Tema 3: LÍPIDOS

LÍPIDOS

1. Concepto y clasificación

          Son químicamente heterogéneos pero por sus propiedades y funciones biológicas relacionadas podemos considerarlos como lípidos.
          Son sustancias hidrófobas, hidrófilas, afecto al agua y rechazo del agua. Si una sustancia es hidrófoba es insoluble (lipofilos). Cualquier lípido se disuelve en otro lípido, como el aguarrás que es un disolvente orgánico.
          Son apolares porque son hidrófobas y por tanto están reducidos cumpliendo unas funciones como fuente de energía, aislante, función estructural...

           Se clasifican en dos grupos:
                 - Saponificables: Derivados de los ácidos grasos. Pueden ser sencillos y complejos (acilglicéridos y ceras)
                 - No saponificables: No tienen ácidos grasos y son derivados del isopreno. Pueden ser isoprenoides o terpenos y esteroides.

2. Lípidos saponificables

          Todos están formados por ácidos grasos, que es lo más característico de los lípidos saponificables. Los ácidos grasos son cadenas de hidrocarburos y el número de carbonos y el de dobles o triples enlaces va a determinar las propiedades de esos ácidos grasos. Son apolares. El grupo ácido es COOH, que es un grupo polar, de modo que la molécula tiene un doble carácter polar/apolar. Esto va a influir en cuanto al comportamiento del agua (los fosfolípidos). El ácido graso más pequeño que hay es el ácido fórmico (HCOOH). También podemos encontrar el ácido acético, palmítico, estearico y oleico.

Dependiendo de que el ácido graso sea saturado o insaturado tendrá unas propiedades u otras. Loas ácidos grasos insaturados tienen un estructura zigzageante, excepto donde haya una saturación que habrá un codo.

 

Esto le da una propiedad distinta y es que presentan isomería geométrica. Otra característica al tener este doble enlace es que se oxidan convirtiéndose el doble enlace en aldehído o cetona, enranciamiento. 

En cuanto al punto de fusión, los saturados lo tiene muy alto, de modo que se hacen sólidos a temperaturas altas, entonces son sólidos porque como se forman líneas curvadas, se acoplan y aparecen enlaces por fuerzas de Van der Waals. Este enlace consiste en que dos cadenas cercanas se unen.

Se forma cuando se comparten muchos electrones porque hay muchos enlaces covalentes próximos. Ocurre con el hidrocarburo y los anillos. Cuando se comparten muchos electrones, algunos adquieren un cierto grado de libertad, es decir, que un electrón de un enlace puede saltar a otro, de modo que en un lado aparece una carga positiva y en otro una carga negativa que mantiene a las moléculas unidas. Pero estas cargas eléctricas no son permanentes, sino que continuamente se forman y destruyen, son fluctuantes.

Esto hace que tenga un alto punto de fusión. Los insaturados son al contrario, tienen un bajo punto de fusión porque los codos hacen que las cadenas no estén próximas en todos los sitios, por eso necesitan temperaturas más bajas para pasar al estado sólido. 

Los ácidos grasos que tienen pocos carbonos son sólidos porque hay menos fuerzas de Van der Waals y le ocurre lo mismo que a los insaturados. 

2.1 Acilglicéridos

           Corresponde a las grasas. Están formados por el trialcoholglicerina esterificado con ácidos grasos, que consiste en la formación de un enlace éster (alcohol y ácido) 

Si tiene dos ácidos grasos es diglicérido y si tiene tres es triglicérido. 

La glicerina es polar, ya que tiene tres grupos polares, pero cuando se forma el enlace éster, se pierden dos grupos polares (OH), de modo que la grasa es más apolar que sus componentes por la pérdida de grupos polares cuando se forma el enlace éster.

También cuando se forma este tipo de enlace, se desprende una molécula de agua, de modo que se rompe por hidrólisis como el enlace O-glucosídico. 

También se rompe con una base fuerte y con las grasas ocurre lo mismo que con las sales. Una sal es un ácido más una base. 

Si tienes una sal y le echas una base fuerte, ésta desplaza a la débil y se forma otra sal nueva con la base nueva. Lo mismo ocurre con el ácido, con la grasa. La glicerina es una base y el ácido graso un ácido. Si le echamos una base nueva más fuerte, se rompe el enlace éster y forma otra cosa. Una base más fuerte es, por ejemplo, NaOH, formando un enlace éster nuevo, este es el jabón. 

Esto permite entender por qué el jabón limpia tan bien, porque los ácidos grasos disuelven a las grasas y la sosa cáustica lo rompe. 

Funciones de las grasas.

          Las funciones que cumplen las grasas en los seres vivos tiene que ver con su naturaleza química:
                    1) Reserva de energía: Almacenan ácidos grasos. Estos tienen la misma función que los monosacáridos, actúan como combustible de la respiración celular.
                            2) Fuente de energía: Al igual que los monosacáridos, pero tienen más energía porque son más apolares. Están reducidos (+H), de modo que un gramo de grasa tiene seis veces más energía que el glucógeno. Esto permite reducir a los animales su peso a la mitad y esto es muy importante por la movilidad. Además, como las grasas son apolares, no se mezclan con el agua, de modo que no se guardan dentro de las células a diferencia del almidón en las plantas (miloplastos).
                            3) Aislante térmico.

