Los Lípidos

Engloba a un conjunto de moléculas muy heterogéneas tanto desde el punto de vista estructural o químico, como por la función que desempeñan en los seres vivos. Desde el punto de vista químico los lípidos son biomoléculas formadas por C, H y O, aunque en múltiples ocasiones pueden contener S y P. Desde el punto de vista físico, se trata de sustancias untuosas al tacto, escasamente solubles en agua y muy solubles en disolventes apolares orgánicos como el cloroformo, el éter, xileno o benceno.

Ácidos Grasos

Se trata de ácidos orgánicos monocarbonílicos o ácidos carboxílicos de cadena larga. Su fórmula es CH3-(CH2)n-COOH. Son poco abundantes en estado libre ya que suelen formar parte de la molécula de otros lípidos más complejos (los denominados lípidos saponificables). Se conocen unos 100 ácidos grasos, todos con un número par de átomos de C, siendo los más abundantes los de 16 y 18 átomos de carbono.

Los ácidos grasos se dividen en:

– Saturados

Cuando en su cadena hidrocarbonada no existen dobles enlaces. Suelen ser sólidos. Los más abundantes son: el palmítico, de 16 átomos de carbono (-C16) y el esteárico (18 átomos de carbono –C18).

– Insaturados o Poliinsaturados

Cuando en la molécula existe uno o más de un doble enlace. Por ejemplo el ácido oleico, que es un ácido graso de 18 átomos de carbono con un doble enlace entre los carbonos 9 y 10. Como posee un solo doble enlace se dice que es monoinsaturado. Está presente en el aceite de oliva y es el más abundante en las membranas biológicas de las células animales.

Ejemplos de ácidos grasos poliinsaturados son:

• El ácido linoleico
• El ácido linolénico
• El ácido araquidónico

Los ácidos grasos insaturados suelen ser líquidos a temperatura ambiente.

Propiedades físicas de los ácidos grasos:

• Los ácidos grasos son moléculas anfipáticas o bipolares. Poseen dos zonas en su molécula:
  • Una región polar, que contiene el grupo carboxilo (-COOH) y de carácter hidrofílico.
  • Una región apolar, constituida por la cadena hidrocarbonada o alifática, que es hidrófoba.
• En medio acuoso, los ácidos grasos se disponen formando monocapas, bicapas o micelas: Debido al carácter polar, al entrar en contacto con el agua, los ácidos grasos orientan sus cabezas polares hacia ella, mientras que las colas apolares se sitúan en la posición opuesta. Esto da lugar a estructuras esféricas (micelas) o en empalizada, formando monocapas o bicapas. En las bicapas las colas apolares se sitúan enfrentadas, mientras que las cabezas polares quedan hacia el exterior, en contacto con el agua.
• El punto de fusión depende de la longitud de la cadena hidrocarbonada y del grado de saturación de ésta. Cuanto mayor sea la longitud de la cadena alifática y cuanto mayor sea el grado de saturación, más alto es el punto de fusión. Por el contrario, cuanto menor sea la longitud o mayor número de dobles enlaces posea, más bajo es el punto de fusión. El punto de fusión de los ácidos grasos aumenta con la longitud de la cadena hidrocarbonada (nº de átomos de carbono) y disminuye a medida que se incrementa el número de dobles enlaces.

Reacción de Esterificación

La reacción de ESTERIFICACIÓN consiste en la formación de un enlace éster debido a la reacción entre un ácido graso y un polialcohol, el glicerol o glicerina. La reacción de esterificación es una reacción de condensación entre el grupo carboxilo (COOH) de un ácido graso y el grupo hidroxilo (-OH) del glicerol con la consiguiente pérdida de una molécula de agua. En la reacción de esterificación tiene lugar la formación de un enlace éster (-COO).

Reacción de Saponificación

La reacción de saponificación es una reacción en la que un éster de ácidos grasos, en medio alcalino (generalmente disoluciones de NaOH ó KOH) se hidroliza para producir una sal (estearato) sódica o potásica y un alcohol.

Lípidos Saponificables y No Saponificables

Los lípidos saponificables contienen en su molécula ácidos grasos que están esterificados. Se caracterizan porque pueden formar jabones, sales de los ácidos grasos, al someterlos a hidrólisis alcalina. Los lípidos saponificables son:

• Los Acilglicéridos o Grasas
• Fosfolípidos
• Las Ceras
• Esfingolípidos

Por su parte, los lípidos insaponificables no contienen ácidos grasos, y por tanto, no dan reacciones de saponificación. Los lípidos insaponificables son:

• Terpenos
• Esteroides
• Prostaglandinas

Grasas, Acilglicéridos o Alcilgliceroles

Son los lípidos más abundantes en la naturaleza. Son lípidos saponificables que resultan de la esterificación del glicerol por ácidos grasos. Cuando solamente se esterifica uno de los grupos hidroxilo del glicerol se habla de MONOACILGLICÉRIDOS, cuando han sido dos, DIACILGLICÉRIDOS y cuando han sido tres, TRIACILGLICÉRIDOS.

Los trialcilglicéridos son los acilglicéridos más abundantes, y pueden tener los tres ácidos grasos iguales, o diferentes. La mayoría de las grasas naturales suelen ser mezclas de elevada complejidad.

Los triglicéridos pueden sufrir reacciones de saponificación, consistente en una reacción de hidrólisis por medio de un álcalis (hidróxido sódico o potásico). Dicha reacción de hidrólisis produce glicerol y un jabón. El jabón no es más que una sal sódica de los ácidos grasos. Las trialcilglicéridos son moléculas apolares y prácticamente insolubles en agua, debido a que los grupos –OH de la glicerina que son polares están unidos, mediante enlaces ésteres a los grupos carboxilo (-COOH) de los ácidos grasos.

Clasificación de los acilglicéridos:

• Grasas de origen vegetal o aceites. Contienen fundamentalmente ácidos grasos insaturados que favorecen que el punto de fusión sea bajo y que sean líquidos a temperatura ambiente. Abundan en las semillas vegetales (girasol, maíz, soja o sésamo) y en algunos frutos (aceite de oliva).
• Grasas de origen animal. Contienen en su mayoría ácidos grasos saturados, poseen puntos de fusión elevados y a temperatura ambiente suelen ser sólidos, como la mantequilla o los cebos animales.

Los triacilglicéridos son los acilglicéridos más abundantes y presentan dos funciones esenciales:

• Reserva energética. Depósitos sólidos (partículas adiposas) que se acumulan bajo la piel o rodeando los órganos de los animales. En los vegetales se almacenan en las semillas oleaginosas (frutos secos, soja, etc.) o en el fruto (aceituna).
• Protección. Frente al frío o traumatismos. En zonas polares o de alta montaña, los animales poseen un panículo adiposo muy grueso que les ayuda a vivir en condiciones extremas, ya que la grasa es un buen aislante térmico.

En los organismos, la hidrólisis de los acilglicéridos se lleva a cabo por acción de enzimas especiales, las lipasas, y se genera glicerol y los ácidos grasos libres correspondientes.

Los Céridos

También se les conoce como ceras, se forman al esterificarse un ácido graso de cadena larga con un monoalcohol también de cadena larga. Por lo general son sólidos e insolubles en agua, debido a que sus dos extremos son hidrófobos; por ello tienen función impermeabilizante y protectora. Están muy difundidos entre los animales y los vegetales, en los que forman láminas que impermeabilizan la piel, las plumas, los pelos, las hojas, los frutos, etc. Entre las más conocidas están las ceras de las abejas, la lanolina, aceite de esperma de cachalote, etc.

Fosfolípidos o Glicerofosfolípidos

Son lípidos saponificables que también se denominan fosfoglicéridos. Químicamente los glicerofosfolípidos están constituidos por glicerina esterificada en los carbonos 1 y 2 por un ácido graso cada uno; generalmente, el ácido graso que esterifica el carbono 1 suele ser saturado, mientras que el que esterifica el carbono 2 es un ácido graso insaturado. En el carbono 3 de la glicerina, el ácido fosfórico establece un enlace éster.

Los fosfoglicéridos o fosfolípidos se caracterizan por el mismo comportamiento anfipático que tenían los ácidos grasos, es decir, tienen una parte polar (y, por tanto, soluble en agua) y otra parte apolar (insoluble). La primera (la polar) corresponde a la porción donde se sitúa el grupo fosfato y el aminoalcohol o alcohol aminado; por su parte, la segunda corresponde al resto de la molécula (ácidos grasos).

Este carácter bipolar les confiere un papel trascendental en la formación de membranas biológicas.

Los fosfoglicéridos, junto con otros lípidos son los lípidos más abundantes en las membranas biológicas de las células.

Esfingolípidos

Son compuestos anfipáticos y en medio acuoso forman bicapas. Se encuentran en todas las membranas pero abundan principalmente en el tejido nervioso.

Están constituidos por un aminoalcohol (esfingosina), un ácido graso (saturado o monoinsaturado) y un grupo de carácter polar.

Esteroides

Se trata de moléculas que derivan del esterano o ciclopentano-perhidrofenanreno. Sobre este núcleo se construyen los esteroides que se diferencian entre sí por el número y tipo de los sustituyentes y por el número y posición de los dobles enlaces.

Entre los esteroides más importantes destacan:

1. Hormonas

Entre ellas destacan las hormonas sexuales, como la testosterona y estrógenos, responsables de la aparición de los caracteres sexuales secundarios en mamíferos, o la progesterona, que prepara el organismo para la gestación; y las hormonas suprarrenales, como la aldosterona (implicada en la reabsorción del Na+, Cl- y HCO3-, en el riñón) o el cortisol (hormona que regula la síntesis de glucógeno).

2. Esteroles

• El colesterol. Que es un componente de las membranas celulares de los animales.
• La vitamina D. Regula el metabolismo del Ca y del P. Puede obtenerse por radiación ultravioleta del colesterol subcutáneo.
• Los ácidos biliares. Emulsionan las grasas, facilitando la digestión.

Terpenos

Se denominan también isoprenoides, ya que se forman por la unión de dos o más unidades de isopreno. Pueden tener estructura lineal o cíclica. Algunas son sustancias coloreadas, debido a la presencia en su molécula de dobles enlaces conjugados. Son muy abundantes en los vegetales.

Según el número de moléculas isopreno que contienen, se clasifican en:

• Monoterpenos, formados por dos isoprenos, son la mayoría de esencias vegetales, mentol, geraniol.
• Diterpenos, formados por cuatro isoprenos, está el fitol (forma parte de la clorofila), y las vitaminas A, E y K.
• Triterpenos, formados por seis isoprenos, aquí está el escualeno que es precursor del colesterol.
• Tetraterpenos, formados por ocho isoprenos, a este grupo pertenecen los carotenoides: xantofilas (amarillas) y los carotenos (anaranjados).
• Politerpenos, formados por muchas unidades de isopreno, como el caucho.

Prostaglandinas

Fueron descubiertas en 1930 por Euler en secreciones prostáticas, de ahí su nombre, pero hoy se sabe que son producidas por casi todos los tejidos, independientemente del sexo. Derivan de la ciclación de ácidos grasos polisinsaturados de 20 átomos de carbono, como el ácido araquidónico, que forman parte de los fosfolípidos de la membrana. Regulan actividades metabólicas en las células donde se producen, por lo que tienen acción local.

Estimulan la contracción de la musculatura lisa, la producción de mucus en las paredes del estómago y el intestino y el agregamiento plaquetario cuando se rompe un vaso, además activan la respuesta inflamatoria causante de fiebre, dolor, rubor y edema.

Importancia Biológica de los Lípidos

De reserva energética

Normalmente el exceso energético consumido es convertido en grasa, que se acumula en los adipocitos. Los ácidos grasos al ser oxidados en la mitocondria proporcionan energía a la célula. El exceso de ácidos grasos se acumula en forma de acilglicéridos que pueden ser grasas (en el tejido adiposo de los animales) o aceites (en las semillas oleaginosas).

Estructural

Forman parte de las membranas celulares, como los fosfoglicéridos o el colesterol.

Función vitamínica

Los carotenos ingeridos en la dieta se transforman en vitamina A, y los terpenos son precursores de las vitaminas E y K.

Función hormonal

Los lípidos esteroideos son precursores de los esteroides.