Los lípidos son un grupo heterogéneo de compuestos emparentados, real o potencialmente, por sus propiedades físicas más que por las químicas. Tienen la propiedad común de ser:
- relativamente insolubles en agua y
- solubles en los solventes no polares como el éter, el cloroformo y el benceno.
Los lípidos son constituyentes importantes de la alimentación no solo por su elevado valor energético, sino también por las vitaminas liposolubles y los ácidos grasos esenciales contenidos en la grasa de los alimentos naturales.
Los lípidos son biomoléculas orgánicas insolubles en el agua, que pueden extraerse de las células y de los tejidos mediante disolventes no polares, por ejemplo, el cloroformo, el éter o el benceno. Existen diferentes familias o clases de lípidos, pero las propiedades distintivas de todos ellos derivan de la naturaleza hidrocarbonada de la porción principal de su estructura.
Funciones
En el cuerpo, las grasas sirven
- como una fuente eficiente, directa y potencial, de energía directa cuando están almacenadas en el tejido adiposo.
- Sirven como aislante térmico en los tejidos subcutáneos y alrededor de ciertos órganos los lípidos no polares actúan como aislantes eléctricos que permiten la propagación rápida de los impulsos nerviosos a lo largo de los nervios mielinizados. El contenido de lípidos en el tejido nervioso es particularmente alto.
- Los lípidos y proteínas combinados (lipoproteínas) son constituyentes celulares importantes que se encuentran en la membrana celular y en las mitocondrias y sirven también como medios para transportar lípidos en la sangre.
- como componentes de la superficie celular relacionados con el reconocimiento de las células, la especificidad de especie y la inmunidad de los tejidos.
- Algunas sustancias clasificadas entre los lípidos poseen una intensa actividad biológica: se encuentran entre ellas algunas de las vitaminas y hormonas.
Clasificación de los lípidos
Los lípidos se clasifican como simples o complejos
Lípidos simples: Ésteres de ácidos grasos con diversos alcoholes.
a. grasas: éteres de ácidos grasos con glicerol. Una grasa en estado líquido se conoce como aceite.
b. Ceras: Esteres de ácidos grasos con alcoholes monohídricos de peso molecular más elevado.
Lípidos complejos: Ésteres de ácidos grasos que contienen otros grupos quimicos además de un alcohol y del ácido graso.
a. Fosfolfpidos: Lípidos que contienen además de ácidos grasos y un alcohol, un residuo de acido fosfórico. Con frecuencia tienen bases nitrogenadas y otros sustituyentes, por ejemplo, en los glicerofosfolípidos el alcohol es el glicerol y en los esfingofosfolípidos el alcohol es la esfingosina.
b. Glucolípidos: Lípidos que contienen un ácido graso y carbohidratos.
c. Otros lípidos complejos: las lipoproteínas pueden colocarse en esta categoría.
Aunque los lípidos constituyen una clase bien definida de biomoléculas, con frecuencia se presentan combinados covalentemente o mediante enlaces débiles, con miembros de otras clases de biomoléculas, constituyendo moléculas híbridas tales como los glucolípidos, que contienen lípidos y glúcidos, y las lipoproteínas, que contienen lípidos y proteínas. En estas biomoléculas las propiedades químicas y físicas características de sus componentes están fusionadas para cumplir funciones biológicas especializadas.
LOS ÁCIDOS GRASOS
LOS ÁCIDOS GRASOS SON ACIDOS CARBOXÍLICOS ALIFÁTICOS
Los ácidos grasos existen en grasas y aceites naturales en gran parte como ésteres, o sea, unidos a alcoholes, pero también se les encuentra sin esterificar como ácidos grasos libres. Los que existen en las grasas naturales generalmente contienen un número par de átomos de carbono porque se sintetizan a partir de unidades de 2 carbonos.
La forma extendida, que es la de mínima energía, es la conformación más probable de los ácidos grasos saturados. Los ácidos grasos insaturados, por otra parte, presentan uno o más quiebres rígidos en sus cadenas hídrocarbonadas.
Los ácidos grasos se denominan de acuerdo a los hidrocarburos correspondientes. Se le pone al ácido graso el nombre del hidrocarburo con el mismo número de átomos de carbono, sustituyendo terminación por -oico. Así, los ácidos saturados terminan en -anoico, (derivado de alcano) por ejemplo el ácido octanoico, y los ácidos insaturados con dobles ligaduras terminan en -enoico, por ejemplo, el ácido octadecenoico (Acido oleico}.
Los átomos de carbono se numeran a partir del carbono carboxílico (carbono No 1). Al átomo de carbono adyacente al carbono carboxílico (No. 2) se le denomina carbono alfa
Los ácidos grasos saturados no contienen dobles ligaduras y teóricamente se pueden considerar como provenientes del ácido acético (CH3,-COOH) que sería el primer miembro de la serie en la cual se adicionan progresivamente --CH2- entre los grupos ,-COOH y el CH3,- terminal.
Los ácidos grasos insaturados contienen una o más dobles ligaduras
Se pueden subdividir según el grado de instauración en:
1) Ácidos monoinsaturados (monoetenoide, monoenoico), que contienen una doble ligadura.
2) Ácidos poliinsaturados que contienen dos o más dobles ligaduras.
Las cadenas de carbono de los ácidos grasos saturados tienen un patrón de zigzag cuando se extienden, como sería el caso a temperaturas bajas. A temperaturas mayores, algunos enlaces giran, haciendo que la cadena se acorte, lo cual explica por que las biomembranas se adelgazan cuando la temperatura aumenta.
Los ácidos grasos insaturados de cadena larga que existen en la naturaleza son casi todos de la configuración cis, con un "doblez" de 120º en la doble ligadura.
La presencia de dobles ligaduras trans alterará las relaciones espaciales. Algunos alimentos contienen ácidos grasos trans. La mayor parte son subproductos en la saturación de los ácidos grasos durante el proceso de hidrogenación o "endurecimiento" de aceites naturales para fabricar margarina.
Las propiedades físicas y fisiológicas de los ácidos grasos están determinadas por la longitud de su cadena y por su grado de instauración. Por tanto, los puntos de fusión de ácidos grasos con un número par de carbonos se elevan con la longitud de Ia cadena y bajan de acuerdo a la instauración. Un triacilglicerol que contiene todos los ácidos grasos de 12 C saturados, es sólido a la temperatura corporal, en tanto que, si los tres residuos de ácido graso son I8:2, es liquido por abajo de 0ºC. En la práctica, los acilgliceroles naturales contienen una mezcla de ácidos grasos que los adapta con precisión a sus funciones.
Acidos grasos esenciales
Si se somete a ratas inmaduras o recién destetadas a una dieta carente de grasas, se desarrollan deficientemente, les aparecen escamosidades en la piel, pierden el pelo y finalmente mueren con muchos síntomas patológicos. Si se incluye ácido linoleico en la dieta, estas circunstancias no se producen. El ácido linolénico y el ácido araquidónico impiden, también, estos síntomas. Los ácidos grasos, tanto saturados como monoinsaturados son inactivos en este aspecto. Se ha llegado a la conclusión de que los mamíferos pueden sintetizar ácidos grasos saturados y monoinsaturados a partir de otros precursores, pero son incapaces de fabricar ácido linoleico y ácido linolénico. Estos ácidos que no pueden sintetizarse son los que se denominan esenciales. Pasa lo mismo con algunos aminoácidos, como veremos más adelante.
Triglicéridos
Hay muchos tipos diferentes de triglicéridos, según cuáles sean y donde se unan los ácidos grasos que contienen.
Fosfoglicéridos
LOS FOSFOÍPIDOS SON LOS PRINCIPALES CONSTITUYENTES LIPÍDICOS DE LAS MEMBRANAS
Son varios grupos, todos fosfoacilgliceroles, excepto las esfingomielinas, que no contienen glicerol. Pueden considerarse como derivados del ácido fosfatídico, en donde el fosfato se esterifica con el -0H del alcohol adecuado.
El ácido fosfatídico es muy importante como intermedio en la síntesis de triacilgliceroles y fosfolípidos, pero no se encuentra en gran cantidad en los tejidos.
Los fosfolípidos son similares a los triglicéridos, sólo que uno de los ácidos grasos fue reemplazado por un ácido fosfórico.
Debido a que los fosfoacilgliceroles poseen una cabeza polar, hidrofílica, y además colas hidrocarbonadas no polares (hidrofóbicas), reciben el nombre de lípidos anfipáticos o polares. Habitualmente hay un ácido graso saturado y otro no saturado, este último en la posición 2 de la glicerina.
Cuando los fosfolípidos se adicionan al agua se disuelven; sin embargo, solamente forman disolución verdadera en cantidades muy pequeñas; la mayor parte del lípido «disuelto» se halla en forma de micelas dispersas en el sistema acuoso
Moléculas compuestas
glucolípidos Algunos lípidos se pueden encontrar adicionados con azúcares. En ese caso se los llama glucolípidos. Los glucolípidos neutros son componentes importantes de la superficie celular de los tejidos animales. Sus colas no polares penetran en la estructura de la bicapa lipídica de las membranas celulares, mientras que las cabezas polares emergen al exterior de la superficie. Algunos se encuentran sobre la superficie de los glóbulos rojos de la sangre confiriéndoles especificidad de grupo sanguíneo; son parcialmente responsables de la necesidad de comprobar la compatibilidad entre el dador y el receptor de sangre.
En nuestros días se ha prestado mucha atención a la bioquímica de los glucolípidos. Aunque son sólo constituyentes menores de las membranas, revisten gran importancia en cierto número de funciones especializadas. Algunos de los glucolípidos de la superficie celular se hallan relacionados no solamente con la especificidad de grupo sanguíneo sino también con la de los órganos y de los tejidos (sistema mayor de histocompatibilidad). Estos lípidos complejos están también implicados en la inmunidad de los tejidos y en los centros de reconocimiento célula-célula que son fundamentales para el desarrollo y la estructura de los tejidos.
LÍPIDOS INSAPONIFICABLES
Los lípidos sencillos que no contienen ácidos grasos. Aparecen en las células y en los tejidos en cantidades menores que los lípidos complejos, pero se hallan entre ellos muchas sustancias con intensa actividad bíológica, como las vitaminas, hormonas y otras biomoléculas solubles en las grasas, muy especializadas.
Existen dos clases principales de lípidos insaponificables, los terpenos y los esteroides
Entre los terpenos más importantes hay tres miembros del grupo de las vitaminas liposolubles; son éstas las vitaminas A, E y K.
Esteroides
Son derivados del hidrocarburo tetracíclíco saturado ciclopentanoperhidrofenantreno
MICELAS LÍPÍDÍCAS, MONOCAPAS Y BICAPAS
Las bicapas, como las membranas naturales, poseen la propiedad de autocerrarse. En este tipo de estructuras, las colas de hidrocarburo se hallan ocultas respecto al entorno acuoso y forman una fase hidrofóbica interna, mientras que las cabezas hidrófilas están expuestas en la superficie. Los fosfolípidos forman monocapas en las interfases aíre-agua y bicapas para separar dos compartimientos acuosos. Los sistemas bicapa forman membranas naturales
Sistemas lipoproteicos
Algunos lípidos se asocian con proteínas específicas para formar sistemas de lipoproteínas, donde las propiedades físicas específicas de estas dos clases de biomoléculas están fusionadas. Existen dos tipos principales, las lipoproteínas de transporte y los sistemas de membrana. En estos sistemas, los lípidos y las proteínas no están unidos covalentemente, pero se mantienen juntos debido, en gran parte, a las acciones hidrofóbicas entre las porciones no polares de los componentes lipídico y proteico.
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| BICAPA LIPÍDICA DE LA MEMBRANA CELULAR |
Lipoproteínas de transporte del plasma sanguíneo
Las lipoproteínas del plasma son complejos en los cuales los lípidos y las proteínas están en una relación relativamente fija. Transportan lípidos insolubles en agua entre los diversos órganos por medio de la sangre, en forma de partículas relativamente pequeñas cuyo diámetro y peso permanece constante.
Membranas
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| Esquema de una membrana celular. Según el modelo del mosaico fluido, las proteínas (en rojo y naranja) serían como "icebergs" que navegarían en un mar de lípidos (en azul). Nótese además que las cadenas de oligosacáridos (en verde) se hallan siempre en la cara externa, pero no en la interna. |
La mayoría de las membranas contienen alrededor de un 40 % de lípido y un 60 % de proteína, pero hay una variación considerable. En realidad, casi todos los lípidos polares de las células se hallan localizados en sus membranas. El retículo endoplasmátíco y las organelas membranosos contienen relativamente poco colesterol o triacilglicéridos, mientras que las membranas plasmáticas de algunas células de los animales superiores contienen mucho colesterol.
cuestionario
1- Qué es un ácido graso?
2- Cómo se clasifican los lípidos en función de la presencia o ausencia de los ácidos grasos?
3- Cuál es la función de los glucolípidos que se encuentran en las membranas celulares?
4- Qué función biológica tienen los lípidos simples?
5- Cuáles son los dos tipos de lipoproteínas?
