LÍPIDOS Principios inmediatos o macromoléculas orgánicas, formadas por: C, H y O. Además pueden tener: S, P, N Es un grupo heterogéneo con algunos caracteres en común: - Son insolubles en agua. Lo son en disolventes orgánicos no polares, como acetonas, éter, cloroformo… - Son untuosos al tacto. - Funciones biológicas: - Función estructural: formando las membranas de las células. - Función de reserva: es materia de reserva más eficaz que los glúcidos, aunque no se utiliza de forma inmediata como lo hacen los glúcidos.. - Además hay lípidos que: - Tienen función protectora como las ceras (en vegetales), o los que cubren los axones de las neuronas. - Función hormonal y vitamínica. - Pueden ser marcadores celulares como los glucolípidos de membrana. A. CLASIFICACIÓN: según su estructura molecular, diferenciamos: LÍPIDOS INSAPONIFICABLES: LÍPIDOS SAPONIFICABLES: - No tienen ÁCIDOS GRASOS en su estructura molecular. No forman jabones. No forman enlaces de tipo ESTER. Pueden ser: ESTEROIDES TERPENOS 1. ÁCIDOS GRASOS: Con número par de carbonos. Se diferencian unos de otros: Con ÁCIDOS GRASOS, o derivados en su estructura molecular. Tienen enlaces de tipo ester. Forman jabones al con bases alcalinas como el HONa y el HOK. - por la longitud de la cadena de carbonos (4,6,8,…24…) - por los tipos de enlaces que tienen: SATURADOS: sólo enlaces simples. INSATURADOS: con enlaces simples, dobles y triples. MONOINSATURADOS: con un doble enlace. POLIINSATURADOS: más de un doble enlace. 2. LÍPIDOS SIMPLES: Son ésteres de ácidos grasos con determinados Alcoholes. Sólo tienen C, H, O. Se clasifican en: TRIGLICÉRIDOS (GRASAS): con glicerina y ácidos grasos. CERAS: con alcoholes de cadena larga y ácidos grasos de cadena larga. 3. LÍPIDOS COMPLEJOS o de membrana: Son ésteres de ácidos grasos y alcoholes. Tienen C, H, O y además N ó S ó P Clasificación: - GLICEROLÍPIDOS: El alcohol que lleva es la glicerina. Se clasifican en: Gliceroglucolípidos. Glicerofosfolípidos. - ESFINGOLÍPIDOS: El alcohol es la esfingosina. Se clasifican en: Esfingoglucolípidos. Esfingofosfolípidos. 4. EICOSANOIDES: Llamadas hormonas locales. B. LÍPIDOS SAPONIFICABLES : B.1 ÁCIDOS GRASOS - Importantes para formar membranas celulares. - Pueden estar libres en la sangre pero lo normal es que formen otros lípidos saponificables. - Combustible celular al oxidarse en la mitocondria y liberar energía. - Son ácidos orgánicos formados por una cadena larga lineal hidrocarbonada, derivada de una cadena alifática de un hidrocarburo, donde un grupo metilo terminal - CH3 , se ha oxidado a grupo carboxilo (ácido) -COOH. Ejemplo: Se diferencian unos de otros en: - La longitud de la cadena: corta de 4 a 8 carbonos. media de 8 a 12 “ larga de 12 a 24 “ - En el grado de saturación o tipo de enlace que se establece entre los carbonos: - SATURADOS: abundan en mamíferos. En animales de sangre caliente y son sólidos a temperatura ambiente. - INSATURADOS: abundan en los vegetales y en los animales de sangre fría. Tienen puntos de fusión más bajos que los saturados. Son líquidos a Tª ambiente. Dentro de los poli insaturados están los llamados Ácidos grasos esenciales por tomarlos en la dieta y no pueden ser sintetizados en el organismo. Entre ellos están el ácido LINOLEICO y el ARAQUIDÓNICO que son precursores de los EICOSANOIDES y de la vitamina F. PROPIEDADES DE LOS ÁCIDOS GRASOS: 1. QUÍMICAS: Realizan tres tipos importantes de reacciones químicas: ESTERIFICACIÓN, SAPONIFICACIÓN y OXIDACIÓN. ESTERIFICACIÓN: reacción del grupo ácido con un grupo alcohol. Se forma un enlace ester y se libera una molécula de agua. SAPONIFICACIÓN: reacción del derivado ester del ácido con una base o un grupo HIDROXILO. Se forma una sal del ácido graso llamada jabón. La saponificación también se puede realizar directamente con el ácido. OXIDACIÓN: los poli insaturados tienden a oxidarse, rompiendo sus cadenas para formar aldehídos volátiles de cadena corta responsables del olor y sabor rancio. En los sistemas biológicos como la célula, este proceso se impide con la vitamina E que actúa como antioxidante. 