medio acuoso, estos lípidostienden a autoestructurarse formando la bicapa lipídica de la membrana plasmática #ue rodea la célula.

%os orgánulos celulares (n"cleo, mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, etc) #ue también estánrodeados por una membrana constituída, principalmente por una bicapa lipídica compuesta por fosfolípidos. %as ceras son un tipo de lípidos neutros, cuya principal funci!n es la de protecci!nmecánica de las estructuras donde aparecen.

+unci!n 2nformativa7



%os organismos pluricelulares han desarrollado distintos sistemas de comunicaci!n entre sus !rganos ytejidos. :sí, el sistema endocrino genera se@ales #uímicas para la adaptaci!n del organismo acircunstancias medioambientales diversas. stas se@ales reciben el nombre de #ormonas. Auchas deestas hormonas (esteroides, prostaglandinas, leucotrienos, calciferoles, etc) tienen estructura lipídica.

+unci!n de cofactores en$imáticos7

*ay una serie de sustancias #ue son vitales para el correcto funcionamiento del organismo, y #ue no pueden ser sinteti$adas por éste. 6or lo tanto deben ser necesariamente suministradas en su dieta. stassustancias reciben el nombre de vitaminas. %a funci!n de muchas vitaminas consiste en actuar comocofactores de en$imas (proteínas #ue catali$an reacciones biol!gicas). n ausencia de su cofactor, laen$ima no puede funcionar, y la vía metab!lica #ueda interrumpida. jemplos son los retinoides(vitamina :), los tocoferoles (vitamina ), las nafto#uinonas (vitamina 8) y los calciferoles (vitaminaD).

%:42+2:2B1 D %34 %562D34

%ípidos 4aponificables7

:grupan a los ácidos grasos y derivados por esterificaci!n u otras modificaciones, y se sinteti&an enlos organismos a "artir de la uni%n sucesiva de unidades de dos 'tomos de carbono . n este grupose incluyen7

:cidos grasos y derivados7

%os ácidos grasos son 'cidos monocarbo(!licos de cadena larga. 6or lo general, contienen unn"mero par de átomos de carbono, normalmente entre ? y ?=. llo se debe a #ue su síntesis biol!gicatiene lugar mediante la aposici!n sucesiva de unidades de dos átomos de carbono. 4in embargotambién existen ácidos grasos con un n"mero impar de átomos de carbono, #ue probablemente derivande la metilaci!n de un ácido graso de cadena par.

%as "ro"iedades )u!micas de los ácidos grasos derivan por una parte, de la presencia de un gru"ocarbo(ilo* y por otra parte de la existencia de una cadena #idrocarbonada. %a coexistencia de amboscomponentes en la misma molécula, convierte a los ácidos grasos en molculas dbilmentean$i"'ticas (el grupo 33* es hidrofílico y la cadena hidrocarbonada es hidrof!bica). l carácter



anfipático es tanto mayor cuanto menor es la longitud de la cadena hidrocarbonada. %a solubilidad enagua decrece a medida #ue aumenta la longitud de la cadena.

l gru"o carbo(!lico de la molécula convierte al ácido graso en un ácido débil. &ambién presenta lasreacciones #uímicas propias del grupo 33*7 esterificaci!n con grupos 3* alcoh!licos, formaci!n de

enlaces amida con grupos 1*?, formaci!n de sales (jabones), etc. l grupo 33* es capa$ de formar puentes de hidr!geno, de forma #ue los puntos de fusi!n de los ácidos grasos son mayores #ue los delos hidrocarburos correspondientes.

4eg"n la naturale&a de la cadena #idrocarbonada, distinguimos tres grandes gru"os de ácidosgrasos7

1. :cidos >rasos saturados7 Desde el punto de vista químico, son muy poco

reactivos. Por lo general, contienen un número par de átomos de carbono. En la

nomenclatura de los ácidos grasos se utilizan con más frecuencia los nombres

triviales que los sistemáticos. a nomenclatura abreviada es muy útil paranombrar los ácidos grasos. !onsiste en una !, seguida de dos números,

separados por dos puntos. El primer número indica la longitud de la cadena

"idrocarbonada, mientras que el segundo indica el número de dobles enlaces

que contiene.%os ácidos grasos saturados más abundantes son el "alm!tico (hexadecanoico, o <7-) yel este'rico (octadecanoico, o C7-). %os ácidos grasos saturados de menos de - átomosde son lí#uidos a temperatura ambiente y parcialmente solubles en agua. : partir de ? ,son s!lidos y prácticamente insolubles en agua. n estado s!lido, los ácidos grasossaturados adoptan la conformaci!n alternada todoanti, #ue da un máximo de simetría al

cristal, por lo #ue los puntos de fusi!n son elevados. l punto de fusi!n aumenta con lalongitud de la cadena.%os lípidos ricos en ácidos grasos saturados constituyen las grasas. onviene en este puntohacer una distinci%n entre los trminos l!"idos* grasas + aceites. >rasas son a#uelloslípidos #ue son s!lidos a temperatura ambiente, mientras #ue aceites son a#uellos lípidos#ue son lí#uidos a temperatura ambiente. &anto los aceites como las grasas son lípidos.



