Biomoléculas

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Introducción

La Naturaleza de los lípidos

Aunque el cuerpo humano, al igual que otros organismos, se compone principalmente de agua, alrededor de 70% en peso en los animales, las biomoléculas orgánicas que constituyen el 30% restante son parte de una mezcla compleja que sustanta, protege, regula, dirige y defiende la entidad completa. Entre ellas se encuentra la clase que se conoce como lípidos.

Los lípidos tienen muchas funciones importantes. Son componentes estructurales de la membrana celular, un alto porcentaje de la membrana celular y de otras membranas dentro de la célula están compuestas de lípidos. También forman parte de las vainas que envuelven los nervios. Algunos de los lípidos son reservas a largo plazo que las células metabolizan para producir energía. Las cubiertas protectoras de las hojas de las plantas y la piel de los animales están compuestas de varios lípidos. otros se lípidos se clasifican como hormonas o vitaminas. También son imprescindibles para otras funciones como la absorción de algunas vitaminas (las liposolubles), la síntesis de hormonas y como material aislante y de relleno de órganos internos.

Están presentes en los aceites vegetales (oliva, maíz, girasol, cacahuete, etc.), que son ricos en ácidos grasos insaturados, y en las grasas animales (tocino, mantequilla, manteca de cerdo, etc.), ricas en ácidos grasos saturados. Las grasas de los pescados contienen mayoritariamente ácidos grasos insaturados.

A pesar de que al grupo de los lípidos pertenece un grupo muy heterogéneo de compuestos, la mayor parte de los lípidos que consumimos proceden del grupo de los triglicéridos. Están formados por una molécula de glicerol, o glicerina, a la que están unidos tres ácidos grasos de cadena más o menos larga. En los alimentos que normalmente consumimos siempre nos encontramos con una combinación de ácidos grasos saturados e insaturados. Los ácidos grasos saturados son más difíciles de utilizar por el organismo, ya que sus posibilidades de combinarse con otras moléculas están limitadas por estar todos sus posibles puntos de enlace ya utilizados o "saturados". Esta dificultad para combinarse con otros compuestos hace que sea difícil romper sus moléculas en otras más pequeñas que atraviesen las paredes de los capilares sanguíneos y las membranas celulares. Por eso, en determinadas condiciones pueden acumularse y formar placas en el interior de las arterias (arteriosclerosis).

Siguiendo en importancia nutricional se encuentran los fosfolípidos, que incluyen fósforo en sus moléculas. Entre otras cosas, forman las membranas de nuestras células y actuan como detergentes biológicos. También cabe señalar al colesterol, sustancia indispensable en el metabolismo por formar parte de la zona intermedia de las membranas celulares, e intervenir en la síntesis de las hormonas.

Los lípidos o grasas son la reserva energética más importante del organismo en los animales ( al igual que en las plantas son los glúcidos). Esto es debido a que cada gramo de grasa produce más del doble de energía que los demás nutrientes, con lo que para acumular una determinada cantidad de calorías sólo es necesario la mitad de grasa de lo que sería necesario de glucógeno o proteínas.

Necesidades diarias de lípidos

Se recomienda que las grasas de la dieta aporten entre un 20 y un 30 % de las necesidades energéticas diarias. Pero nuestro organismo no hace el mismo uso de los diferentes tipos de grasa, por lo que este 30 % deberá estar compuesto por un 10 % de grasas saturadas (grasa de origen animal), un 5 % de grasas insaturadas (aceite de oliva) y un 5 % de grasas poliinsaturadas (aceites de semillas y frutos secos). Además, hay ciertos lípidos que se consideran esenciales para el organismo, como el ácido linoleico o el linolénico, que si no están presentes en la dieta en pequeñas cantidades se producen enfermedades y deficiencias hormonales. Estos son los llamados ácidos grasos esenciales o vitamina F.

Si consumimos una cantidad de grasas mayor de la recomendada, el incremento de calorías en la dieta que esto supone nos impedirá tener un aporte adecuado del resto de nutrientes energéticos sin sobrepasar el límite de calorías aconsejable. En el caso de que este exceso de grasas esté formado mayoritariamente por ácidos grasos saturados (como suele ser el caso, si consumimos grandes cantidades de grasa de origen animal), aumentamos el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares como la arteriosclerosis, los infartos de miocardio o las embolias.

