UNIDAD 4

LÍPIDOS

1. CONCEPTO Y CLASIFICACIÓN

• Lípidos: grupo de moléculas orgánicas muy heterogéneas desde el punto de vista químico que tienen en común las siguientes propiedades físicas:– Insolubles en agua– Solubles en disolventes orgánicos no polares

como el benceno, éter, cloroformo, etc.– Untuosas al tacto

FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS LÍPIDOS

• ESTRUCTURALES, formando parte de las membranas celulares

• ENERGÉTICAS, como los triacilglicéridos que forman reservas para el almacenamiento de energía

• VITAMÍNICAS Y HORMONALES

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS

• Según su estructura molecular se clasifican en:– SAPONIFICABLES.

– Contienen ácidos grasos y están esterificados.– Pertenecen a este grupo: acilglicéridos, ceras,

fosfolípidos y esfingolípidos.

– INSAPONIFICABLES. – No contienen ácidos grasos.– Pertenecen a este grupo los terpenos, esteroides

y prostaglandinas

LÍPIDOS

SAPONIFICABLES

INSAPONIFICABLES

GRASAS

CERAS

FOSFOLÍPIDOS

ESFINGOLÍPIDOS

TERPENOS

ESTEROIDES

PROSTAGLANDINAS

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+

Esterificación y saponificación

2. ÁCIDOS GRASOS

• Son ácidos orgánicos monocarboxílicos de fórmula CH3-(CH2)n-COOH. (n entre 10 y 20)

• Pueden estar libres o formando parte de un lípido saponificable.

• Se clasifican en:– SATURADOS: no tienen dobles enlaces– NO SATURADOS: tienen uno o más dobles

enlaces

Propiedades fisicoquímicas de los ácidos grasos

• Son anfipáticos. Poseen dos zonas:– Polar o hidrófila (grupo

carboxilo)– Apolar o hidrófoba (cadena

alifática)• Reaccionan con alcoholes

formando ésteres y liberando agua. Se hidrolizan en presencia de álcalis formando jabones

• El punto de fusión depende de:– Nº insaturaciones– Longitud cadena alifática

Ácidos grasos saturados e insaturados

SATURADOS• No tienen dobles

enlaces• Sólidos a temperatura

ambiente• Presentes en grasas

animales y en la manteca de cacao

INSATURADOS• Tienen uno o más

dobles enlaces• Líquidos a

temperatura ambiente• Presentes en grasas

vegetales (aceites) y en el pescado azúl

ÁCIDOS GRASOS SATURADOS

• PALMÍTICO 16:0• ESTEÁRICO 18:0• DECANOICO 10:0

ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS

• MONOINSATURADOS– OLEICO 18:1 ω9

• POLIINSATURADOS– LINOLEICO 18:2 ω6

– LINOLÉNICO 18:3 ω3

– ARAQUIDÓNICO 20:4 ω6

ÁCIDO OLEICO

3. CERAS Y GRASAS

• Las grasas y las ceras son lípidos saponificables porque sufren hidrólisis alcalina o reacciones de saponificación.

• Están formados por ácidos grasos de cadena larga

• Se diferencian en el tipo de alcohol con el que están esterificados

GRASAS= Glicerina + 1, 2 o 3 ácidos grasos

• Formados por glicerina esterificada con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos,

• Denominándose respectivamente, monoacilglicéridos, diacilglicéridos y triacilglicéridos

• Los triacilglicéridos son las más abundantes. Pueden tener los tres ácidos iguales o diferentes

Triglicéridos

Propiedades físicas de las grasas

• Insolubles en agua, ya que son moléculas apolares

• Punto de fusión: depende de los ácidos grasos que contengan– Nº insaturaciones– Longitud cadena

alifáticaEsferas de agua de tomate con aceite de oliva , fotografía de JAVIER PEÑAS

CLASIFICACIÓN DE LAS GRASAS SEGÚN SU ORIGEN

VEGETAL• Contienen ácidos grasos

insaturados• Punto de fusión bajo• Líquidas a temperatura

ambiente• Ejemplos: aceites de

semillas vegetales (girasol, maíz, soja, sésamo) y en los frutos (aceitunas) y en el pescado azul.

ANIMAL• Contienen ácidos grasos

saturados• Punto de fusión elevado• Sólidas a temperatura

ambiente• Ejemplos: mantecas y

sebos animales, tocino, mantequilla, leche, nata.

Las grasas vegetales tienen un punto de fusión bajo

Las grasas animales tienen un punto de fusión alto

GRASAS TRANS

Son aceites grasos insaturados, principalmente de origen vegetal, que se someten a un proceso físico-químico de hidrogenación parcial con el objetivo de conferirles un estado semisólido

FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LAS GRASAS

• RESERVA ENERGÉTICA. 9 Kcal/gramo frente a 3,75Kcal/gramo de los glúcidos.

