Lípidos.

Los lípidos son compuestos químicos que ayudan al buen funcionamiento de los seres vivos, son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos como el benceno. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, aunque las grasas son sólo un tipo de lípidos, el más conocido.

Estructura

los lípidos forman cadenas con otros compuestos convirtiéndose en compuestos insaturados, alifáticos lineales o estructuras de anillo. Algunos son aromáticos, mientras que otros no lo son. Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una total flexibilidad molecular, algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno. La mayoría de los lípidos tienen algún tipo de carácter polar, además de poseer una gran parte no polar. Generalmente el "bulto" que poseen en su estructura es no polar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o "rechaza al agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes polares como el agua. Otra parte de su estructura es polar o hidrofílica ("que ama el agua" o "goza en la presencia del agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua. Esto los hace moléculas anfipáticas (que tienen porciones hidrofóbicas e hidrofílicas). En el caso del colesterol, el grupo polar es sólo un –OH (hidroxilo o alcohol). En el caso de los fosfolípidos, los grupos polares son considerablemente más largos y más polares.

Los fosfolípidos, o más precisamente, glicerofosfolípidos, consisten en un glicerol en el cual hay ligados otras dos "colas" de derivados de ácidos grasos por enlaces éster y un grupo "cabeza" conectado por un enlace éster fosfato. Los ácidos grasos son cadenas de hidrocarburos sin ramificaciones, conectadas por enlaces sencillos (ácidos grasos saturados) o por enlaces sencillos y dobles (ácidos grasos insaturados). Las cadenas usualmente son de 10 a 24 grupos de carbono de largo. Los grupos cabeza de los fosfolípidos que se encuentran en las membranas biológicas son la fosfatidicolina (lecitina), fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y el fosfatidilinositol, cuyo grupo cabeza puede ser modificado por la adición de uno o más grupos fosfato. Mientras que los fosfolípidos son el principal componente de las membranas biológicas, otros componentes lipídicos como los esfingolípidos y los esteroles (como el colesterol en las membranas de las células animales) también son encontrados en las membranas biológicas.

Las micelas y las bicapas se separan del ambiente polar mediante un proceso conocido como “efecto hidrofóbico”. Cuando se disuelve una sustancia no polar en un entorno polar, las moléculas polares (por ejemplo, agua en una solución acuosa) se acomodan de manera más ordenada alrededor de la sustancia no polar disuelta debido a que las moléculas polares no pueden formar puentes de hidrógeno con las moléculas no polares. Es por esto que, en un entorno acuoso, las moléculas polares del agua forman una caja ordenada de “clatrato” alrededor de la molécula no polar disuelta. De cualquier manera, cuando la molécula no polar se separa del líquido polar, la entropía (el estado de desorden) de la molécula polar en el líquido se incrementa. Esto es esencialmente una forma de fase de separación, similar a la separación espontánea que ocurre cuando se ponen juntos agua y aceite.

La auto-organización depende de la concentración del lípido presente en la solución. Debajo de la concentración crítica de la micela, los lípidos forman una sola capa en la superficie del líquido y son dispersados en la solución. En la primera concentración crítica de la micela (CMC-I), los lípidos se organizan en micelas esféricas; en la segunda concentración crítica de la micela (CMC-II), en tubos alongados; y en el punto laminar (LM o CMC-III), en laminillas apiladas de tubos. La CMC depende de la composición química, principalmente en el radio del área de la cabeza y de la longitud de la cola. La forma de bicapa lipídica son el fundamente de todas las membranas biológicas y de los liposomas

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Ácidos Grasos

Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).

Se conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos :

•  Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos decarbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y elesteárico (18C) .
• Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).

Existen ácidos grasos que no pueden ser sintetizados por los mamíferos (como el hombre) a pesar de ser imprescindibles para el funcionamiento del organismo, por lo que deben ingerirse en la dieta. A este tipo de ácidos grasos se les denomina ácidos grasos esenciales y pertenecen a este grupo el ácido linoleico, el linolénico y el araquidónico, precursores de otras moléculas importantes.

Propiedades de los ácidos grasos

• Solubilidad. Los ácidos grasos poseen una zona hidrófila, el grupo carboxilo (-COOH) y una zona lipófila, la cadena hidrocarbonada que presenta grupos metileno (-CH2-) y grupos metilo (-CH3) terminales.  Por eso las moléculas de los ácidos grasos sonanfipáticas, pues por una parte, la cadena alifática es apolar y por tanto, soluble en disolventes orgánicos (lipófila), y por otra, el grupo carboxilo es polar y soluble en agua (hidrófilo).

Desde el punto de vista químico, los ácidos grasos son capaces de formar enlaces éstercon los grupos alcohol de otras moléculas. Cuando estos enlaces se hidrolizan con unálcali, se rompen y se obtienen las sales de los ácidos grasos correspondientes, denominados jabones, mediante un proceso denominado saponificación

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS

Los lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (Lípidos saponificables) o no lo posean ( Lípidos insaponificables ).

•  Lípidos saponificables. Los lípidos saponificables químicamente son ésteres de ácidos grasos, cuya hidrólisis mediante una base origina una sal conocida como jabón, motivo por el cual reciben este nombre. Los lípidos saponificables se pueden clasificar a su vez en lípidos simples y complejos.
•  LÍPIDOS SIMPLES. Son lípidos saponificables en cuya composición química sólo intervienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Son ejemplos de lípidos simples los acilglicéridos y las ceras.