Clasificación

Los lípidos tienen una definición química muy general: son moléculas orgánicas solubles en alta proporción en disolventes no polares como éter dietílico, cloroformo, tetracloruro de carbono o benceno. En otras palabras, si una muestra de tejido animal o vegetal se coloca en un recipiente que contiene un solvente no polar y se tritura, los compuestos que se disuelven en el solvente no polar se clasifican como lípidos. Estos disolventes se usan para extraer lípidos de sus vecinos más polares: sales, proteínas, carbohidratos y ácidos nucléicos. un componente estructural clave de todos los lípidos es la elevada proporción de enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno. Esto hace que estos compuestos sean hidrofóbicos (literalmente, "temerosos del agua") en vez de hidrofílicos, como lo son casi todos los carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos. Dentro de esta definición muy general existen subcategorías tales como lípidos polares y no polares, lípidos saponificables y no saponificables, lípidos simples y complejos.

Clasificación 1, por su polaridad

Clasificación 2, por hidrólisis

Clasificación 3, por su estructura

Una forma de integrar a todos los lípidos, aunque esto puede variar según los diferentes autores, puede ser la clasificación 4.

De acuerdo a la clasificación 4, los lípidos se pueden dividir en los siguientes grupos:

    1. Ácidos grasos
      1. Saturados
      2. Insaturados
    2. Glicéridos - lípidos que contienen glicerol
      1. Glicéridos neutros
        1. Monoacilglicéridos
        2. Diacilglicéridos
        3. Triacilglicéridos
      2. Fosfoglicéridos
        1. Lecitinas
        2. Cefalinas
    3. Lípidos que no contienen glicerol
      1. Esfingolípidos
        1. Esfingomielinas
        2. Cerebrósidos
        3. Gangliósidos
      2. Esteroides
      3. Ceras
      4. Terpenos - lípidos compuestos de unidades de isopreno
    4. Lípidos complejos - lípidos unidos a otros tipos de moléculas
      1. Lipoproteínas
      2. Glicolípidos

El grupo I contiene los ácidos grasos. Éstos, son ácidos carboxílicos que contienen 4 átomos de carbono o más. El grupo II contiene moléculas que son ésteres del glicerol (vista 2d)(vista 3d ).

Los acilglicéridos son ésteres neutros que se producen por combinación de uno, dos, o tres ácidos grasos con el glicerol. Además de los ácidos grasos, el glicerol puede formar un éster con el ácido fosfórico (H3PO4). Los acilglicéridos que contienen un éster de fosfato se denominan fosfoglicéridos. El grupo III lo constituyen los lípidos que no contienen glicerol. Cada miembro del grupo III tiene su propia estructura fundamental. En el grupo IV, los lípidos complejos, se encuentran todos aquellos compuestos que poseen un lípido enlazado a otra sustancia biológicamente importante. Las lipoproteínas son un ejemplo de un tipo de lípidos complejos. Las moléculas de lipoproteína tienen componentes del tipo lípido y del tipo proteína.

Ácidos Grasos

Los ácidos grasos en los seres vivos son generalmente ácidos carboxílicos no ramificados, saturados o insaturados, con un número par de átomos de carbono entre 12 y 24. Los ácidos grasos tienen las siguientes fórmulas generales:

Fórmula general de ácidos grasos saturados y de un ácidos grasos insaturados.

Fórmula estructural de un ácido graso saturado y de un ácido graso no saturado.

Los ácidos grasos no existen en forma aislada en la naturaleza; generalmente se encuentran enlazados a alcoholes en forma de ésteres en otras clases de lípidos.