• AISLAMIENTO TÉRMICO en animales homeotermos que viven en climas fríos

• SUJECCIÓN Y PROTECCIÓN DE ÓRGANOS, como el corazón y los riñones

• ALMACÉN DE ALIMENTO, como las jorobas de los camellos

La energía que se ingiere de más y no se gasta se acumula en forma de grasas en el tejido adiposo

El grueso tejido adiposo de los osos polares les permite en zonas de clima frío

La joroba de los camellos es un gran depósito de grasa que funciona como reserva de nutrientes.

CERAS= MONOALCOHOL DE CADENA LARGA+

ÁCIDO GRASO DE CADENA LARGA

• Son ésteres de un ácido graso de cadena larga (entre 14 y 36 carbonos) y un monoalcohol de cadena larga (entre 16 y 30 carbonos)

• Son muy insolubles en agua• Realizan funciones de protección y revestimiento

Palmitato de miricilo (cera de abeja)

La cera impermeabiliza las plumas de las aves

En plantas, la cera forma una película que recubre hojas, frutos, flores y tallos jóvenes, protegiéndolos de la evaporación y de los ataques de insectos

El aceite de esperma de cachalote se ha usado para fabricar velas y aceite lubricante

4. FOSFOLÍPIDOS

• Son lípidos saponificables también llamados fosfoglicéridos. Llevan un grupo fosfato.

• Son los principales constituyentes de las membranas biológicas

• Están formados por:

Glicerina + 2 ácidos grasos + grupo fosfato

Estructura química de los fosfolípidos

Componentes de los fosfolípidos

Glicerina (3 carbonos)

C1- esterificado con ácido graso (saturado)

C2- esterificado con ácido graso (insaturado)

C3- esterificado con un grupo fosfato

R = Aminoalcohol o polialcohol

PRINCIPALES FOSFOLÍPIDOS

Todos los fosfolípidos son derivados del ácido fosfatídico

Ácido fosfatídico

R1 = ácido esteárico

R2 = ácido oleico

X = sustituyente (aminoalcohol o polialcohol)

Principales sustituyentes

X= colina → Lecitina (fosfatidilcolina)

X= etanolamina → Cefalina (fosfatidil etanolamina)

X= serina → fosfatidil serina

X= enositol → fosfatidil enositol

X= fosfatidilglicerol → cardiolipina(difosfatidil glicerol)

Propiedades de los fosfolípidos

• Son moléculas anfipáticas– Región polar (hidrofílica):

fosfato y sustituyentes polares

– Región apolar (hidrofóbica): ácidos grasos

• El carácter anfipático los hace idóneos para formar parte de las membranas celulares.

Fosfolípidos en las membranas biológicas

• Cuando se encuentran en medio acuoso– Los grupos hidrófilos se

orientan hacia las moléculas de agua e interaccionan con ella mediante puentes de hidrógeno

– Los grupos hidrófobos se alejan interaccionando entre sí mediante fuerzas de Van der Waals y ocultándose dentro de la estructura

• Este comportamiento da lugar a la formación de bicapas, micelas y liposomas, estructuras básicas de las membranas

LIPOSOMA

Los liposomas como transportadores de diversas sustancias entre el exterior y el interior de la célula, tales como medicamentos o cosméticos. También se utilizan en biotecnología para introducir genes.

Los fosfolípidos de las membranas se organizan formando bicapas, en las que se inserta el resto de los componentes de la misma.

Membranas biológicas

REPASO

• Estructura de los lípidos• Ácidos grasos• Tipos de grasas• Propiedades de las grasas• Ceras• Propiedades de los fosfolípidos• Micelas y liposomas• Proyecto biosfera

5. ESFINGOLÍPIDOS

• Son lípidos saponificables semejantes a los fosfolípidos tanto estructural como funcionalmente

• Están presentes en las membranas de las células eucarióticas, muy abundantes en el tejido nervioso

• Están constituidas por:AMINOALCOHOL + ÁCIDO GRASO + GRUPO POLAR

ceramida

ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS ESFINGOLÍPIDOS

• CERAMIDA: es la unidad básica de todos los esfingolípidos. Está formado por– AMINOALCOHOL de cadena larga (18),

generalmente la ESFINGOSINA– ÁCIDO GRASO DE CADENA LARGA, saturado

o insaturado (18 a 26 C)• GRUPO DE CARÁCTER POLAR

– Aminoalcohol fosforilado: ESFINGOMIELINAS– Glúcidos: ESFINGOGLUCOLÍPIDOS

Esfingosina = aminoalcohol de cadena larga

CERAMIDA•Ceramida = esfingosina + ácido graso (enlace amida)

