LÍPIDOS O GRASAS

• Son moléculas que tienen grupos hidrocarbonados de cadena larga, son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos como éter, cloroformo, benceno, metanol.

• Se caracterizan por ser anfipáticos, biológicamente tienden a formar micelas y bicapas de membrana.

• Se clasifican según su estructura en:

g. Lipidos simplesh. Lípidos complejosi. Lípidos derivados

(a) Ácido graso. (b). Células adiposas humanas

LIPIDOS SIMPLES

• Son las grasas saturadas (estado sólido), aceites insaturados (estado líquido) y ceras.

• Poseen en su estructura carbono, hidrógeno y oxígeno.

• Se caracterizan por poseer en su estructura una molécula del alcohol, glicerol, a la cual se unen mediante enlaces éster una, dos o tres moléculas de ácidos grasos a sus grupos hidroxilo (monoacilglicérido, diacilglicérido, triacilglicérido)

Los Triacilglicéridos se subdividen en:

•Simples: cuando tiene el mismo ácido graso enlazado en cada uno de los tres átomos de carbono del glicerol, ejemplo: Triestearina y trioleina.

• Mixtos: compuestos que tienen dos o tres ácidos grasos diferentes enlazados al glicerol.

a. Saturados: poseen enlaces simples de carbono a carbono, no son reactivos, son sólidos a temperatura ambiente a partir de 12 carbonos. Ejemplo: ácido mirístico, esteárico, araquídico, palmítico.

b. Insaturados: tienen uno o más enlaces dobles de carbono a carbono, son líquidos a temperatura ambiente. Ejemplo: oleico, linoleico, araquidónico, linolénico, los tres últimos son ácidos grasos

esenciales.

• Los ácidos grasos sintetizados por las células se caracterizan por un número par de átomos de carbono, su longitud varía de 14 a 24 carbonos.

• Pueden ser saturados e insaturados, los ácidos grasos saturados de la hipodermis de mamíferos, son sólidos a temperatura ambiente, por ejemplo la triestearina.

• Las grasas con ácidos grasos insaturados, como los aceites vegetales (ejemplo, ácido linoleico) son líquidos a temperatura ambiente.

• Ácido palmítico y esteárico son los ácidos grasos saturados más comunes en los triacilglicéridos de plantas y animales.

• Los dobles enlaces en ácidos grasos insaturados los hacen menos compactos que los ácidos grasos saturados.

Ácidos grasos saturados e insaturados

Nombre Origen Usos

Cera de abejas Panal Velas, pulimentosCarnauba Palma carnauba Cera para piso, pulimentosLanolina Lana Cosméticos, pomadas para

la pielEspermaceti Cachalote Cosméticos, velas

Ceras

• Los ácidos grasos que las conforman se unen a cadenas largas de alcoholes en lugar de unirse al glicerol.

• En las plumas, los pelos y la piel cumplen una función impermeabilizante y lubricante, en hojas, tallos y frutos forman una cubierta impermeable para evitar la pérdida de agua en exceso.

• Son sólidas e insolubles en agua, ausencia de reactividad que las favorece en su función de recubrimiento.

• Palmitato de cetilo componente principal de la cera espermaceti:

CH3-(CH2)14-COO-CH2-(CH2)14-CH3

• Cera de abejas formada principalmente por palmitato de miricilo:

CH3-(CH2)14-COO-CH2-(CH2)28-CH3

• Cera de carnauba se obtiene de ramas de palmeras tropicales, su componente principal es el ceroato de miricilo:

CH3-(CH2)24-COO-CH2-(CH2)28-CH3

LIPIDOS COMPLEJOS

• Los fosfolípidos hacen parte de las membranas celulares.

• Son similares a los triglicéridos, en los fosfolípidos un ácido graso es reemplazado por un grupo fosfato cargado negativamente que se une a una molécula polar pequeña como la colina, serina, inositol, o etanolamina.

Fosfolípido

• Son anfipáticos, la cabeza (de glicerol y base orgánica) polar o cargada (hidrosoluble) unida a una "cola" no polar (hidrofóbica) de ácidos grasos.• Caracter que le permite hacer parte estructural de las membranas celulares y cumplir una función selectiva en el transporte.