Ácidos Grasos Saturados (vista 2d)

Nombre Común

Nombre UIQPA

Abreviatura

láurico (vista 3d )

dodecanoico

C12

fórmula abreviada
C11H23COOH
mirístico (vista 3d )

tetradecanoico

C14

fórmula abreviada
C13H27COOH
palmítico (vista 3d )

hexadecanoico

C16

fórmula abreviada
C15H31COOH
esteárico (vista 3d )

octadecanoico

C18

fórmula abreviada
C17H35COOH
araquídico (vista 3d )

eicosanoico

C20

fórmula abreviada
C19H38COOH

 

Ácidos Grasos Insaturados (vista 2d)

Nombre Común

Nombre UIQPA

Abreviatura

palmitoleico ( vista 3d )

9-cis- hexadecenoico

C16:1

fórmula abreviada
C15H29COOH
oleico (vista 3d )

9-cis- ctadecenoico

C18:1

fórmula abreviada
C17H33COOH
linoleico (vista 3d )

9, 12 todo-cis- octadecadienoico

C18:2
fórmula abreviada
C17H31COOH
linolénico (vista 3d )

9,12,15 todo-cis- octadecatrienoico

C18:3
fórmula abreviada
C17H29COOH
araquidónico (vista 3d )

5,8,11,14 todo-cis- eicosatetraenoico

C20:4
fórmula abreviada
C19H31COOH

Los ácidos grasos con 10 o más átomos de carbono son sólidos a temperatura ambiente. Los ácidos grasos insaturados tienen puntos de fusión menoresque los delos ácidos saturados correspondientes y, en la mayoría de los casos, son líquidos a temperatura ambiente. La diferencia en los puntos de fusión de los ácidos grasos saturados y de los insaturados se explica en términos del grado de organización de las moléculas en la red cristalina sólida. Los dobles enlaces en las moléculas de los ácidos grasos insaturados los hacen menos compactos que los ácidos grasos saturados. Por lo tanto, los ácidos grasos saturados no encajan en la red cristalina tan bien como lo hacen las moléculas de los ácidos grasos saturados. En consecuencia, los ácidos grasos insaturados entran más difícilmente al estado sólido.

Una clase muy especial de ácidos grasos son las prostaglandinas. Las prostaglandinas (PG) son ácidos grasos de 20 átomos de carbono que poseen un anillo de ciclopentano. Obtuvieron su nombre de la fuente inicial de estos compuestos, la glándula prostática. Actualmente se sabe que están distribuidas en todo el cuerpo.

Las prostaglandinas (PG) se consideran derivados de un hipotético ácido prostanoico (ver 2d)(vista 3d ) (no existe como tal en la naturaleza), de 20 átomos de C, con un anillo pentagonal entre los carbonos 8 y 12.

Existen varias familias de PG, que se denominan con una letra adicional (PGA, PGB, PGC, PGD, PGE, PGF, etc), en función de los sustituyentes del anillo ciclopentano de su estructura. A menudo, la letra mayúscula va seguida de un subíndice que indica el número de dobles enlaces presentes en la molécula, sin incluir el anillo.

Se conocen unas 20 PG, cuya función es la de regular la acción hormonal. Las PGE y PGF provocan la contracción de la musculatura lisa, en especial en el aparato reproductivo, de ahí que sean utilizadas para inducir el aborto.

La PGI2 (también llamada prostaciclina) es un vasodilatador que actúa principalmente sobre las arterias coronarias y que impide la agregación plaquetaria. Las PGG y PGH son mediadores de la reacción inflamatoria. Compuestos como el ácido acetilsalicílico (aspirina) y los glucocorticoides (cortisol, dexametasona) inhiben la síntesis de estas PG, y de ahí sus efectos antiinflamatorios.

En las prostaglandinas los cinco átomos de carbono centrales en la cadena forman un ciclo, que aparece sustituído por una o varias funciones oxigenadas. La naturaleza de este ciclo determina las distintas clases de prostaglandinas. Así, la Prostaglandina E (ver 2d)(vista 3d ) tiene en el ciclo una función ceto -C=O y una función hidroxi -OH, mientras que la Prostaglandina F2a (ver 2d)( vista 3d) presenta dos funciones hidroxi.

Las prostaglandinas alteran la actividad de las hormonas, lo que las convierte en un grupo de compuestos biológicamente activo que elevan la temperatura corporal, inhiben la secreción de jugos gástricos, afectan el balance electrolítico y del agua, intensifican el dolor, incrementan la respuesta a la inflamación, e incremental el flujo sanguíneo. Algunas drogas que contienen prostaglandinas se han utilizado para el control de problemas de circulación y de riñones . La actividad biológica de la aspirina proviene de la inhibición de la síntesis de prostaglandina.