?. :cidos >rasos 2nsaturados7

on mucha frecuencia, aparecen insaturaciones en los ácidos grasos, mayoritariamente enforma dedobles enlaces, aun#ue se han encontrado algunos con tri"les enlaces. uandohay varios dobles enlaces en la misma cadena, estos no a"arecen con,ugados (alternados),

sino cada tres átomos de carbono. n la nomenclatura abreviada, se indica la longitud dela cadena y el n"mero de dobles enlaces. %a posici!n de los dobles enlaces se indica comoun superíndice en el segundo m"mero. :sí, el 'cido oleico (octadecenoico) se representacomo C7, y e l linoleico (,?octadecadienoico) como C7?,?, y el linolénico(,?,Eoctadecatrienoico) como C7F,?,E.6or lo general, las insaturaciones de los ácidos grasos son del tipo cis. sto hace #ue ladisposici!n de la molécula sea angulada, con el vértice en la insaturaci!n. sta angulaci!nhace #ue los puntos de fusi!n de las ácidos insaturados sean más bajos #ue los de sushom!logos saturados. %os dobles enlaces en trans distorsionan poco la simetría cristalina,#ue es muy parecida a la de los ácidos grasos saturados.

%a configuraci!n en cis o en trans de un doble enlace en la cadena hidrocarbonada también puede indicarse en la nomenclatura abreviada. :sí, el ácido ara#uid!nico (E,C,,=eicosatetraenoico) se representa como ?-7=Ec,Cc,c,=c ! ?-7= (Ec, Cc, c, =c).:lgunos ácidos grasos poliinsaturados (linoleico, linolénico y ara#uid!nico) no pueden ser sinteti$ados por los animales superiores (incluído el hombre), y como su funci!n biol!gicaes fundamental, deben ser suministrados en la dieta. 6or este motivo reciben el nombrede 'cidos grasos esenciales.



%os ácidos grasos insaturadosmanifiestan las "ro"iedadesin#erentes al doble enlace7 ;eaccionan fácilmente con 'cidosul$-rico para dar sulfonatos, #ue se

emplean frecuentemente comodetergentes domésticos. %os dobles enlaces pueden adicionar #idr%geno. %a hidrogenaci!n catalítica (completa)de los ácidos grasos insaturados constituye la base de la transformaci!n industrial de aceitesen grasas s!lidas (la margarina es el resultado de la hidrogenaci!n de aceites vegetales). %os dobles enlaces pueden autoo(idarse con el oxígeno del aire. s una reacci!nespontánea en la #ue se producen radicales per!xido y radicales libres, muy reactivos, #ue provocan en conjunto el fen!meno de enranciamiento de las grasas, #ue resulta en laformaci!n de una compleja me$cla de compuestos de olor desagradable. %os dobles enlaces pueden adicionar *al!genos como 2odo.

#. Derivados de :cidos >rasos 7 !on muc"a menor frecuencia, aparecen en la

$aturaleza ácidos grasos cuya estructura di%ere en mayor o medida de la que

"emos visto "asta a"ora. Entre ellos podemos destacar& .A/ONES7 4on las sales de los ácidos grasos. Debido a la polaridad del ani!ncarboxilato tienen un fuerte carácter anfipático, y son muy miscibles con el agua,especialmente los jabones de metales alcalinos. n general, los jabones adoptan en medioacuoso estructuras micelares en e#uilibrio con formas libres. %as grandes micelas esféricas pueden incluir en su interior grasas neutras, por lo #ue los jabones tienen poder detergente.%as sales de los metales pesados y alcalinotérreos (calcio, magnesio) son insolubles, y

carecen de utilidad como jabones.

=. .ab%n 01D2

E.

3IDRO4I5CIDOS GRASOS7 contienen grupos hidroxilo en la cadena hidrocarbonada.jemplos son el ácido cerebr%nico (?hidroxi ?=7-), el hidroxinerv!nico (?hidroxi?=7E), ambos presentes en esfingolípidos de cerebro, y el ácido ricinoleico (?hidroxiC7), presente en el aceite de ricino.



<.G. cerebr%nico

C.

. #idro(inerv%nico

-.

. ricinoleico

5CIDOS GRASOS RA6I7ICADOS7 contienen uno o varios grupos metilo comosustituyentes en la cadena hidrocarbonada. 'n ejemplo es el 'cido tuberculoeste'rico (-metil esteárico, o -metil C7-), presente en el bacilo de la tuberculosis ( Mycobacterium

tuberculosis). n el hombre, el 'cido $it'nico (figura inferior) aparece como consecuenciade deficiencias en el metabolismo del fitol (un componente de la molécula de clorofila), #ueno puede ser degradado en el hígado.

5CIDOS GRASOS CÍCLICOS7 l 'cido lactobac!lico (figura inferior i$#uierda) seencuentra en bacterias y contiene un anillo de ciclopropano, mientras #ue el c#aulm%grico seencuentra en semillas de plantas, y contiene un anillo de ciclopenteno.

ACILGLICEROLES

%os acilgliceroles o glicéridos son steres de 'cidos grasos con glicerol (propanotriol). onstituyen elcontingente mayoritario de los lípidos de reserva energética, y son muy abundantes en el tejido adiposoanimal y en las semillas y frutos de las plantas oleaginosas.

l glicerol o "ro"anotriol presenta tres grupos alcoh!licos, y por tanto puede aparecer esterificado enuna, dos o tres posiciones, dando lugar respectivamente,



a monoacilgliceroles (monoglicéridos),diacilgliceroles (diglicéridos)y triacilgliceroles (triglicéridos). n su inmensa mayoría se presentan como triésteres, aun#ue losmono y diacilgliceroles aparecen esporádicamente como intermediarios en la biosíntesis o degradaci!nde triglicéridos, o como segundos mensajeros hormonales. %os triglicéridos son moléculas muyhidrof!bicas, mientras #ue los mono y diacilgliceroles presentan carácter anfipático debido a los

grupos 3* no esterificados.

%as tres posiciones de esterificaci!n pueden aparecer con F ácidos grasos iguales, dos iguales y unodistinto, o los tres diferentes (figura de la i$#uierda). 6or este motivo, el carbono del alcoholsecundario del glicerol puede resultar asimétrico. 6ara nombrarlos se indican los radicales de ácidosgrasos, seguido de glicerol. :sí, el nombre sn-1 palmitoil sn-2 oleil sn-3 estearoil glicerol representa untriacilglicerol con ácido palmítico en posici!n sn, ácido oleico en posici!n sn-2 y ácido esteárico en posici!n sn-3. l prefijo sn se usa solo si el triglicérido presenta un arbono asimétrico, esto es cuandolos ácidos grasos esterificantes son diferentes.

%os ácidos grasos más frecuentes en los acilgliceroles son palmítico y esteárico (entre los saturados)H yoleico y linoleico (entre los insaturados). on bastante frecuencia, la posici!n sn-2 de lostriacilgliceroles está ocupada por un ácido graso insaturado. %os triglicéridos animales poseen mayor porcentaje de ácidos grasos saturados, por lo #ue suelen ser s!lidos a temperatura ambiente (grasas).%os triglicéridos vegetales y de los animales marinos tienen un alto contenido de ácidos grasosinsaturados, y son lí#uidos a temperatura ambiente (aceites).

Reacciones de los triglicridos8

I Sa"oni$icaci%n 0#idr%lisis b'sica2.

%as grasas son insolubles en agua, pero cuando reaccionan con una base, como el hidr!xido de sodio,ellas se hidroli$an para formar glicerol más la sal de sodio soluble de los ácidos grasos. stas sales seusan como jabones. l proceso, denominado saponificaci!n, irreversible, se reali$aba antiguamentehaciendo reaccionar grasa de cerdo con ceni$as de madera, la cual es básica.



Indice de sa"oni$icaci%n 0IS2 o n-mero de sa"oni$icaci%n 7 4e define como los mg de 83*necesarios para saponificar g de lípido.

6ara un lípido del #ue se conoce la estructura, el índice de saponificaci!n se calcula7

24 J F x E<, x ---

6A

donde 6A es el peso molecular del lípido.

6ara un lípido del #ue se desconoce la estructura, el índice de saponificaci!n se calcula7

2.

24 J /K x 1K x E<, 0

donde /K corresponde al volumen de la soluci!n de la base usada (1a3* o 83*) en ml, 1K es lanormalidad de la soluci!n de la base y 0 es el peso de la muestra en g.

I 3idr%lisis 'cida.

n una reacci!n reversible, la reacci!n con agua en ambiente ácido genera el glicerol y los ácidos

grasos correspondientes.

