Lipidos

Los lípidos son una familia de biomoléculas que comparten la propiedad de ser solubles en solventes orgánicos, pero no en agua. La palabra “lípido” proviene del vocablo griego lipos, que significa “grasa” o “manteca”. Por lo general, el contenido lípido de una célula puede extraerse con el uso de un solvente no polar como éter o cloroformo. Los lípidos son una característica importante de las membranas celulares, las vitaminas liposolubles y las hormonas esteroides.

Tipos de lípidos

Dentro de la familia de los lípidos hay estructuras específicas que distinguen los diferentes tipos de lípidos. Los lípidos como ceras, grasas, aceites y glicerofosfolípidos son ésteres que pueden hidrolizarse para producir ácidos grasos junto con otros productos, incluido un alcohol. Los triacilgliceroles y glicerofosfolípidos contienen el alcohol glicerol, en tanto que los esfingolípidos contienen un alcohol llamado esfingosina.Los esteroides, que tienen una estructura completamente diferente, no contienen ácidos grasos y no pueden hidrolizarse. Los esteroides se caracterizan por el núcleo esteroide de cuatro anillos de carbono fusionados.

Ácidos grasos

Los ácidos grasos son el tipo más simple de lípidos, y se encuentran como componentes de lípidos más complejos. Un ácido graso contiene una cadena larga de hidrocarburo con un grupo ácido carboxílico. Aunque la parte del ácido carboxílico es hidrofílica, la cadena larga de carbono hidrofóbica hace que los ácidos grasos sean insolubles en agua. La mayoría de los ácidos grasos que existen en la naturaleza tiene un número par de átomos de carbono, por lo general entre 12 y 20. Los ácidos grasos más prevalentes en plantas y animales son ácidos palmítico (C16), oleico (C18), linoleico (C18) y esteárico (C18). Un ejemplo de un ácido graso es el ácido láurico, un ácido de 12 carbonos que se encuentra en el aceite de coco. Varias fórmulas estructurales condensadas, así como la fórmula de esqueleto, pueden dibujarse para un ácido graso, como se muestra a continuación:

Un ácido graso saturado contiene sólo enlaces sencillos carbono-carbono, lo que hace que las propiedades de un ácido graso de cadena larga sean similares a las de un alcano. Un ácido graso insaturado contiene uno o más enlaces dobles carbono-carbono.

En un ácido graso monoinsaturado la cadena larga de carbono tiene un enlace doble, lo que hace que sus propiedades sean similares a las de un alqueno. Un ácido graso poliinsaturado tiene al menos dos enlaces dobles carbono-carbono

Grasas y aceites: triacilgliceroles

En el cuerpo, los ácidos grasos se almacenan como grasas y aceites conocidos como triacilgliceroles. Estas sustancias, también llamadas triglicéridos, son triésteres de glicerol (un alcohol trihidroxi) y ácidos grasos. A continuación se presenta la fórmula general de un triacilglicerol:

La mayor parte de las grasas y aceites que existen en la naturaleza es mezcla de triacilgliceroles que contienen glicerol enlazado mediante enlaces éster a dos o tres ácidos grasos diferentes, generalmente ácido palmítico, ácido oleico, ácido linoleico y ácido esteárico.

Por ejemplo, una mezcla de triacilglicerol puede elaborarse con ácido esteárico, ácido oleico y ácido palmítico. A continuación se presenta una posible estructura para la mezcla de triacilglicerol:

Los triacilgliceroles son la principal forma de almacenamiento de energía de los animales. Los animales que hibernan comen grandes cantidades de plantas, semillas y nueces que contienen niveles altos de grasas y aceites. Antes de hibernar, estos animales, como los osos polares, suben hasta 14 kilogramos de peso a la semana. A medida que desciende la temperatura exterior, el animal entra en hibernación. La temperatura corporal

desciende casi a la congelación, y la actividad celular, la respiración y el ritmo cardiaco se reducen en forma drástica. Los animales que viven en climas extremadamente fríos hibernan durante 4 a 7 meses. Durante este tiempo, la grasa almacenada es su única fuente de energía.

Fosfolipidos

Los fosfolípidos son una familia de lípidos similar en estructura a los triacilgliceroles; incluyen glicerofosfolípidos y esfingomielina. En un glicerofosfolípido, dos ácidos grasos forman enlaces éster con el primero y segundo grupos hidroxilo del glicerol. El tercer grupo hidroxilo forma un éster con un ácido fosfórico, que forma otro enlace fosfoéster con un aminoalcohol. En una esfingomielina, la esfingosina reemplaza el glicerol. Puede comparar las estructuras generales de un triacilglicerol, un glicerofosfolípido y un esfingolípido del modo siguiente:

Esteroides

Los esteroides son compuestos que contienen el núcleo esteroide, que consiste en tres anillos de ciclohexano y un anillo de ciclopentano fusionados. Si bien son moléculas grandes, los esteroides no se hidrolizan para producir ácidos grasos y alcoholes. Los cuatro anillos en el núcleo esteroide se designan A, B, C y D. Los átomos de carbono se numeran a partir de los carbonos en el anillo A y terminan con los dos grupos metilo.

Colesterol

Si se unen otros átomos y grupos de átomos al núcleo esteroide, se forma una gran variedad de compuestos esteroides. El colesterol, que es uno de los esteroides más importantes y abundantes del cuerpo, es un esterol porque contiene un átomo de oxígeno como grupo hidroxilo (—OH) en el carbono 3. Al igual que muchos esteroides, el colesterol tiene un enlace doble entre el carbono 5 y el carbono 6, los grupos metilo en los carbonos 10 y 13, y una cadena de carbono en el carbono 17. En otros esteroides, el átomo de oxígeno generalmente en el carbono 3 forma un grupo carbonilo (C“O).

El colesterol es un componente de las membranas celulares, vainas de mielina y tejidos cerebral y nervioso. También se encuentra en el hígado y las sales biliares; grandes cantidades del mismo se encuentran en la piel, y parte de él se convierte en vitamina D cuando la piel se expone a la luz solar directa. En las glándulas suprarrenales, el colesterol se utiliza para sintetizar hormonas esteroides. El hígado sintetiza suficiente colesterol para que el cuerpo forme grasas, carbohidratos y proteínas. Se obtiene colesterol adicional de la carne, la leche y los huevos de la dieta. En verduras y productos vegetales no hay colesterol.

Lipoproteinas: lipidos de transporte

En el cuerpo, los lípidos deben moverse a través del torrente sanguíneo hacia los tejidos donde se almacenan o se utilizan como energía o para fabricar hormonas. Sin embargo, la mayor parte de los lípidos son no polares e insolubles en el ambiente acuoso de la sangre.

Se vuelven más solubles cuando se combinan con glicerofosfolípidos y proteínas para formar complejos solubles en agua llamados lipoproteínas. En general, las lipoproteínas son partículas esféricas con una superficie exterior de proteínas polares y glicerofosfolípidos que rodean cientos de moléculas no polares de triacilgliceroles y ésteres colesterilo (véase la figura 17.9). Los ésteres colesterilo son la forma prevalente de colesterol en la sangre.

Se forman mediante la esterificación del grupo hidroxilo del colesterol con un ácido graso.

Membranas celulares

La membrana de una célula separa el contenido de la célula de los líquidos externos. Es semipermeable, de modo que los nutrientes pueden entrar a la célula y los productos de desecho pueden salir. Los principales componentes de una membrana celular son glicerofosfolípidos y esfingolípidos.

En una membrana celular (plasma), dos capas de glicerofosfolípidos están con sus cabezas hidrofílicas en las superficies exterior e interior de la membrana, y sus colas hidrofóbicas en el centro. Este arreglo de doble capa de glicerofosfolípidos se llama bicapa lipídica. La capa exterior de glicerofosfolípidos está en contacto con los líquidos externos, y la capa interior está en contacto con los contenidos internos de la célula.