Aborto con prostaglandinas

Las drogas que contienen prostaglandinas se han utilizado para inducir abortos y también sehan probado como drogas anticonceptivas que se toman una vez por mes. Esta forma más reciente de practicar el aborto, sobre todo durante la segunda parte del embarazo, utiliza unos productos químicos que hacen que el útero se contraiga fuertemente expulsando el bebé. Las contracciones son tan anormalmente intensas que se ha dado el caso de criaturas decapitadas por su efecto. Sin embargo, muchos de estos niños también han nacido vivos. Los efectos secundarios sobre la madre son numerosos (ciertas mujeres fallecieron por paro cardiaco al inyectárseles estas sustancias).

Triacilglicéridos - Grasas Neutras

Los triacilglicéridos (nombre común, triglicéridos) son triésteres del glicerol y de tres ácidos grasos. Cuando se combinan 3 moles de ácido graso con 1 mol de glicerol, en presencia de un catalizador ácido, se produce 1 mol de triacilglicérido (ver 2d)(vista 3d ). En la figura anterior se muestra en un diagrama de bloques la estructura de una molécula de un triacilglicérido. Para una molécula de ácido graso hay una unión éster en cada átomo de carbono del glicerol.

Los triacilglicéridos son el tipo de grasas más abundantes. En la naturaleza existen solamente pequeñas cantidades de monoacilglicéridos (vista 3d ) , y diacilglicéridos ( vista 3d )(ver 2d).

La función principal de los triacilglicéridos es almacenar energía química. Si la demanda energética de los seres vivos es tal que se consumen más nutrientes ricos en energía que los necesarios para el proceso metabólico, gran parte de este exceso de energía se almacena en los enlaces de las moléculas de triacilglicéridos localizadas dentro de células especializadas en el almacenamiento de grasa, que se denominan células adiposas. Si no hay cantidad suficiente de carbohidratos para el metabolismo, se degradan los triacilglicéridos para utilizarse como fuente de energía.

Los triacilglicéridos se subdividen en simples y mixtos.

Los triacilglicéridos simples tienen el mismo ácido graso enlazado a cada uno de los tres átomos de carbono del glicerol. La triestearina y la trioleina (nombres comunes) son ejemplos de triacilglicéridos simples. En la triestearina hay tres moléculas de ácido esteárico enlazadas al glicerol, y en la trioleina se encuentran tres moléculas de ácido oleico enlazadas al glicerol. La triestearina (vista 3d ) se clasifica como un triacilglicérido saturado, ya que el ácido esteárico es un ácido graso saturado. La trioleina contiene tres ácidos grasos insaturados, por lo tanto se le clasifica como un triacilglicérido insaturado.

Los triacilglicéridos mixtos son compuestos que tienen dos o tres ácidos grasos diferentes enlazados al glicerol.

La mayoría de los lípidos en la naturaleza son mezclas complejas de triacilglicéridos simples y mixtos; por lo tanto, muchos ácidos grasos son componentes de las grasas y aceites comunes.

Los acilgliceroles son ésteres de ácidos grasos con el Propano-1,2,3-triol o glicerol. Dado que éste tiene tres posiciones posibles de esterificación , distinguimos entre Monoacilgliceroles (monoglicéridos), Diacilgliceroles (diglicéridos), y Triacilgliceroles (triglicéridos). Estos últimos son el contingente principal de los lípidos de reserva energética, y se almacenan en el tejido adiposo; determinadas semillas vegetales contienen también una gran cantidad de triacilgliceroles (las Oleaginosas).

A continuación observaremos las estructuras de tres monoacilgliceroles, sustituídos en C-1, C-2 y C-3:

Monoacilglicerol: 1-palmitil-glicerol ( vista 3d)
Monoacilglicerol: 2-linoleil-glicerol (vista 3d )
Monoacilglicerol: 3-lauril-glicerol ( vista 3d)

Los monoacilgliceroles son compuestos anfipáticos, ya que los dos grupos hidroxi no esterificados de la molécula confieren carácter polar a la misma.

