Embed Size (px)
Citation preview
Els lípidsSon el grup de biomolècules orgàniques que compleixen les dues característiques següents:
• Són insolubles en aigua i en altres dissolvents polars.
• Són solubles en dissolvents orgànics, és a dir, dissolvents no polars, com l'octà, l'èter, el cloroform, els benzè, etc.
• Els lípids són un grup molt heterogeni de substàncies. Bàsicament estan compostos per carboni i hidrogen.
La majoria, a més, també presenta oxigen, però en proporcions molt baixes.
A més, alguns lípids contenen fòsfor, nitrogen i sofre.
Classificació
Dos grups: lípids amb àcids grassos o saponificables i lípids sense àcids grassos o insaponificables.
LÍPIDS
Lípids amb àcids grassos o saponificables
SimplesAcilglicèrids
Cèrids
Complexes
Fosfolípids
Glucolípids
Lípids sense àcids grassos o insaponificables
Terpens o isoprenoides
Esteroides
Prostaglandines
1. Concepto y clasificación de los lípidos
10/04/23 David Alberto Pacheco Montoya 4
PROPIEDADES QUÍMICAS
• Constituidos por C, H, O, P y S.
PROPIEDADES FÍSICAS
• Untuosos al tacto.• Poco solubles en agua.• Solubles en disolventes apolares.
FUNCIONES BIOLÓGICAS
• Estructurales (membranas celulares).
• Energéticas (triacilglicéridos).
• Vitamínicas y hormonales (esteroides).
CLASIFICACIÓN (según su estructura molecular)
SAPONIFICABLES
INSAPONIFICABLES
• Grasas o acilglicéridos• Ceras• Fosfolípidos• Esfingolípidos
• Terpenos• Esteroides• Prostaglandinas
Àcids grassos
Característiques i classificació
Són molècules formades per una llarga cadena hidrocarbonada lineal, amb un nombre parell d'àtoms de carboni, el darrer dels quals constitueix un grup carboxil, també anomenat grup àcid.
2. Ácidos grasos: saturados
• No tienen dobles enlaces.
• Suelen ser sólidos a temperatura ambiente.
6David Alberto Pacheco Montoya03/10/11
Es coneixen uns setanta àcids grassos, que es poden classificar en dos grups:
Saturats tan sols tenen enllaços simples entre els àtoms de carboni, i les cadenes hidrocarbonades són lineals (Ex. mirístic, el palmític i l'esteàric).
Insaturats tenen un o diversos enllaços dobles a la cadenes hidrocarbonada i les seves molècules presenten colzes, amb canvis de direcció, als llocs on hi ha un doble enllaç entre àtoms de carboni (Ex. l'oleic i el linoleic).
2. Ácidos grasos: insaturados
10/04/23 David Alberto Pacheco Montoya 11
• Tienen uno o más dobles enlaces.
• Generalmente líquidos a temperatura ambiente.
110º120º
120º
120º1,54 A
CO – H
O
CO – H
O
123º
110º
30,1 Aº
3a
1
3b
2b
2a
Carboni Oxigen Hidrògen
Figura 1. (1) Model molecular d’un àcid gras amb bolles i varilles; (2) Àcid esteàric, (2a) model compacte, (2b) fórmula esquemàtica; (3) Àcid oleic, (3a) model compacte, (3b) fórmula esquemàtica
ÀCIDS GRASOSSATURATS
Nom FórmulaPunt de
fusió (ºC)Mirístic CH3 – (CH2)12 – COOH 53,9Palmític
CH3 – (CH2)14 – COOH 63,1
Esteàric
CH3 – (CH2)16 – COOH 69,6
Lignocèric
CH3 – (CH2)22 – COOH86,0
INSATURATS
Nom FórmulaPunt de
fusió (ºC)Oleic CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH 13,4Linoleic
CH3 – (CH2)4 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
- 5,0
Propiedades físico-químicas de los ácidos grasos
10/04/23 David Alberto Pacheco Montoya 17
O
CHO
HO
CO
CO
OHO
OHC
Son moléculas anfipáticas por tener una zona polar (grupo carboxilo) y otra apolar (cadena carbonada).
Zona polar
Zona apolar
Interacciones de Van der Waals entre zonas apolares.
Enlaces de hidrógeno entre zonas polares.
Cabezas polares
Cadena alifática apolar
Reaccionan con los alcoholes formando ésteres.
Cuanto menor grado de insaturación y mayor longitud de la cadena, mayor punto de fusión.