•Es la unidad estructural de todos los esfingolípidos

•Tiene dos colas hidrofóbicas

CLASIFICACIÓN DE LOS ESFINGOLÍPIDOS

• En función de la naturaleza del grupo polar se clasifican en:– ESFINGOMIELINAS: fosfocolina o

fosfoetanolamina (aminoalcoholes fosforilados)

– ESFINGOGLUCOLÍPIDOS: glúcidos• CEREBRÓSIDOS: monosacárido• GANGLIÓSIDOS: oligosacárido ramificado

ESFINGOMIELINAS Fosfoesfingolípidos

• Son los únicos esfingolípidos que llevan un grupo fosfato

• Se encuentran formando las vainas de mielina (células de Schwann)

ESFINGOGLUCOLÍPIDOS

• Se disponen en la zona externa de la membrana plasmática .

• Junto a las glucoproteínas constituyen el glucocálix

• Se clasifican en dos grupos:– Cerebrósidos: ceramida + monosacárido– Gangliósidos: ceramida + oligosacárido

ramificado

CEREBRÓSIDOS

• Abundantes en las células nerviosas del cerebro y sistema nervioso periférico

ceramida + monosacárido

Gangliosidos

• Se encuentra en la parte exterior de las membranas celulares

• Especialmente abundantes en las neuronas de la materia gris del cerebro

• Actúan como receptores de membrana en aquellos lugares donde se produce la transmisión del impulso nervioso

ceramida + oligosacárido ramificado

6.TERPENOS, ESTEROIDES Y PROSTAGLANDINAS

• Son lípidos insaponificables, no contienen ácidos grasos

• Son menos abundantes que los saponificables

• Realizan importantes funciones biológicas como:– Vitaminas – Hormonas

TERPENOS = ISOPRENOIDES

• Derivan de la polimerización del isopreno

• La presencia de dobles enlaces da lugar coloraciones características

• Abundantes en vegetales

2-metil 1-3 butadieno

Clasificación de los terpenos

• Se clasifican en función del nº de moléculas de isopreno que contienen:– Monoterpenos (2)– Diterpenos (4)– Triterpenos (6)– Tetraterpenos (8)– Politerpenos (muchos)

ALGUNOS TERPENOS DE INTERÉS

• ESENCIAS: limoneno, mentol, geraniol • PIGMENTOS: fitol, pineno, xantofilas

carotenoides, licopeno• VITAMINAS: retinol (vitamina A), vitamina

E, vitamina K• PRECURSORES DEL COLESTEROL:

escualeno, lanosterol• CAUCHO

LIMONENO

• De amplia aplicación en la industria alimentaria, cosmética y productos de limpieza

MENTOL

• Posee un efecto refrescante sobre las mucosas. Se usa en pastas dentífricas, chicles, y medicamentos

XANTOFILAS

Son responsables del color amarillento de las hojas en otoño

CAROTENOIDES

• Responsables del color anaranjado

• Precursores de la vitamina A

LICOPENO

• Responsable del color rojo

• Poder antioxidante

CAUCHO

Politerpeno que se obtiene del látex

ESTEROIDES

• Son derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno

• Los más importantes son:– Esteroles– Hormonas

esteroideas– Ácidos biliares

COLESTEROL• Forma parte de la

membrana plasmática de células animales.

• El equivalente en células vegetales se denomina fitoesterol

• En la sangre es transportado unido a proteínas formando complejos lipoproteínicos (HDL y LDL)

El exceso de colesterol es un factor de riesgo cardiovascular

Los fitoesteroles inhiben la absorción del colesterol a nivel del intestino

HORMONAS ESTEROIDEAS

• HORMONAS SEXUALES• Testosterona• Estrógenos y progesterona

• HORMONAS SEGREGADAS POR LA CORTEZA SUPRARRENAL• Aldosterona• Cortisol

TESTOSTERONA

• Responsable del desarrollo de los caracteres sexuales secundarios masculinos.

• También tienen un efecto anabolizante

ESTRÓGENOS y PROGESTERONA

• Estrógenos: intervienen en el desarrollo de los ovarios, endometrio y mamas

• Progesterona: regula el ciclo menstrual, embarazo y embriogénesis

ÁCIDOS BILIARES

• Componen la bilis:• Ácido cólico• Ácido desoxicólico

PROSTAGLANDINAS

• Derivan del ácido araquidónico (acido graso poliinsaturado)

• Funciones:• Vasodilatador• Interviene en procesos

inflamatorios (pág. 347)• Estimulan la producción

de mucus intestinal• Intervienen en la

coagulación de la sangre

Ácido araquidónico

Protaglandina