2.2 Ceras

         Son un lípido sencillo formado de la esterificación de un ácido graso saturado de cadena larga (palmítico o esteárico) con un alcohol monovalente (grupo OH) igualmente largo.

          Son moléculas muy apolares y son sólidas porque tienen un alto punto de fusión. Resultan inertes porque no reaccionan químicamente con facilidad. Esto le hace ser un material para la protección y la estructura. Son impermeabilizantes tanto para el agua como para los gases y se utilizan como aislante. La cera de las abejas (estructural) o la cutina de la epidermis vegetal (impermeabilizante) como los frutos, o el cerumen de los mamíferos como los oídos, lagañas... (protección) 

3. Lípidos complejos

          Son glicerolípidos y esfingolípidos.

3.1 Glicerolípidos
          Si hacemos la hidrólisis salen varias moléculas

          Otros lípidos, en lugar de la base nitrogenada tiene un monosacárido. Son los llamados gliceroglucolípidos. Ambos forman parte de la membrana bacteriana.

Los glicerofosfolípidos tienen una característica química que los hace especiales, con ANFIPÁTICOS (doble carácter polar/apolar) La parte de la glicerina hacia abajo es apolar (cola), pero la de arriba es polar (cabeza). 

Con esta característica se colocan en el agua tomando una posición muy especial en donde la cabeza está en contacto con el agua y la cola no. Forman bicapas y micelos. 

La bicapa constituye el esqueleto de las membranas celulares. 

3.2 Esfingolípidos

          Tiene un alcohol, esfingosina, que es un alcohol amino (-NH2) insaturado de cadena larga, que está esterificado con un ácido graso, es decir, un cerámido. El cerámido también puede estar esterificado con un ácido ortofosfórico más una base nitrogenada o una hexosa (esfingofosfolípidos)  o un oligosacárido (esfingoglucolípidos).
También son anfipáticos y tienen componentes en la membrana con una función muy específica, como los antígenos de los grupos de la sangre (A/B/0). Son encargados de la regulación del crecimiento y la diferenciación celular, de modo que la división de las células es inversamente proporcional a la concentración de esfingolípidos y viceversa. Cuando hay una herida las células se dividen y cuando hay muchos fosfolípidos las células se diferencian.

4. Lípidos no saponificables o lípidos derivados del isopreno

          No sirven para hacer jabón. No tienen ácidos grasos ni enlace éster. Son derivados del isopreno.

 De los derivados del isopreno hay dos tipos de lípidos:

1) Terpenos: Directamente derivados del isopreno. Constituidos por dos isoprenos. Existen mono, di, tri... terpenos. Es un polímero lineal de terpenos ciclados en los extremos. 

                                   

Todos tienen muchos dobles enlaces. Esta abundancia determinan sus propiedades y sus funciones biológicas:

• Todos tienen color debido a los enlaces dobles y triples. como el caroteno en la zanahoria, el tomate y la naranja
• Son propulsores de las vitaminas A, E, K.
• Hay muchos electrones compartidos, de manera que algunos adquieren un cierto grado de libertad, pudiendo saltar de un enlace a otro y produciendo cargas eléctricas. Esos son electrones deslocalizados, lo que da la principal característica de los terpenos y les permite actuar como dador y aceptor de electrones. De modo que es una parte importante de las cadenas transportadoras de electrones , que es una parte fundamental del metabolismo, ya que actúa en la respiración celular y en la fase luminosa de la fotosíntesis.
• Esto les permite absorber energía con mucha facilidad, actuando como como pigmento fotosintético, que absorben la energía solar. 
• Forman resinas como la jara, el tomillo, que refleja la luz solar, por eso se calienta menos y tienen un alto calor de evaporación. Gracias a esto transpiran y existe un microclima con una temperatura más baja a la que hay a su alrededor.
• El limón, la canela, el anís, la vainilla o el mentol son terpenos. 

2) Esteroides: Son derivados indirectos del isopreno. Son isoprenos ciclados. Todos están formados de anillos, lo que se llama el núcleo del esterano más ciertas moléculas o átomos o dobles enlaces, que son los que diferencian a unos de los otros.

El más famoso es aquel que en el primero tiene un OH y en el segundo tiene una cadena de hidrocarburos. Éste es el colesterol, que el precursor de la vitamina K, pero sobretodo de las hormonas sexuales. 

El papel del colesterol es que constituye uno de los lípidos estructurales de la membrana animal, aunque no en la misma cantidad que los fosfolípidos, especialmente por el OH que le da un carácter polar suficiente. 

Con ese grupo se une a las cabezas de los fosfolípidos pero dejando libre a las colas. 

Impide que la bicapa se haga una monocapa, que no se unan cabezas con cabezas. 

Es tan importante que tiene sus propios receptores en la membrana. El problema es el exceso, que cuando existe, los receptores se llenan de colesterol y empieza a unirse a las cabezas de los fosfolípidos por fuera, de modo que cierra la luz del vaso, provocando una trombosis.