·Acilglicéridos. Son lípidos simples formados por la esterificación de una, dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples. Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se producen moléculas de jabón. Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:

• los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso
• los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos
• los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos. Los triacilglicéridos que a temperatura ambiente son líquidos se les conoce como aceites y se encuentran fundamentalmente en los vegetales. Los que son sólidos se les llama grasas y son propios de la mayoría de los animales. Constituyrn la principal reserva energética de las células vegetales y animales, proporcionando un rendimiento energético de 9.4 kcal/g.

·Ceras. Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo , la piel, las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora. Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar su panal.

•  LÍPIDOS COMPLEJOS. Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de carbono, hidrógeno y oxígeno, hay también nitrógeno, fósforo, azufre o un glúcido. Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que también se llaman lípidos de membrana. Son también moléculas anfipáticas.

 Fosfolípidos. Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática. Algunos ejemplos de fosfolípidos:

•  Glucolípidos. Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de lasneuronas. Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares. Ejemplos de glucolípidos son la fosfatidietanolamina y la fosfatidilcolina.
• Esfingolípidos. También abundan en las membranas de células vegetales y animales, especialmente en el tejido nervioso. Su estructura presenta tres componentes: un aminoalcohol insaturado (Esfingosina) al cual se une un ácido graso saturado, con lo que se constituye una estructura llamada ceramida. El tercer componente es una molécula polar que se une al ácido graso y es la que permite diferenciar entre los distintos tipos de esfingolípidos:

·Esfingomielinas. Se forman al unirse el ácido fosfórico  con la colina o la etanolamina (fosforilcolina o fosforiletanolamina) a la ceramida. Abundan en las membranas de las células de animales superiores (por ejemplo en las vainas de mielina)

·Cerebrosidos. En este tipo de esfingolípidos el tercer compuesto es un monosacárido, generalmente galactosa (membranas de neuronas) o glucosa (en otros tejidos animales)

·Gangliósidos. Formados por la unión de una ceramida o un oligosacárido complejo. Abundan en la materia gris del cerebro. Sus funciones parecen relacionarse con el reconocimiento entre las células del mismo tejido.

• Lípidos insaponificables. Se caracterizan porque no contienen ácidos grasos en su estructura. Se agrupan en tres familias distintas, según la molécula de la cual deriven (isopreno, esterano o prostanoato). Aparecen en las células en cantidades menores que los lípidos saponificables, pero entre ellos hay sustancias biológicamente muy activas, como algunas vitaminas y hormonas.
• Terpenos o Isoprenoides. La denominación de isoprenoides se debe a que todos son polímeros que se construyen por repetición de unidades de isopreno, con estructura lineal o cíclica. Son moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones muy variadas, entre los que se pueden citar:

· Esencias vegetales como el mentol, el geraniol, limoneno, alcanfor, eucaliptol,vainillina.

· Vitaminas, como la vit.A (función importante en la percepción de la luz), vit. E (interviene en el metabolismo de lípidos e impide su autooxidación), vit.K (participa en la coagulación de la sangre).

·Pigmentos vegetales, como la carotina y la xantofila. Presentan en su estructura muchos dobles enlaces conjugados, lo que hace que los electrones estén muy desubicados y sean fácilmente excitables, de ahí su función como pigmentos fotosintéticos.

•  Esteroides. Los esteroides son lípidos que se derivan del esterano, que es un compuesto tetracíclico. Difieren entre sí por el número y la posición de los dobles enlaces, así como por los grupos sustituyentes en distintas posiciones. Comprenden dos grandes grupos de sustancias:

·Esteroles. Todos poseen un grupo OH en posición A3 y una cadena alifática (de más de 8 átomos de Carbono) en D17. Estos esteroides derivan por ciclación del escualeno. De esta forma se inicia la ruta de biosíntesis del colesterol, abundante esteroide que forma parte de las membranas plasmáticas de las células animales a las que confiere fluidez y estabilidad, y de algunas lipoproteínas del plasma sanguíneo (LDL). En los animales el colesterol es un precursor de muchos otros esteroides como:

• Ácidos biliares. Por ejemplo el ácido cólico. Son compuestos que colaboran  en la emulsión de los lípidos intestinales, lo que facilita su digestión y absorción
• Vitamina D. De la que hay muchas formas distintas, pero todas necesarias para la absorción y el metabolismo del Calcio
• Hormonas. Como la aldosterona  y el cortisol (regula la síntesis del glucógeno) producidas por la corteza suprarrenal; las hormonas sexuales tanto masculinas como femeninas: testosterona y estradiol
• Prostaglandinas. Se trata de una familia de lípidos derivados del ácido prostanoico. Todas realizan una función reguladora u hormonal local, y aunque producen efectos diferentes, en general provocan  disminución de la presión sanguínea y contracción de la musculatura lisa, la producción de sustancias que regulan la coagulación de la sangre y cierre de las heridas; la aparición de la fiebre como defensa de las infecciones; la reducción de la secreción de jugos gástricos.

Funciones de los lípidos. Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones biológicas:

·         Función de reserva energética: Los lípidos son la principal fuente de energía de los animales ya que un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kilocalorías por gramo.

·         Función estructural: Los lípidos forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Además recubren y proporcionan consistencia a los órganos y protegen mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos como el tejido adiposo. En este grupo hay tres tipos generales:

·         Función catalizadora, hormonal o de mensajeros químicos: Los lípidos facilitan determinadas reacciones químicas y los esteroides cumplen funciones hormonales.

·         Función transportadora: Los lípidos se absorben en el intestino gracias a la emulsión de las sales biliares y el transporte de lípidos por la sangre y la linfa se realiza a través de las lipoproteínas.