Caben asimismo tres tipos distintos de diacilgliceroles: 1, 2-; 1,3- y 2,3-. Veamos sus estructuras a continuación:

Diacilglicerol: 1-palmitil 2-linoleil-glicerol(vista 3d )
Diacilglicerol: 1-palmitil 3-lauril-glicerol ( vista 3d)
Diacilglicerol: 2-linoleil -3-lauril-glicerol (vista 3d )

Los diacilgliceroles son asimismo anfipáticos gracias al -OH libre restante. Los diacilgliceroles son importantes segundos mensajeros celulares, encargados de la activación de la protein kinasa C.

Los triacilgliceroles tienen sus tres posiciones esterificadas, y de ahí un carácter mucho más hidrofóbico que los anteriores. Como vimos anteriormente, son los lípidos de reserva por excelencia en los seres vivos, y como tales, representan un porcentaje importante del peso corporal. Se presentan a continuación algunas estructuras de triacilgliceroles:

    Triacilglicerol: 1-palmitil 2-linoleil 3-lauril-glicerol

    palmito-linoleo-laurato de glicerilo

    Triacilglicerol: triestearil glicerol

    triestearina
    triestearato de glicerilo

    Triacilglicerol: trioleil glicerol

    trioleina
    Trioleato de glicerilo

Los ácidos grasos pueden esterificarse asimismo a otros alcoholes. Generalmente lo hacen a alcoholes de cadena hidrocarbonada larga, alcoholes grasos, dando lugar a los compuestos que denominamos Ceras. Las ceras tienen un carácter fuertemente hidrofóbico, y su función suele ser de protección estructural. Se presenta como ejemplo la estructura del Palmitato de cetilo ( vista 3d).

COMPOSICIÓN PORCENTUAL EN MASA DE ÁCIDOS GRASOS EN ALGUNOS LÍPIDOS COMUNES

  Saturado       Insaturado  
Lípido Ácidos láurico Ácido mirístico Ácido palmítico Ácido esteárico Ácido oleico Ácido linoleico
sebo de carne
3-5
25-30
20-30
40-50
1-5
Grasa de leche
2-5
8-14
25-30
9-12
25-35
3-6
Depósitos de grasa en el cuerpo humano
5
23-26
7-10
45-50
8-12
Aceite de oliva
8-16
2-5
70-85
5-15
Aceite de maní
8-10
3-5
55-60
25-30
Aceite de soya
10-12
3
25-30
50-55

Propiedades físicas

Las propiedades físicas de los triacilglicéridos están relacionadas con el tipo y estructura de los ácidos grasos dentro de las moléculas. Al igual que en los ácidos grasos libres, entre mayor sea el grado de insaturación, menor será el punto de fusión. La mayoría de los puntos de fusión de los triacilglicéridos saturados son mayores que los de los triacilglicéridos monoinsaturados. Los triacilglicéridos poliinsaturados tienen los puntos de fusión más bajos. A temperatura ambiente los triacilglicéridos saturados tienden a ser sólidos o semisólidos y se denominan con el nombre de grasas y los insaturados tienden a ser líquidos y se denominan aceites.

Una de las propiedades más prominentes y significativas de los ácidos grasos y de los triacilgliceroles es, ciertamente, su falta de afinidad por el agua. Este carácter hidrofóbico es esencial para la construcción de las complejas estructuras biológicas y para la separación del entorno acuoso. También es esencial para el uso por moléculas biológicas de superficies activas, tal como sucede en el tracto intestinal. La naturaleza hidrofóbica de los triacilgliceroles y su estado relativamente reducido los transforman en compuestos eficientes para el almacenamiento de energía. En primer lugar, a igualdad de peso, la cantidad de ATP que se obtiene de la oxidación completa de los triacilgliceroles es dos veces y media superior a la correspondiente al glucógeno. En segundo lugar, los triacilgliceroles se pueden almacenar como lípido puro sin asociarse con el agua, mientras que el glucógeno es muy hidrofílico y cuando se almacena en los tejidos fija el doble de su peso de agua.

Propiedades químicas

  1. Saponificación: La hidrólisis de los triacilgliceroles puede efectuarse por varios procedimientos, los más comunes utilizan álcalis o enzimas llamadas lipasas. La hidrólisis alcalina recibe el nombre de saponificación, debido a que uno de los productos de hidrólisis es un jabón, de ordinario, de sales de sodio o potasio de los ácidos grasos.
  2. