Unidad IVLípidos

MC Rosa Aída Martínez Bustillos

BioquímicaLicenciatura de Nutrición

Universidad Autónoma de Sinaloa

LÍPIDOS

Se consideran lípidos moléculas como los fosfolípidos, esteroides, carotenoides, las grasas y los aceites.

Se definen como aquellas sustancias de los seres vivos que se disuelven en disolventes apolares como el éter, el cloroformo y la acetona, y que no lo hacen apreciablemente en el agua.

Reservas energéticas vitales (9 kcal/g)

Parte estructural de membranas celulares

Precursores de vitaminas y hormonas

Pigmentos

Funciones en los seres vivos:

CLASIFICACIÓNEn base a su estructura:

Lípidos simples Grasas y aceites Ceras

Lípidos compuestos Fosfolípidos Glucolípidos Lipoproteínas

Lípidos derivados Pigmentos Vitaminas liposolubles Esteroides Hidrocarburos

Ácidos grasos

Son ácidos monocarboxilados que contienen cadenas hidrocarbonadas de longitud variable.

Son una fuente de energía importante para muchas células

Forman parte estructural del los lípidos simples, lípidos compuestos y son precursores de los lípidos derivados.

Se componen de: Un número par de átomos de carbono (4 a 26) Un grupo carboxilo Son parcialmente hidrosolubles Fórmula general: CH3 (CH2)n COOH

R- COOH

Existen dos tipos de ácidos grasos:Ácidos grasos saturados e insaturados.

Ácidos grasos saturados Contienen solo enlaces sencillos carbono-

carbono

Características:

Su Temperatura o punto de fusión aumenta con el peso molecular

Los de C4 y C8 son líquidos a 25ºC Los de C10 en adelante son sólidos

La solubilidad es inversamente proporcional al peso molecular

Nomenclatura:

Se les da la terminación “ico”

CH3-CH2-CH2-COOH ácido butírico

4 3 2 1

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH ácido caproico

Los más comunes son:

Láurico (12 C) Aceites de semilla de palma

Palmítico (16 C) En la palma, cacao y manteca de cerdo

Esteárico (18 C) Cacao y aceites hidrogenados

Los ácidos grasos saturados de cadena

corta (menor de C10) Leche y derivado lácteos

Ácidos grasos insaturados

Contienen uno o varios dobles enlaces

Características:

Debido a sus dobles enlaces tienen gran reactividad química: Saturación Oxidación Isomerización

Abundantes en aceites vegetales Su temperatura de fusión disminuye con el aumento

de los dobles enlaces

Nomenclatura

Los de una insaturación se llaman monoinsaturados Los de más de una insaturación se llaman

poliinsaturados

CH3-(CH2)5-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Ác. palmitoleico Hexadeca-9-enoico

Se le da nombre trivial Se indica el tamaño de la cadena, La localización del número de las dobles ligaduras Y se les añade la terminación “enoico”

Los poliinsaturados se dividen en dos grupos:

Los omega 6 (ω6), tienen en doble enlace en el carbono 6. Ac. Linoleico

Los omega 3 (ω3), lo tienen en el carbono 3 Ac. Linolénico

• Se enumeran conforme a la posición del primer doble enlace respecto al extremo terminal metilo.

• Son ácidos grasos esenciales (linoleico, linolénico y araquidónico) .

El ácido graso insaturado linoleico es el más común en los alimentos seguido del oleico Cacahuate, oliva, aguacate, maíz, girasol, etc.

Linolénico Soya, canola y palma

Los más comunes en los alimentos:

Los ácidos grasos insaturados pueden presentarse en dos formas isoméricas

Isómeros “cis”

C = C

Isómeros “trans”

C = C

R R

H H

R H

H R- Se encuentra principalmente en alimentos industrializados que han sido sometidos a hidrogenación.

Lípidos simples:Son ésteres de ácidos grasos y alcoholes.

- Aceites y grasas- Ceras

GRASAS Y ACEITES:

Al glicerol se unen tres ácidos grasos y forman las grasas y aceites ó triacilglicéridos (TAG).

Triacilglicéridos

ó Triglicéridos: son ésteres de glicerol con tres moléculas de ácidos grasos.

Son grasas neutras

Principal reserva energética de los mamíferos Tejido adiposo

Un hombre de 70Kg posee más de 10 Kg de triacilglicéridos

Proporciona aislamiento para las bajas temperaturas Son malos conductores del calor

Aceites: están formados

principalmente por Ac. grasos

insaturados

Grasas: están formados principalmente por Ac. Grasos saturados

Triglicéridos simples: están formados por un solo tipo de ácido graso Se nombran añadiendo el sufijo “ina”

Triestarina = Ac. esteárico Tripalmitina = Ac. palmítico

Triglicéridos mixtos: están formados por diversos tipos. Se nombran mencionando los 3 ácido grasos con

terminación “il” o “ato” Gliceril-1-linoleato-2-estereato-3-palmitato

Ceras

Ésteres de un alcohol monohidroxilado con un ácido graso.

Se forman por la unión de un ácido graso de cadena larga con un alcohol de cadena larga

-

Son sólidas a temperatura ambiente Punto de fusión de 40 a 100ºC

Agentes protectores en: Hojas, tallos y frutos Pelo, lana y las plumas de los animales

Lípidos compuestos:

FosfolípidosGlucolípidosLipoproteínas

Lípidos compuestos:

Lípidos simples conjugados con moléculas no lipídicas (azúcares, fosfatos, proteínas, etc.)

Formados por: Ácidos grasos poliinsaturados Alcoholes: glicerol ó esfingosina

1. Fosfolípidos

Son moléculas anfipáticas que desempeñan funciones importantes en los seres vivos como componentes de las membranas celulares.

Se clasifican de acuerdo al alcohol que contienen 1. Fosfoglicéridos (Glicerol) 2. Esfingomielinas ó esfingolípidos (Esfingosina)

Contiene al menos un ácido graso Un grupo fosfato Algunos poseen un aminoalcohol

o un azúcar.

1.1 Fosfoglicéridos

Nombre Ácidos grasos Alcohol Azúcar

Ácido fosfatídico 2 - -

Lecitina 2 Colina -

Cefalinas 2 Etanol-amina -

ó serina

Fosfatidil inositol 2 - Inositol

Cardiolipina 4 - -

Ácido fosfatídico: Es el más sencillo Precursor del resto de los fosfoglicéridos

Lecitina Se encuentran en las membranas celulares del

cerebro y de los eritrocitos. Al sustraer un grupo acilo de lamolécula se produce isolecitina, compuesto tóxico que provoca hemólisis. Colina

Alcohol de azúcar

Cefalinas Abundnates en el tejido cerebral

Fosfatidil etanolamina

Fosfatidil serina

Fosfatidilinosiltol Se encuentran en tejido animal como humano Distribuídos en el sistema nervioso central

Cardiolipina Diversas funciones celulares, anticuerpos Componente del reactivo para el diagnóstico de

sífilis

1.2. Esfingolípidos

Formados por Alcohol esfingosina Ácido graso Grupo fosfato Alcohol aminado (colina)

Se encuentran en la mayoría de las membranas celulares animales y vegetales.

Muy abundantes en las vainas de mielina de las células nerviosas Facilitan la transmisión rápida de impulsos

nerviosos.

El núcleo de cada esfingolípido es una ceramida:

Los ácidos grasos esterifican a un alcohol aminado (esfingosina) dando lugar a las ceramidas

CeramidaEsfingosina

El grupo hidroxilo terminal de las cerámidas se puede unir a otros compuestos; entre ellos la colina formando la esfingomielina, que se encuentra presente en las membranas de las células nerviosas.

2. Glucolípidos

Formado por: un alcohol ceramida, un ácido graso y un carbohidrato, no contienen grupo fosfato.

Enlace glucosídico

Ácido grasoCeramida

* Glucoesfingolípidos

Cerebrósidos: Muy abundantes en la células nerviosas:

En las membranas celulares del cerebro y en las

vainas de mielinas de las células nerviosas.

Clases importantes de glucolípidos:

GalactocerebrosidoGlucocerebrosido

Gangliósidos: Poseen grupos oligosacáridos con uno o varios

residuos de ácido siálico. Hexosas: galactosa, varia de uno a cuatro.

-Son el 6% de los lípidos de la materia gris del cerebro

- Presentes en los ganglios nerviosos y neuronas

Pueden unir toxinas bacterianas y células bacterianas a las membranas celulares animales Toxinas producidas por el cólera, tétanos y

botulismo Bacterias como E. coli

3. Lipoproteínas

Grupo muy heterogéneo de macromoléculas que se encuentran en el torrente sanguíneo

Formadas por proteínas y lípidos

Lípidos: triacilglicéridos, fosfolípidos y colesterol

Funciones:

Membranas: Se encuentran acopladas a las membranas celulares en todas las células

Transporte de electrones (mitocondrias) Transmisión de impulsos nerviosos

Plasma sanguíneo Principales transportadoras de lípidos entre los distintos

tejidos del organismo

Los residuos cargados y polares que

se encuentran en una lipoproteína le

permiten disolverse en la sangre.

Quilomicrones Transportan los TAG y los ésteres de colesterol del

alimento desde el intestino a los tejidos muscular y adiposo

Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) Transportan lípidos a los tejidos

Lipoproteínas de baja densidad (LDL) Transportan colesterol a los tejidos

Lipoproteínas de alta densidad (HDL) Eliminan el colesterol excesivo de las membranas

celulares Lo transportan al hígado para excretarse

Lipoproteínas del plasma sanguíneo:

Lipoproteínas del plasma sanguíneo:

(%) Quilomicrones VLDL LDL HDLProteína 1-2 10 25 45-

55

TAG 80-95 55-65 10 3

Fosfolípidos 3-6 15-20 22 30

Colesterol libre 1-3 10 8 3

Colesterol 2-4 5 37 15

esterificado

Ateroesclerosis Enfermedad crónica en la que en las arterias se

acumula masas blandas (ateromas ó placas)

Acumulación de lípidos (colesterol)

Calcificación y formación de la

placa ateroesclerótica Impide el flujo sanguíneo Irrupción de funciones de órganos

vitales (cerebro, corazón y pulmones)

Lípidos derivados y precursores- Eicosanoides

- Terpenos

- Esteroides

1. Eicosanoides

Se derivan del ácido araquidónico (20:4) Son similares a las hormonas

Tipos: prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos

Funciones: median una amplia variedad de procesos Contracción de los músculos lisos Inflamación Percepción del dolor Regulación del flujo sanguíneo

Síntesis de eicosanoides:

Tromboxanos

Prostaglandinas

a) Prostaglandinas

Funciones: Promueven la inflamación Intervienen en la reproducción:

En ovulación, contracciones musculares durante la concepción y en el trabajo de parto

Intervienen en la digestión: Inhibición de la

secreción gástrica

Percepción del dolor

b) Tromboxanos

Funciones: Participan en la agregación de plaquetas y en la

vasoconstricción después de lesiones hísticas.

c) Leucotrienos Funciones:

El nombre deriva de su descubrimiento en leucocitos

Atraen leucocitos al tejido dañado para combatir la infección.

Vasoconstricción y broncoespasmos, edema Inflamación

2. Terpenos y esteroides

Isoprenoides: Sustancias asociadas a los lípidos Conjunto de moléculas que contienen unidades

estructurales de cinco carbonos que se repiten llamadas unidades de isopreno:

Se sintetizan a partir de acetil-CoA

2-metil-1,3 butadieno

Tipos de isoprenoides: terpenos y esteroides

a) Terpenos: Los terpenos de bajo peso molecular se encuentran sobre

todo como componentes de los aceites esenciales, lo que se obtienen de flores, hojas y frutos.

Los de peso molecular medio o alto, constituyen el esqueleto de los carotenoides, esteroides y el caucho.

Tipos de terpenos:

Se clasifican según el número de residuos de isopreno que contienen:

Monoterpenos: formados por dos unidades de isopreno (C10).

Geraniol, Mentol Alcanfor

Sesquiterpenos: formados por tres unidades de isopreno (C15).

Guayacol y el farnesol.

Diterpenos: formados por cuatro unidades de isopreno (C20). El fitol.

Triterpenos: formados por seis unidades de isopreno (C30).

El escualeno y los esteroides.

Tetraterpenos: formados por ocho unidades de isopreno (C40). Carotenoides Licopeno.

Politerpenos: formados por más de ocho unidades de isopreno (>C40). El caucho

Terpenos mixtos Formadas por componentes no terpénicos unidos

a grupos isoprenoides Tocoferol (Vitamina E)

Vitamina K

Ubiquinona (Coenzima Q)

b) Esteroides

Son derivados de los triterpenos con cuatro anillos fusionados.

Colesterol Componente esencial de las membranas celulares Precursor de la biosíntesis de todas las hormonas

esteroideas, vitamina D y sales biliares.

Está formado por el grupo perhidrociclopentanofenantreno, una cadena hidrocarbonada y un alcohol

Funciones: síntesis de hormonas, provitaminas y ácidos biliares

Hormonas esteroides: Rompimiento de la cadena lateral del colesterol para

formar la pregnelona. Precursor de hormonas sexuales y corticosteroides.

Provitaminas En el hígado y riñón ocurre la deshidrogenación del

colesterol Formando el 7-dehidrocolesterol o provitamina D Se activa en la piel por la radiación para formar la

vitamina D (colecalciferol)

Ácidos biliares El colesterol se transforma en ácido cólico en el

hígado Se excreta en las bilis

Lípidos:Propiedades químicas

1. Hidrogenación

Saturación, mediante hidrógeno, de todos o parte de los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados.

Mantequilla, margarinas

Procedimiento:

El reactor se carga con el aceite Se añade de 0.03 a 0.10% de catalizador Se calienta a una temperatura que va desde 140 hasta

225°C Se inyecta hidrógeno gaseoso Se agita continuamente para

homogeneizar el catalizador en

el líquido y ayudar a disolver

mayor cantidad del gas.

Los ácidos grasos insaturados están sujetos a tres transformaciones químicas:

a) la saturación de una proporción determinada de las dobles ligaduras;

b) la isomerización cis-trans de otra parte de dichos ácidos, y

c) la isomerización posicional

de algunas insaturaciones

2. Hidrólisis

Puede efectuarse por medio de enzimas y álcalis

Hidrólisis enzimática:Lipólisis: proceso metabólico mediante el cual los lípidos del organismo son transformados para producir ácidos grasos y glicerol, para cubrir las necesidades energéticas.

Catalizada por lipasas Hidrolizan el enlace éster de los triacilglicéridos y se liberan

ácidos grasos.

En los granos ocurre como proceso de la germinación En alimentos y grasas se favorece por las altas

temperaturas en presencia de agua (freído)

Hidrólisis en medio alcalino o saponificación: Se desplaza, el hidrógeno del grupo carboxilo por

un metal más activo.

Las sales metálicas de los ácidos grasos así producidas son los jabones.

Proceso de oxidación de los ácidos grasos insaturados, llevada a cabo por el oxígeno del aire a temperatura ambiente, se forman compuestos como aldehídos que tienen sabor y olor característicos.

Oxidación: Susceptibilidad del grupo que se encuentra entre dos dobles

enlaces de los ácidos grasos insaturados para ceder un electrón y formar un radical libre

Efectos de envejecimiento y enranciamiento de los alimentos

3. Enranciamiento

CH3 (CH2)n – CH = CH – (CH2)n CH3

CH3 (CH2)n – C – C – (CH2)n CH3H H

O O–

O2Luz

Peróxido

Aldehídos

Oxidación de lípidos:

En el organismo la oxidación de ácidos grasos por radicales libres provoca degradación de membranas celulares

Fuente: McKee T., Mckee J. (2009). Bioquímica la base

molecular de la vida. 4ª Edición. Ed. McGraw Hill. España.

Hicks G. J. J. Bioquímica. (2004). Ed. Manual Moderno. México.

Laguna J., Piña E. Bioquímica de Laguna. (2009). Ed. Manual Moderno. 6ª Edición. México.