Los fosfolipidos pueden ser:

a. Fosfoglicéridos Se originan del ácido fosfatídico, formados por glicerol, dos ácidos grasos, un grupo fosfato y un compuesto nitrogenado (colina, etanolamina, serina, inositol).

El grupo fosfato forma en la molécula una cabeza polar hidrofílica y los dos ácidos grasos forman dos colas apolares

hidrofóbicas, que les da propiedades emulsificantes y participan en la

formación de membranas celulares.

Emulsificante: sustancias que ayudan a suspender las grasas en el agua. Ejemplos: Fosfatidil colina (lecitina), fosfatidil etanolamina, fosfatidil serina, fosfatidil inositol.

Fosfatidilcolina

• La yema de huevo y la soya son fuente alimenticia de Fosfatidil colina.• La fosfatidil colina tiene uso comercial en la emulsificación de grasas de los helados, dulces de chocolate y mayonesa.• La fosfatidil colina es una fuente de fosfato inorgánico en la formación de tejidos.

Fosfatidiletanolanima (cefalinas)

• Presente en las plaquetas. • Son importantes en la coagulación. • Son fuente de fosfato inorgánico para la formación de nuevos tejidos.

b. Esfingolipidos (Fosfolípidos con esfingosina) El alcohol es la esfingosina. El esfingolípido más común es la esfingomielina, presente en el cerebro, tejido nervioso, forma parte de la vaina de mielina (recubrimiento protector de los nervios). La vaina de mielina es estable debido a la fijación mutua de las largas cadenas de los ácidos grasos de las esfingomielinas.

(a). Fosfoglicéridos derivados del glicerol 3- fosfato. Ácidos grasos varían en longitud, saturaciones e insaturaciones. (b) Esfingolípidos SM (esfingomielinas), GLcCer (Glucosilcerebrósidos).

- Los esfingolipidos abundan en el tejido nervioso, representan del 2- 10% del total de lípidos de las membranas.

- Participan en el reconocimiento de superficies celulares, especificidad de asociación celular en tejidos, transmisión del impulso nervioso.

En las cabezas polares de los fosfolípidos de membrana se unen las enzimas fosfolipasas para realizar la función catalítica (hidrolizar enlaces).

Fosofolipasas son enzimas importantes en la degradación de membranas celulares dañadas o envejecidas.

Mecanismo de acción de la fosfolipasa. En solución acuosa esta enzima posee en su sitio activo Ca2+ que permite a la enzima tener afinidad con las bicapas de fosfolípidos.

• Se forman cuando el grupo amino de la esfingosina se une a un ácido graso (R) y establece un enlace amida.

• La función de las ceramidas es reforzar la cohesión de las células de la capa córnea de la epidermis, limitando la pérdida de péptidos hidrosolules y minimizan las alteraciones producidas por los rayos UV en la piel y el pelo.

CERAMIDA

CERAMIDAS

c. Los Glucolípidos

• Hacen parte de las membranas celulares, cumplen funciones de reconocimiento celular.

• Se forman cuando el tercer carbono del glicerol es reemplazado por una corta cadena de carbohidratos.

• El carbohidrato generalmente es la galactosa, también puede ser glucosa y el alcohol puede ser el glicerol o esfingosina.

Ejemplo: Cerebrósidos, cuando el carbohidrato es un azúcar simple.

Galactocerebrósidos

Los cerebrósidos son glucolípidos que poseen esfingosina, están presentes en células cerebrales y nerviosas, especialmente en la vaina de mielina.

Enfermedad de Gaucher los glucolípidos contienen glucosa en lugar de galactosa acumulándose en el bazo y riñones.

Enfermedad Tay-Sachs se carece de la enzima para descomponer los glucolípidos, se acumulan en los tejidos del cerebro, ojos (ceguera, debilidad muscular, ataques).

a. Esteroides

- Son compuestos orgánicos que poseen una estructura molecular de cuatro anillos de carbono.

LIPIDOS DERIVADOS

- Los esteroides con un grupo -OH son los esteroles (colesterol), en celulas animales constituye el 50% de los lípidos de membrana.

- La estructura cíclica del colesterol carece de la flexibilidad de las cadenas alifáticas, por lo que su función es la de mantener la estabilidad de la membrana a pesar de leves aumentos de temperatura.