Propietats químiques dels àcids grassos
Es comporten com a àcids moderadament forts. Fet que els permet dur a terme reaccions:
•En l'esterificació un àcid gras s'uneix, amb el grup carboxil a un alcohol per mitjà d'un enllaç covalent; es forma un èster i s'allibera una molècula d'aigua.
•La saponificació és una reacció típica dels àcids grassos, en el qual reaccionen amb àlcalis i donen lloc a una sal d'àcid gras, que s'anomena sabó.
Esterificación y saponificación
GlicerinaÁcidos grasos
+
+
+
+
Esterificación
R1 COOH
R2 COOH
R3 COOH
CH2
CH
CH2
HO
HO
HO
Triacilglicerol
+ 3 H2O
CH2
CH
CH2
O
O
O
R1
R2
R3
CO
CO
CO
Triacilglicerol
CH2
CH
CH2
O
O
O
R1
R2
R3
CO
CO
CO
+ 3 Na OH
Sales de los ácidos grasos
Na
Na
Na
O
O
O
R1
R2
R3
CO
CO
CO
CH2
CH
CH2
HO
HO
HO
+
Saponificación
Glicerina+
Actúan disgregando la mancha de grasa o aceite formando pequeñas micelas en las que las partes hidrofóbicas (apolares) rodean la grasa y las partes hidrofílicas (polares, debido al grupo carboxilato) quedan expuestas hacia el agua. De esta manera, se forma una emulsión (gotas cargadas negativamente) que son arrastradas por el agua en forma de diminutas partículas.
Propietats físiques dels àcids grassosb
•La solubilitat. Els àcids grassos de 4 i 6 carbonis són solubles en aigua, però a partir de 8 carbonis són pràcticament insolubles. El grup carboxil (-COOH) s’ionitza molt poc, essent el seu pol hidròfil molt dèbil. Quan més llarga és la cadena hidrocarbonada, que és lipòfila, més insolubles són en aigua i més solubles en dissolvents polars.
•El punt de fusió. Els àcids grassos tendeixen a agrupar-se perquè entre els trams lipòfils de les cadenes es formen enllaços de van der Waals. Com que per fondre'ls cal trencar aquests enllaços i separar-ne les molècules, en els àcids grassos saturats, com més alt és el nombre de carbonis, més enllaços cal trencar, més energia calorífica s'ha de desgastar i, per tant, més alt és el punt de fusió.
b
Formació de ponts d’hidrogen (en vermell) i forces de Van der Waalls entre molècules d’àcids grassos saturats.
ÀCIDS GRASOSSATURATS
Nom FórmulaPunt de
fusió (ºC)Mirístic CH3 – (CH2)12 – COOH 53,9Palmític
CH3 – (CH2)14 – COOH 63,1
Esteàric
CH3 – (CH2)16 – COOH 69,6
Lignocèric
CH3 – (CH2)22 – COOH86,0
INSATURATS
Nom FórmulaPunt de
fusió (ºC)Oleic CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH 13,4Linoleic CH3 – (CH2)4 – CH = CH – CH2 – CH = CH –
(CH2)7 – COOH- 5,0
Lípids amb àcids grassos o saponificables
Tots són esters d'àcids grassos i un alcohol o un aminoalcohol.
Lípids simples Són saponificables, en la composició química dels quals tan sols intervé carboni, hidrogen i oxigen. Hi ha dos grups:
· Acilglicèrids. Formats per l'esterificació d'una, dues o tres molècules d'àcids grassos amb una molècula de glicerina (propanotriol). També reben el nom de glicèrids o greixos simples. Segons els nombre d'àcids grassos que formen la molècula dels acilglicèrids, es distingeixen tres tipus d'aquests lípids:
o monoacilglicèrids
o diacilglicèrids
o triacilglicèrids
acilglicéridos
32
COOH(CH2 )14CH3
COOH(CH2 )14CH3
COOH(CH2 )14CH3
CH2
CH
CH2
HO
HO
HO
+
+
+
+ 3 H2O
CO(CH2 )14CH3
CO(CH2 )14CH3
CO(CH2 )14CH3
CH2
CH
CH2
O
O
O
Ácido palmítico Glicerina+ Tripalmitina
Se forman por la esterificación de la glicerina con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos.
Las grasas en mamíferos se acumulan en adipocitos.
Al perderse los grupos hidroxilo, en la esterificación, los acilglicéridos son moléculas apolares.
•Si presenta com a mínim un àcid gras insaturat, aquest acilglicèrid és líquid i rep el nom d'oli.
•Si els àcids grassos són saturats, és sòlid i rep el nom de saïm o greix.
•Tots són insolubles en aigua.
•Els triacilglicèrids no tenen polaritat, també s'anomenen greixos neutres.
Las grasas proporcionan alrededor de seis veces más energía metabólica que un peso igual de glucógeno.
El contenido en grasa de las personas normales (21 % en hombres, 26 % en mujeres) les permite sobrevivir en ayuno de dos a tres meses
Además la apolaridad de las grasas facilita mucho su almacenamiento en forma anhidra (cosa que no ocurre con el glucógeno, que se moviliza más fácilmente).
En los animales, los adipocitos son células especializadas en la síntesis y almacenamiento de TAGs, concentrándose en el tejido adiposo
Cèrids. S'obtenen per esterificació d'un àcid gras amb un alcohol monovalent de cadena llarga.
També es poden trobar barrejats amb àcids grassos lliures i esteroides, com en la cera d'abella, l'espermaceti de les balenes, la lanolina o cera protectora de la llana, el cerumen del conducte auditiu, etc.
Los alcoholes constituyentes de las ceras también tienen un número par de átomos de carbono, que oscila entre 16 y 34
Dos de las ceras más comunes son la de carnauba, de origen vegetal, que se utiliza como cera para suelos y automóviles; y la
lanolina (en la que el componente alcohólico es un esteroide) que se utiliza en la fabricación de cosméticos y cremas.
Las ceras son blandas y moldeables en caliente, pero duras en frío. En las plantas se encuentran en la superficie de los tallos y de las hojas protegiéndolas de la pérdida de humedad y de los ataques de los insectos. En los animales también actúan como cubiertas protectoras y se encuentran en la superficie de las plumas, del pelo y de la piel.
Lípids complexos: fosfolípids i glicolípids.
1- Fosfolípids.
Glicerol + 2 Ac.grasos + altres molècules.
Són saponificables, en l'estructura molecular també hi ha nitrogen, fòsfor, sofre o un glúcid.
Constitueixen la doble capa lipídica de les membranes citoplasmàtiques, també s'anomenen lípids de membrana.
Tots ells presenten una zona apolar i una polar, són anfipàtics.
Presenten un àcid ortofosfòric a la zona polar.
Els fosfolípids es divideixen en:
1.1- Fosfoglicèrids. Estan formats per l'esterificació d'un àcid fosfatídic amb un alcohol o aminoalcohol.
1.2- Els Fosfoesfingolípids estan formats per la unió d'un àcid gras i una esfingosina, conjunt que s'anomena ceramida, al qual s'uneix un grup fosfat i un aminoalcohol. El fosfoesfingolípid més abundant és l'esfingomielina.
1.1- Fosfoglicèrids. Estan formats per l'esterificació d'un àcid fosfatídic amb un alcohol o aminoalcohol.
ÁCIDOS GRASOS
GR
UP
O F
OS
FA
TO
GLICERINA
CH O
O
C
CH2
CH2
O
O
C
O
O
P OHOH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH CH...
... ...
...
CH3
Son los principales componentes de las membranas biológicas.
AMINOALCOHOL O POLIALCOHOL
COMPOSICIÓN QUÍMICA
Los fosfolípidos: fosfoglicérido
Sustituyentes de los fosfolípidos
Según el alcohol que se una al ácido fosfatídico, se tienen diferentes fosfoglicéridos:
•Fosfatidilcolina o lecitina. Posee el aminoalcohol colina.•Fosfatidiletanolamina o cefalina. Posee el aminoalcohol etanolamina.•Fosfatidilserina. Posee el aminoalcohol serina.•Fosfatidilinositol. Posee el alcohol inositol.•Fosfatidilglicerol. Posee el alcohol glicerol; si el grupo OH esterifica otra molécula de ácido fosfatídico se origina el difosfatidilglicerol o cardiolipina (característico de las mitocondrias de las células musculares cardíacas).
Principales fosfoglicéridos
1.2- Fosfoesfingolípids estan formats per la unió d'un àcid gras i una esfingosina, conjunt que s'anomena
ceramida, al qual s'uneix un grup fosfat i un aminoalcohol
Esfingolípidos: EsfingomielinasSon un tipo de esfingolípidos cuyo grupo polar puede ser fosfocolina o
fosfoetanolamina.
Se encuentran fundamentalmente en la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas
Els fosfolípids posseeixen un comportament anfipàtic, ja que presenten una zona polar, formada pel grup fosfat unit a un alcohol o un aminoalcohol, i una zona lipòfila en la qual hi ha dos àcids grassos. Aquest comportament amfipàtic els permet formar les bicapes lipídiques, estructura bàsica de les membranes cel·lulars.
Comportamiento de los fosfolípidos en medio acuoso
Región hidrofóbica
Cabezas polares
MICELAS
En la superficie externa se sitúan las cabezas polares interaccionando con la fase acuosa.
Las colas apolares se sitúan en el interior.
BICAPASBicapa de fosfolípidos
Separan dos medios acuosos.
Agua
Agua
En el laboratorio se pueden obtener liposomas que dejan en el interior un compartimento acuoso.
Los fosfolípidos, cuando se encuentran en medio acuoso, pueden formar las siguientes estructuras:
Cabezas polares de fosfolípidos
Colas apolares de fosfolípidos
ColesterolLas colas polares
interaccionan entre sí por Fuerzas de
Van der Waals
Las cabezas polares interaccionan mediante puentes de hidrógeno
con el agua
Proteínas
Colas glucídicas polares
El carácter anfipático de los fosfolípidos es fundamental en la formación de las membranas biológicas.
Los fosfolípidos en las membranas biológicas
2- Glicolípids. Són lípids complexos formats per la unió d'una ceramida i un glúcid.
Igual que els fosfoesfingolípids, posseeixen esfingosina, però no tenen un grup fosfat i perquè, en lloc d'un alcohol, presenten un glúcid.
cerebròsid
Grups: o cerebròsids són molècules en les quals una cadena glucídica que pot tenir entre un i quinze monosacàrids s'uneix a la ceramida.
o gangliòsids són molècules en les quals la ceramida s'uneix a un oligosacàrid complex en el qual sempre hi ha l'àcid siàlic.
Es troben formant part de les bicapes lipídiques de les membranes citoplasmàtiques de totes les cèl·lules, especialment les neurones del cervell.
cerebròsid
Monosacàrid: glucosa o galactosa
Lípids sense àcids grassos o insaponificables
Els terpens o isoprenoides.
Són molècules lineals o cícliques formades per la polimerització de l'isoprè.
Es classifiquen segons el nombre de molècules d'isoprè que contenen:
6. Isoprenoides o TerpenosQuímicamente son derivados del isopreno y se clasifican
según el número de moléculas de isopreno que los forman.
POLITERPENOS
TETRARPENOSTRITERPENOS
DITERPENOSMONOTERPENOS
Monoterpens (2 molècules), algunes essències vegetals
(EX. Metanol de la menta, el limonè de la llimona i el geraniol del gerani).
Diterpens (4 molècules), el fitol, alcohol que forma part de la clorofil·la, i les vitamines A, E i K.
Tetraterpens i carotenoides, que són pigments fotosintètics. Es divideixen en carotens, de color vermell, i xantofil·les, de color groc. Els carotenoides són precursors de la vitamina A.
Entre els politerpens, el cautxú.
CLASIFICACIÓN DE LOS TERPENOS
Nombre nº de isoprenos que componen la molécula
Función Ejemplo
Monoterpenos 2 Aromas y esencias. Geraniol, mentol.
Sesquiterpenos 3 Intermediario en la síntesis del colesterol. Farnesol.
Ditepenos 4 Forman pigmentos y vitaminas. Fitol, vitamina A, E, K.
Triterpenos 6 Intermediario en la síntesis del colesterol. Escualeno.
Tetraterpenos 8 Pigmentos vegetales. Carotenos, xantofilas.
Politerpenos n Aislantes. Látex, caucho.
CH3
CH3Els esteroides:
Deriven de l'esterà o ciclopentà perhidrofenantrè.
Hi ha 2 Grups: Esterols. Posseeixen un grup hidroxil unit al carboni 3 i una cadena alifàtica en el carboni 17 (ex. El colesterol, els àcids biliars, les vitamines D i l'estradiol).
Hormones esteroides. Es caracteritzen per la presència d'un àtom d'oxigen unit al carboni 3 per mitjà d'un doble enllaç.
Hi ha dos grups d'hormones derivades de l'esterà: les hormones suprarenals i les hormones sexuals. - Hormonas suprarrenales: aldosterona y cortisol.- Hormonas sexuales: Testosterona, progesterona y estrogenos.
EsteroidesSon derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno
ESTEROLES
HORMONAS ESTEROIDEAS
ÁCIDOS BILIARES
La vitamina D es un heterolípido insaponificable del grupo de los esteroides. Se le llama también vitamina del raquitismo ya que su déficit provoca esta enfermedad. Es una provitamina soluble en grasas y se puede obtener de dos maneras:
•Mediante la ingesta de alimentos que contengan esta vitamina, por ejemplo: la leche y el huevo.•Por la transformación del colesterol o del ergosterol (propio de los vegetales) por las radiaciones solares.
Hay varias formas de esta vitamina: la vitamina D2 se deriva del ergosterol en la dieta, mientras que la vitamina D3 se deriva del colesterol vía 7-dehidrocolesterol.
Los rayos ultravioletas de la luz solar son los responsables de la producción de ambas formas de vitamina.
Les prostaglandines: La molècula bàsica és el prostanat, constituït per vint carbonis que formen un anell ciclopentà i dues cadenes alifàtiques. Es sintetitzen a partir dels àcids grassos insaturats que formen part dels fosfolípids de les membranes cel·lulars.
Se pueden resumir las funciones de las prostaglandinas en tres puntos:
•Intervienen en la respuesta inflamatoria: vasodilatación, aumento de la permeabilidad de los tejidos permitiendo el paso de los leucocitos, antiagregante plaquetario, estímulo de las terminaciones nerviosas del dolor...
Provocan la contracción de la musculatura lisa. En el semen humano hay cantidades pequeñas de prostaglandinas para favorecer la contracción del útero .Del mismo modo, son liberadas durante la menstruación, para favorecer el desprendimiento del endometrio. Así, los dolores menstruales son tratados muchas veces con inhibidores de la liberación de prostaglandinas.
Intervienen en la regulación de la temperatura corporal.
Controlan el descenso de la presión arterial al favorecer la eliminación de sustancias en el riñón.
Funcions dels lípids
De reserva. Són la principal reserva energètica de l'organisme. Un gram de greix produeix 9,4 kcal en les reaccions metabòliques d’oxidació, mentre que els pròtids o els glúcids només produeixen 4,4 kcal / g.
Estructural. En la cèl·lula, els lípids formen les bicapes lipídiques de les membranes citoplasmàtiques i de les membranes dels orgànuls cel·lulars. Compleixen aquesta funció els fosfolípids, els glucolípids, el colesterol, etc.
Als òrgans, recobreixen estructures i donen consistència, com la cera dels cabells.
Altres tenen funció tèrmica, com els
acilglicèrids, que s’emmagatzemen en teixits adiposos d’animals que viuen a climes freds.
Altra funció estructural dels lípids és la protecció mecànica, com la dels teixits adiposos situats en la planta del peu i la palma de la mà de l’home
El transport dels lípids des de l'intestí fins al lloc on s'utilitzen o fins al teixit adipós, on s'emmagatzemen, es realitza mitjançant l’emulsió dels lípids gràcies als àcids biliars i els proteolípids, associacions de proteïnes específiques amb triacilglicèrids, colesterol, fosfolípids, etc., que permeten el seu transport per la sang i la limfa.
Biocatalitzadora. Són substàncies que possibiliten o afavoreixen les reaccions químiques que es produeixen en els éssers vius. Compleixen aquesta funció les vitamines lipídiques, les hormones esteroidees i les prostaglandines.
SA
PO
NIF
ICA
BL
ES
INS
AP
ON
IFIC
AB
LES
ÁCIDOS GRASOSÁcidos orgánicos monocarboxílicos saturados o insaturados.
ACILGLICÉRIDOSGlicerina esterificada con uno, dos o tres ácidos grasos.
CERASÉsteres de un ácido graso y un monoalcohol ambos de cadena larga.
FOSFOLÍPIDOSGlicerina esterificada con un grupo fosfato, unido a su vez a un aminoalcohol o polialcohol y dos ácidos grasos.
ESFINGOLÍPIDOS Una ceramida unida a un grupo polar.
TERPENOS Derivados de la polimerización del isopreno.
ESTEROIDESDerivados del ciclopentanoperhidrofenantreno.
PROSTAGLANDINASDerivados de fosfolípidos con ácidos grasos poliinsaturados.
Precursores de otros lípidos.
Reserva energética y aislante.
Protección y revestimiento.
Formación de membranas biológicas.
Membranas biológicas, especialmente en el sistema nervioso.
Pigmentos y vitaminas.
Vitaminas, hormonas y ácidos biliares
Muy diversas.
NATURALEZA QUÍMICA FUNCIÓNTIPO
TABLA RESUMEN DE LOS LÍPIDOS