2. FÍSICAS: Los ácidos grasos son moléculas anfipáticas, es decir bipolares, su parte alifática es apolar e hidrófoba, la parte del grupo carbonilo o ácido es polar e hidrófila y en disolución acuosa se disocia como si se tratara de un ácido débil. Los saturados disponen en el espacio sus cadenas alifáticas en zig-zag. Las moléculas se pueden empaquetar ordenadamente estableciendo numerosas interacciones o enlaces débiles entre grupos carbonilos de diferentes cadenas por puentes de hidrógeno y entre los grupos metilos por fuerzas de Van der Waals. De tal forma que cuanto más larga sea la cadena y más números de carbonos tenga mayor será su punto de fusión ya que aumentan las interacciones débiles entre las cadenas. Por ello son sólidos a Tª ambiente. Los insaturados tienen dobles enlaces, y su presencia produce una isomería espacial de dos tipos, CIS y TRANS. En la naturaleza abundan los CIS. Los dobles enlaces provocan inclinaciones en la cadena, disminuyendo las interaccione débiles entre cadenas y por tanto también lo hace el punto de fusión que es más bajo. A mayor número de dobles enlaces, menor el punto de fusión. En medio acuoso son insolubles y pueden formar micelas y capas (mono capas, bicapas…) B.2 LÍPIDOS SIMPLES. TRIGLICÉRIDOS Son ESTERES de ácidos grasos con diversos alcoholes. Se llaman grasas neutras por no tener cargas eléctricas. Se forman por la ESTERIFICACIÓN de uno, dos o tres ácidos grasos con la glicerina (alcohol= propanotriol). Se forman mono, di, o , TRIGLICÉRIDOS. Los ácidos grasos que se añaden al alcohol pueden ser: - Insaturados: el acil glicérido que se forma es líquido a temperatura ambiente y se llama aceite. Los aceites vegetales se solidifican destruyendo los dobles enlaces y así se forma la margarina.( en animales de sangre fría y en vegetales). - Saturados: El acil glicérido formado será sólido y se llamará SEBO, presente en animales de sangre caliente. Si los tres ácidos grasos de un triglicérido son iguales se llaman simples y si son distintos serán triglicéridos mixtos. Un triglicérido puede saponificarse, reacción inversa a la esterificación. Función de los triglicéridos: De protección en animales y vegetales. Aislante térmico. Reserva energética en animales: gramo de grasa proporciona 9,4 Kcal/mol y la misma cantidad de glúcidos 4,1 Kcal/mol. Por tanto proporcionan más del doble de energía que la misma cantidad de glúcidos. Si almacenásemos como reserva en los tejidos azúcares y no lípidos, nuestro peso aumentaría dificultando el movimiento. Los vegetales al no moverse si los pueden utilizar de reserva como el almidón. ¿A qué es debido?: las grasa son apolares e insolubles por lo que se almacenan sin retener Agua. Los glúcidos absorben agua y se almacenan hidratados, reteniendo más del doble de su peso en agua. Las grasas son reserva energética a largo plazo, acumulándose en: - En vacuolas las células vegetales de frutas semillas de plantas oleaginosas (aceituna, pipas…) - En las células (adipocitos) del tejido adiposo subcutáneo que sirve de aislante térmico y de protección frente a golpes (tejido amarillo). - En las células del tejido adiposo pardo o marrón, protección frente al frío suministrando calor a los animales que hibernan. Clasificación de los triglicéridos: Según el punto de fusión que depende de: - la longitud de la cadena alifática. - el grado de saturación de los enlaces. Se clasifican en: ACEITES: con ácidos grasos insaturados y cadena corta. Con puntos de fusión bajos y líquidos a temperatura ambiente. MANTECAS: son semisólidos como la grasa de cerdo. El grado de fluidez depende del nº de ácidos grasos insaturados que a su vez depende del la alimentación del cerdo( el ibérico se alimenta con bellotas y tiene muchos insaturados) SEBOS: son grasas sólidas. Alto nº de ácidos grasos saturados y de cadena larga. A Tª ambientes son sólidos con puntos e fusión altos. CERAS Se forman por un proceso de esterificación entre: un ácido graso de cadena larga (14 y 16) y un alcohol mono hidroxilo de cadena larga. Ejemplo: la cera de abeja, sustancia sólida, con los dos extremos de la molécula de naturaleza hidrófoba y por ello