-Tres de los anillos contienen seis átomos, mientras que el cuarto sólo tiene cinco.

- El colesterol se encuentra en: las membranas celulares (excepto bacterias), da rigidez y evita su congelamiento a bajas temperaturas, tambien se encuentra en la sangre, bilis, hace parte de la vaina de mielina que envuelve las fibras nerviosas.

- El colesterol se sintetiza en el hígado a partir de ácidos grasos saturados; en la dieta se obtiene de la carne, queso, yemas de huevo.

- Es la materia prima para la síntesis de esteroides como los ácidos biliares, hormonas sexuales y vitamina D.

- Se transporta en la sangre en forma de lipoproteína de baja densidad (LBD).

- LBD es importante en la regulación de la síntesis del colesterol en otras células diferentes al hígado

b. Hormonas esteroideas

• Se forman a partir del colesterol en ovarios, testículos.• Los andrógenos (hormonas sexuales masculinas) segregados por los testículos Ejemplo: testosterona.

Responsable de las características masculinas, regula el desarrollo de los órganos sexuales masculinos.

Hormonas femeninas: estrógenos y progesterona. Progesterona: hormona segregada por el cuerpo lúteo (glándula endocrina dentro de los ovarios que se desarrolla después de la ovulación).

• La placenta (estructura que une al embrión con la pared uterina) en el embarazo segrega cantidades significativas de progesterona. Prepara al útero para la fijación del óvulo y es esencial para mantener el embarazo.

• Estradiol y estrona son estrógenos segregados por los ovarios.

c. Hormona de la corteza suprarrenal: Glucocorticoides (cortisol)

Favorecen las respuestas del cuerpo al estrés, permiten el uso de ácidos grasos y proteínas para obtener energía por las células del cuerpo excepto las musculares y nerviosas que obtienen la energía de las fuentes de glucosa (glucógeno).

d. EICOSANOIDES

• Lípidos que ejercen una acción local de tipo hormonal.• Propiedades biológicas: influyen en funciones de reproducción, regulan la coagulación y presión sanguínea, participan en la generación de inflamación, fiebre, dolor.• Se derivan del ácido araquidónico. Ejemplos: prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos.

TromboxanoInduce la agregación de plaquetas y contracción de los músculos.

Prostaglandinas

• Son ácidos grasos poliinsaturados de 20 átomos de carbono, poseen un anillo de ciclopentano. • Su nombre proviene de la fuente donde se obtuvieron (glándula prostática), se sintetizan y liberan en diferentes partes del cuerpo como la vesícula seminal, los pulmones, el hígado y el aparato digestivo.

• Las prostaglandinas son compuestos biológicamente activos: elevan la temperatura corporal, estimulan la contracción uterina, inhiben la secreción de jugos gástricos, afectan balance electrolítico, aumentan el dolor, incrementan la respuesta a la inflamación e incrementan flujo sanguíneo (medicamentos para la circulación y riñones).

Leucotrienos

• Se encuentran en los leucocitos (glóbulos blancos).• Provocan constricción de los músculos lisos a nivel de los pulmones, con ataques de asma, las reacciones alérgicas (reacción al polen) facilitan la síntesis de leucotrieno C.• Poseen propiedades inflamatorias, pueden intervenir en la artritis reumatoidea.

Leucotrieno C

e. Lípidos transportadores de electrones

• Participan en reacciones de oxido-reducción.

• Ejemplos:

• Ubiquinona (Coenzima Q): participa en la cadena transportadora de electrones en las mitocondrias de los animales.

b. Plastoquinona: se encuentra en los cloroplastos, sirve como transportador de electrones para la formación de ATP.

c. Menaquinona: principal transportador de electrones en las bacterias.

Plastoquinona

f. CAROTENOIDES

• Incluyen los carotenos y xantofilas.• La ruptura oxidativa de los carotenos produce dos unidades de vitamina A o retinol.• Individuos con células fotorreceptoras produce retinal, su deficiencia ocasiona la ceguera nocturna y daño en las membranas de las mucosas: piel descamada y epitelios sujetos a infección. • Son insolubles en agua, consistencia aceitosa, se encuentran como pigmentos vegetales de color rojo y amarillo. • Las xantofilas participan en la fotosíntesis de plantas de desiertos, protegen a la planta de las radiaciones de alta energía.

g. Vitaminas liposolubles

• Las vitaminas son compuestos orgánicos que se necesitan en cantidades muy pequeñas para mantener las funciones normales.