9 Transesteri$icaci%n.



omo ésteres, pueden reaccionar con otros alcoholes en el proceso llamado transesterificaci!n,rindiendo glicerol y una me$cla de los nuevos ésteres de los ácidos grasos constituyentes de la grasao aceite.

I 3idrogenaci%n8

%as grasas y aceites insaturados pueden s er hidrogenados, convirtiéndose en el proceso los ácidosgrasos insaturados, total o parcialmente, en saturados. sta es la forma industrial en #ue se producenlas margarinas.

9 3alogenaci%n.

l doble enlace de los ácidos gras os insaturados puede ser halogenado, al igual #ue los al#uenos.

Reacci%n de 3idrogenaci%n:

Reacci%n de 3alogenaci%n:



l grado de insaturaci!n de una grasa o aceite se mide prácticamente a través del !ndice de +odo 0II27se define como los gramos de yodo (o de hal!geno, calculado en yodo), #ue reaccionan con -- g de lípido. :l igual #ue el índice de saponificaci!n hay dos formas de calcularlo. 6ara lípidos deestructura conocida7

II ; 1<8=>> ( N?0;2

66

donde N?0;2 re"res enta el n-mero de dobles enlaces + 66 la masa molar del l!"ido8Para l!"idos de estructura desconocida* se mide adicionando una cantidad determinada de +odo+ titulando el e( ceso con Na1SO@ >* N8

II ; 0B/l B62 ( *1

donde B/l corres"onden a los ml de Na1SO@ >* N gastados "or el blanco* B6 a los ml

de Na1SO@ >* N gastados "or la muestra + a los gramos de muestra tratada8

7os$ol!"idos8

7os$oglicridos8



4u nombre deriva del ácido fosfatídico, un diglicérido, uno de cuyos hidroxilo terminales estáesterificado con ácido fosf!rico7

l fosfoglicérido a su ve$ está constituido por el ácido fosfatídico unido a una base nitrogenada, através de un éster con una hidroxilamina7

6or ejemplo una lecitina contiene la colina7



'na propiedad muy importante de los fosfolípidos es #ue poseen un carácter hidrof!bico (recha$an elagua) en la parte de la molécula donde se encuentran los ácidos grasos y el alcohol, mientras #ue esfrancamente hidrofílica la parte #ue corresponde al fosfato y los residuos aminados unidos a él. sta

característica permite a los fosfolípidos ocupar inter fas es entre ambientes acuosos e hidrocarbonados.%a parte hidrof!bica interact"a con lípidos y con regiones hidrof!bicas de proteinas, mientras #ue la porci!n hidrofílica puede interactuar con agua, gl"cidos o regiones hidrofílicas de proteinas. 6or ello, se encuentran formando par te importante de las membranas celulares. %as lecitinas, también,son muy buenos emulsionantes de grasas o aceites en agua, por lo #ue se usan mucho en la industriaalimenticia. 6or hidr!lisis de mol de un fosfoglicérido se generan mol de glicerol, ? moles deácido gras o, mol de *F63= y mol de hidroxilamina.

l segundo alcohol puede ser un polialcohol cíclico, como el inositol, con lo #ue se origina unfosfoinosítido o $os$atidilinositol. stos lípidos forman parte de las membranas, y al ser atacados por

las fosfolipasas, liberan inositol fosfato, una molécula #ue act"a como segundo mensajero en la acci!nhormonal. l segundo alcohol puede ser otra molécula de glicerol, con lo #ue se originan los$os$atidilgliceroles. 6uede darse el caso de #ue el grupo fosfato del ácido fosfatídico esté esterificadocon otra molécula de fosfatidilglicerol, con lo cual se tiene un di$os$atidilglicerol (o cardiolipina). 4onespecialmente abundantes en las membranas bacterianas y en la membrana interna mitocondrial. 3troscompuestos pueden ser considerados como derivados de los fosfoglicerolípidos.

$os$

atidilinositol0PI2

$os$ atidilglicerol0PG2



di$os$atidilglicerol 0DPG2;cardioli"ina

%os fosfoglicerolípidos pueden perder uno de sus ácidos grasos, dando lugar aun liso$os$oglicerol!"ido(también llamado lisolecitina). %as lisolecitinas tienen actividad detergente, ydestruyen con facilidad las estructuras de membrana.

3tros fosfolípidos pero no glicerofosfatidos son las esfingomielinas, #ue veremos entre los lípidos #ueno contienen glicerol.

L!"idos )ue no contienen glicerol. 4on derivados de la esfingosina

Documents

Aspectos Generales de Los Lípidos