insoluble en agua. Se forma con el ácido palmítico, unido al alcohol miricilo: Miricilo C30H61- OH + B.3. LÍPIDOS COMPLEJOS Son conocidos como lípidos de membrana, al ser las principales que forman la doble capa de la membrana celular. Químicamente son ácidos grasos unidos a sustancias no lipídicas como alcoholes, ácido orto fosfórico, derivados aminados y glúcidos. Son moléculas ANFIPÁTICAS con una zona polar hidrófila y otra apolar hidrófoba. ZONA APOLAR ALCOHOL (glicerina o esfingosina) + 1 ó 2 Ácidos grasos + otro compuesto polar (zona polar) Formará los Glicerolípidos. Formará los Esfingolípidos La glicerina se une con su –OH nº 1 y nº 2 a dos ácidos grasos y con el nº 3 a un compuesto polar. Formará: GLICEROGLUCOLÍPIDOS: si el compuesto polar es un monosacárido , unido con un enlace O-glucosídico a la glicerina. Están en la membrana de bacterias y en vegetales. FOSFOLÍPIDOS: si el compuesto polar lo forma una molécula de H3PO4 unido por un enlace ESTER a la glicerina y a otro compuesto polar(R): - Colina= forma las lecitinas de la yema del huevo. - Glicerina=forma las cardiolipinas. - Serina forma las cefalinas. - Etanol amina LIPIDOS INSAPONIFICABLES No tienen ácidos grasos. No tienen enlaces ester. No forman jabones. CLASIFICACIÓN: A. TERPENOS o ISOPRENOIDES: derivan de la molécula de Isopreno (2- metil – butadieno CH2 = C- CH=CH2). CH3 Según el nº de moléculas de Isopreno que se unen entre si tenemos los siguientes grupos: Monoterpenos: dos moléculas de Isopreno. Forma las esencias vegetales como la menta, el tomillo, la trementina… Diterpenos: cuatro moléculas de Isopreno. Pueden formar parte de la clorofila, vitamina A, vitamina K, vitamina E. Triterpenos: seis moléculas de Isopreno. Un ejemplo es la molécula de ESCUALENO, que se utiliza para la síntesis del Colesterol. Tetraterpenos: ocho moléculas de Isopreno. Forman los pigmentos fotosintéticos de los vegetales: Carotenos, Licopenos, y Xantofilas. Politerpenos: Muchas unidades de Isopreno. Por ejemplo el caucho. B. ESTEROIDES: son compuestos policíclicos que derivan del anillo esterano (ciclopentanoperhidrofenantreno), Cuya estructura es de cuatro anillos de carbono (A, B, C y D) Unos esteroides se diferencian de otros en los nº de grupos y en la posición de los hidroxilos, cadenas alifáticas y dobles enlaces de los anillos. Los esteroides engloban una serie de sustancias muy activas y de gran importancia en el metabolismo. Todos tienen como base la molécula de colesterol. CH3 CH3 A B C D ESTERANO CLASIFICACIÓN: ESTEROLES: como ejemplo tenemos al colesterol, importante en la membranas celulares, a la que proporciona resistencia y precursor del resto de los esteroides. Un exceso provoca en el hombre enfermedades vasculares. Del colesterol derivan: los ácidos biliares, los precursores de la vitamina D, hormonas de las glándulas suprarrenales (glucocorticoides y mineralocorticoides) y las hormonas sexuales masculinas y femeninas. ACIDOS BILIARES: como por ejemplo el ácido cólico, litocólico, dexosicólico…, con su grupo ácido se pueden unir a una molécula de glicerina o del aminoácido taurina, formando el ácido glicocólico o el taurocólico. Tienen una función “detergente” pasando del hígado a la vesícula biliar y de ella al intestino delgado donde facilita la digestión de las grasas y su posterior absorción. Por tanto emulsionan grasas. PRECURSORES DE: La VITAMINA D: como el ERGOSTEROL y el 7-dihidrocolesterol, que por la acción e los rayos ultravioleta del sol, en la piel, se convierten en la vitamina D. Es indispensable para la absorción del calcio en el intestino y su posterior metabolización incorporándose a la estructura de los huesos. HORMONAS: - Las adrenocorticotropas (cortisol y cortisona), son antiinflamatorias y regulan el metabolismo de los glúcidos. La aldosterona regula a absorción de Na+ en el riñón. - Las sexuales: - Androsterona y Testosterona: responsables de los caracteres sexuales masculinos. - Progesterona: prepara los órganos reproductores para la gestación en el aparato reproductor femenino. - Estrógenos: controlan el ciclo menstrual y los caracteres femeninos.