• La vitamina E (alfa tocoferol) inhibe la oxidación de los ácidos grasos insaturados y de la vitamina A que forman las membranas celulares, vitamina de la fertilidad, su carencia produce anemia e impide el crecimiento normal.

• La vitamina D o calciferol, permite la absorción de calcio y fósforo en el aparato digestivo, esencial para el crecimiento normal y mantenimiento de los huesos. Su carencia produce raquitismo en los niños y osteomalacia en los adultos.

• La vitamina K o menadiona, la producen las bacterias intestinales, se encuentra en el hígado, es esencial para la coagulación de la sangre.

FUNCIONES DE LOS LIPIDOS

• Las grasas y aceites almacenan energía, la mayor parte de la grasa de los animales se oxida para generar ATP necesario para los procesos metabólicos.

• Las grasas y aceites contienen mayor proporción de enlaces carbono- hidrógeno ricos en energía, suministran 9.3 Kcalorias/gr.

• Son componentes estructurales de las membranas biológicas. • Constituyen sistemas aislantes contra choques térmicos, eléctricos y

químicos a nivel de la hipodermis o en cubiertas de órganos internos. • Cumplen funciones hormonales, participan en el control de procesos

metabólicos. • Son precursores de otros compuestos complejos como lipoproteínas,

glicoproteínas, vitaminas liposolubles etc. • Intervienen en el normal desarrollo del sistema nervioso central.• Intervienen en las reacciones inflamatorias.

• Es una cubierta membranosa rica en lípidos, rodea los axones de las células nerviosas.

• Permite la transmisión del impulso nervioso de un nodo a otro.

• En la esclerosis múltiple la cubierta de mielina se destruye por la formación de placas que afectan el encéfalo y la medula espinal.

Vaina de mielina. WWW.unizar.es

Mielina y Esclerosis múltiple

• Los síntomas de esta enfermedad son debilidad, falta de coordinación, problemas del habla y visión.

LIPIDOS EN EL SISTEMA NERVIOSO

b. Movimiento lateral

Las moléculas de lípidos y proteínas

se desplazan lateralmente por la

bicapa generando el modelo de

estructura de membrana “Modelo

del Mosaico fluido”.

b. Movimiento flip-flop

Es el salto de un fosfolípido de una

cara de la membrana plasmática a

la cara opuesta, actúan las flipasas.Movimiento de los fosfolípidos yfluidez de membrana.

Movimiento de los fosfolípidos

Lípidos de las membranas celulares

• Los lípidos comunes en las membranas plasmáticas de células animales son: colesterol, esteres de colesterol, fosfatidil colinas, fosfatidil etanolaminas, esfingomielinas y glucolípidos.

• Las membranas celulares no son rígidas, las proteínas y lípidos están en constante movimiento, algunos fosfolípidos se mueven lateralmente en la membrana.

• La fluidez de la membrana depende de las propiedades de las cadenas laterales de los fosfolípidos.

• Las membranas con alta concentración de cadenas laterales insaturadas son menos viscosas y más fluidas que las membranas con una concentración alta de cadenas laterales saturadas.

Biomoléculas de las membranas celulares

Organización de los lípidos en las membranas celulares, micelas.

La fluidez de las membranas celulares

- Proporciona una estructura no rígida, permite las interacciones lípido-lípido, lípido- proteína, proteína-proteína.

- Permite movimientos de proteínas integrales para la recepción de la información.

- Permite que ocurra: movimiento, crecimiento, división celular, formación de uniones intercelulares, secreción, endocitosis.

La fluidez de la membrana depende de la proporción y tipo de lípidos que la conforman. La membrana celular es más fluida si:

d. Presenta alta proporción lípido/proteína

b. Gran cantidad de ácidos grasos insaturados, mayor grado de insaturación.

c. Si la longitud de los ácidos grasos es corta.

INFLUENCIA DE LA COMPOSICIÓN LIPÍDICA EN LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LAS MEMBRANAS

Formas de gel y fluido de la bicapa fosfolipídica

- Los fosfolípidos se comportan como fluidos al difundirse lateralmente en la bicapa de la membrana.

- Los fosfolípidos con ácidos grasos de cadena corta presentan menos superficie de interacción, forman bicapas más fluidas.

- A temperaturas fisiológicas normales la proporción hidrofóbica de la membrana tiene consistencia líquida.

La composición lipídica de la membrana influye en:

d. Espesor de la membranaLa esfingomielina se asocia formando bicapas gruesas al igual que el colesterol.

b. Curvatura localDepende de los tamaños de las cabezas polares y las colas no polares de sus fosfolípidos.

Forma cónica, establecen bicapas curvas, su estructura interviene en la formación de fositas y evaginaciones de la membrana o de estructura como las microvellosidades.

Forma cilíndrica, originan bicapas planas.

Fosfolípidos

Efecto de la composición lipídica en el grosor y curvatura de las bicapas de lípidos en membranas. (PC) fosfolípido con fosfatidil colina, (PE) fosfatidiletanolamina.

METABOLISMO DE LOS TRIACILGLICEROLES

- La β oxidación de los ácidos grasos(ruta metabólica de la degradación de ácidos grasos

en acetil CoA) ocurre en el hígado, corazón y músculo

esquelético para obtener energía.

- Las principales fuentes de ácidos grasos para el

metabolismo energético son:

h. Triacilgliceroles de la dietab. Triacilgliceroles sintetizados en el higadoc. Triacilgliceroles almacenados en los adipocitos

Generalidades de la digestión, almacenamiento y movilización de grasa en el cuerpo humano

Acción de las sales biliares para emulsionar las grasas en el intestino

DIGESTIÓN DE LAS GRASAS

Triacilgliceroles de la dieta

La sales biliares colato y glicolato los dispersan en micelas para solubilizarlos

Ingresan al sistema digestivo

ácidos grasos libres, glicerol, monoacilgliceroles, diacilgliceroles

Lipasa pancreática

Absorción por la mucosa intestinal, se resintetizan como triacilgliceroles.

Combinación de los triacilgliceroles con el colesterolde la dieta y las lipoproteinas (quilomicrones)

Transporte de los triacilglicéridos de los quilomicrones y las lipoproteínasde la sangre al tejido adiposo.

Lipoproteína lipasa hidroliza los ácidos grasos

Transporte de lípidos en la sangre

Los lípidos ingeridos a través de la dieta y los que se sintetizan en las células son apolares. Los complejos lipoproteicos realizan su transporte a través de la sangre.

Clases de lipoproteínash. Quilomicrones

- Constituídos por triacilgliceroles

- Se ensamblan en el intestino con los lípidos de la dieta, se absorben por el torrente sanguíneo para transportarse a los tejidos periféricos.

En ellos actúa la lipoproteína lipasa.

Quilomicrón. El núcleo contienetriacilgliceroles y esteres de colesterol

b. Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)

- Se forman en el hígado.- Llevan los triacilgliceroles hacia el tejido adiposo y otros tejidos para almacenarse o utilizarse como fuente de energía.

c. Lipoproteínas de baja densidad (LDL)- Son las principales transportadoras de colesterol- Movilizan esteres de colesterol del hígado a los tejidos periféricos.

d. Lipoproteínas de alta densidad (HDL)- Transportan colesterol y sus ésteres.

- Movilizan al colesterol en dirección contraria a las LDL, desde el tejido periférico hacia el hígado donde se sintetizan.

- Atrapan el exceso de colesterol del torrente sanguíneo y lo llevan al hígado

Incorporación del colesterol en las células (endocitosis)

• En este proceso, en un aceite vegetal liquido (maiz) los dobles enlaces se redistribuyen.

• El aceite se transforma en un sólido firme cremoso.

• Los ácidos grasos trans pueden incrementar los niveles sanguíneos de colesterol en la sangre.

• Aceites vegetales de alta pureza son claros, incoloros y casi inodoros.

• El color amarillento, olor fuerte y rancio de grasas y aceites se debe a la auto oxidación.

Estructura cis y trans de los ácidos grasos

HIDROGENACION DE ACEITES