Lípidos: Biomoléculas Orgánicas Esenciales

Los lípidos son biomoléculas orgánicas constituidas fundamentalmente por Carbono (C), Hidrógeno (H) y Oxígeno (O), y en menor cantidad pueden contener Fósforo (P). Algunos también poseen Nitrógeno (N) y Azufre (S).

Funciones Principales de los Lípidos

1. Reserva energética: Almacenan más energía por gramo que los glúcidos.
2. Estructural: Son componentes fundamentales de las membranas celulares (bicapas lipídicas).
3. Reguladora: Muchas hormonas (esteroides, prostaglandinas) y vitaminas (liposolubles como A, D, E, K) son de naturaleza lipídica.
4. Aislante térmico y protección de órganos: Actúan como aislantes contra el frío y protegen órganos vitales contra golpes.

Propiedades Físicas Generales

1. Son insolubles en agua (disolvente polar) pero solubles en disolventes orgánicos apolares (como éter, cloroformo, benceno).
2. Presentan baja densidad en relación al agua (flotan).
3. Tienen aspecto brillante y son untuosos al tacto.
4. Muchas moléculas lipídicas son anfipáticas: poseen una región polar (hidrófila, soluble en agua) y una región apolar (hidrófoba, insoluble en agua).

Clasificación de los Lípidos

Lípidos Saponificables

Contienen ácidos grasos en su estructura y pueden formar jabones mediante una reacción de saponificación.

• Acilglicéridos (Grasas): Ésteres de glicerol con ácidos grasos.
• Céridos (Ceras): Ésteres de un ácido graso con un alcohol de cadena larga.
• Fosfolípidos: Contienen ácido fosfórico. Se subdividen en Fosfoglicéridos y Esfingofosfolípidos.
• Glucolípidos: Contienen glúcidos. Se subdividen en Cerebrósidos y Gangliósidos (son un tipo de Esfingolípidos).

Lípidos Insaponificables

No contienen ácidos grasos y no pueden formar jabones.

• Terpenos (o Isoprenoides): Derivados del isopreno. Incluyen vitaminas (A, E, K) y aceites esenciales.
• Esteroides: Derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno. Incluyen colesterol, hormonas esteroideas y ácidos biliares.

Clasificación según el Esqueleto Químico

• Ácidos grasos y moléculas derivadas
• Acilgliceroles (Glicerolípidos)
• Céridos
• Fosfoglicéridos (Glicerofosfolípidos)
• Esfingolípidos (incluyen Esfingofosfolípidos y Esfingoglucolípidos)
• Lípidos prenólicos (Terpenos)
• Lípidos esterólicos (Esteroides)

Ácidos Grasos

Son hidrocarburos de cadena larga, generalmente no ramificada, con un grupo funcional carboxilo (-COOH) en un extremo. Son moléculas anfipáticas (cabeza polar carboxílica y cola apolar hidrocarbonada).

Propiedades Físicas de los Ácidos Grasos

• Comportamiento anfipático: En disolución acuosa, forman estructuras como monocapas en la superficie, micelas o bicapas para minimizar el contacto de las colas apolares con el agua.
• Punto de fusión:
  • Es directamente proporcional al número de carbonos (longitud de la cadena): a mayor longitud, mayor punto de fusión (más difícil fundirlo).
  • Es inversamente proporcional al número de insaturaciones (dobles enlaces): la presencia de dobles enlaces (especialmente cis) crea»codo» en la cadena, dificultando el empaquetamiento y disminuyendo el punto de fusión (más fácil fundirlo).

Propiedades Químicas de los Ácidos Grasos

Dos reacciones de importancia biológica son:

• Esterificación: Reacción de un ácido graso con un alcohol para formar un éster y liberar agua. Así se forman acilglicéridos, céridos, fosfolípidos, etc. (Ácido + Alcohol ⇌ Éster + Agua).
• Saponificación: Reacción de un lípido saponificable (que contiene enlaces éster, como grasas o aceites) con una base fuerte (como hidróxido de sodio o potasio) para formar jabón (sal del ácido graso) y glicerina (u otro alcohol). (Grasa/Aceite + Base Fuerte → Jabón + Glicerina).

Clasificación de Ácidos Grasos

Saturados

• No poseen dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada.
• Son muy estables (no se oxidan fácilmente).
• Generalmente sólidos a temperatura ambiente.
• Presentes típicamente en la grasa animal, aceite de coco y de palma.

Insaturados

• Poseen uno o más dobles enlaces en su cadena.
• Pueden ser monoinsaturados (un doble enlace) o poliinsaturados (más de uno).
• A mayor número de insaturaciones, mayor inestabilidad (más susceptibles a la oxidación).
• Generalmente líquidos a temperatura ambiente (aceites).
• Se encuentran abundantemente en los aceites vegetales (oliva, girasol) y en el pescado azul (ricos en omega-3).

Derivados de Ácidos Grasos

Ceras (Céridos)

Son ésteres de un ácido graso de cadena larga con un alcohol también de cadena larga. Forman moléculas muy hidrófobas (carácter muy apolar), siendo muy insolubles en agua. Aparecen protegiendo e impermeabilizando superficies como pelos, plumas, piel, cutículas de hojas y frutos, etc.

Eicosanoides

Derivan de ácidos grasos poliinsaturados de 20 átomos de carbono (como el ácido araquidónico). Son moléculas con potente actividad biológica local. Los más importantes son las Prostaglandinas (intervienen en la respuesta inflamatoria, dolor, fiebre, contracción del músculo liso como en el parto, coagulación sanguínea, etc.), Tromboxanos y Leucotrienos.

Grasas (Glicerolípidos o Acilgliceroles)

Son ésteres formados por la unión (esterificación) de una molécula de glicerol (propanotriol, un alcohol) con 1, 2 o 3 moléculas de ácidos grasos.

• Con un ácido graso: Monoacilglicerol
• Con dos ácidos grasos: Diacilglicerol
• Con tres ácidos grasos: Triacilglicerol (o Triglicérido)

Según su estado a temperatura ambiente, se pueden clasificar en:

• Aceites: Líquidos (predominan ácidos grasos insaturados). Ej: aceite de oliva, girasol.
• Mantecas: Semisólidas o pastosas. Ej: mantequilla, margarina.
• Sebos: Sólidos (predominan ácidos grasos saturados). Ej: tocino, grasa de res.

Funciones de las Grasas

• Principal reserva de energía en animales.
• Aislante térmico.
• Protección mecánica de órganos.

Fosfoglicéridos (Componentes de Membranas)

Son el principal componente lipídico (aproximadamente el 99%) de las membranas celulares. Se forman por la unión de un diacilglicérido con un grupo fosfato mediante un enlace éster, dando lugar al ácido fosfatídico (la estructura básica).

Si al grupo fosfato se une un aminoalcohol u otro alcohol polar (como colina, etanolamina, serina, inositol), se obtiene un fosfoglicérido completo. Son moléculas marcadamente anfipáticas.

Los más importantes son:

• Cefalinas: Fosfatidiletanolamina y fosfatidilserina.
• Lecitinas: Fosfatidilcolina.

Funciones de los Fosfoglicéridos

Forman la estructura básica en bicapa lipídica de las membranas celulares, actuando como una barrera semipermeable.

Esfingolípidos

Son lípidos complejos cuya estructura básica no es el glicerol, sino un aminoalcohol de cadena larga llamado esfingosina. Se forman por la unión de la esfingosina con un ácido graso mediante un enlace amida, formando una molécula denominada Ceramida.

A las ceramidas se les unen diferentes grupos polares en el grupo hidroxilo primario de la esfingosina. Según el tipo de molécula que se une, se clasifican en:

Tipos de Esfingolípidos

Esfingofosfolípidos

Se une a la ceramida un grupo fosfato y a este un aminoalcohol como la colina (formando la esfingomielina, abundante en la vaina de mielina de las neuronas) o la etanolamina. Son también fosfolípidos, pero no fosfoglicéridos.

Esfingoglucolípidos (o Glucolípidos)

A la ceramida se le une un glúcido (azúcar). No contienen fosfato. Son componentes importantes de las membranas celulares, especialmente en el tejido nervioso, y actúan en el reconocimiento celular.

• Cerebrósidos: Se une un monosacárido (glucosa o galactosa). Se encuentran sobre todo en las membranas de las neuronas.
• Gangliósidos: Se une un oligosacárido complejo, que contiene al menos una molécula de ácido siálico. Abundantes en las membranas de las células nerviosas.

Lípidos Prenólicos (Derivados del Isopreno)

Se forman por la polimerización (unión de unidades) de una molécula de 5 carbonos llamada isopreno.

Terpenos (o Isoprenoides)

Abundan en los vegetales. Muchos son volátiles y responsables de los olores y sabores característicos de las plantas (aceites esenciales). Otros son pigmentos (como los carotenoides, precursores de la Vitamina A) y otros son vitaminas liposolubles (A, E, K).

Quinonas

Contienen anillos aromáticos con grupos carbonilo. Muchas actúan como transportadores de electrones en procesos metabólicos clave como la respiración celular (Ubiquinona o Coenzima Q) y la fotosíntesis (Plastoquinona). Otras actúan como vitaminas (Vitamina K, esencial para la síntesis de protrombina y la coagulación sanguínea; Vitamina E, con función antioxidante).

Lípidos Esterólicos (Derivados del Ciclopentanoperhidrofenantreno)

Son biomoléculas lipídicas que derivan de una estructura compleja formada por la polimerización del isopreno, que da lugar a un hidrocarburo tetracíclico (cuatro anillos fusionados) denominado ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano). Se agrupan en:

Esteroles

Cuando el anillo posee uno o más grupos hidroxilo (-OH, alcohólicos). Tienen funciones estructurales y reguladoras.

• Colesterol: Componente esencial de las membranas celulares animales (les confiere rigidez), precursor de otros esteroides. Es transportado en sangre por lipoproteínas (LDL: «colesterol malo»; HDL: «colesterol bueno»). El hígado produce la mayor parte del colesterol del organismo (aprox. 80%).
• Ácidos (Sales) Biliares: Como el ácido cólico. Se sintetizan en el hígado a partir del colesterol y forman la bilis. Emulsionan las grasas en el intestino, facilitando su digestión y absorción (ya que los lípidos son insolubles en el medio acuoso intestinal).
• Vitamina D: Regula el metabolismo del calcio y del fósforo. Se puede obtener de la dieta o sintetizarse en la piel por acción de la luz solar sobre un precursor derivado del colesterol. Ayuda a fijar el calcio en los huesos.

Esteroides (Hormonas)

Cuando el anillo posee grupos cetónicos (-C=O) u otros grupos funcionales característicos. Tienen función reguladora (hormonas).

• Hormonas Sexuales:
  • Estrógenos (ej: Estradiol): Hormonas sexuales femeninas.
  • Andrógenos (ej: Testosterona): Hormonas sexuales masculinas (también implicada en la fabricación de espermatozoides).
  • Progesterona: Hormona implicada en el ciclo menstrual y el embarazo.
• Hormonas Corticosuprarrenales (Corticoides): Producidas en la corteza de las glándulas suprarrenales.
  • Glucocorticoides (ej: Cortisol): Regulan el metabolismo de glúcidos y proteínas, y tienen efectos antiinflamatorios.
  • Mineralocorticoides (ej: Aldosterona): Regulan el equilibrio de agua y sales minerales.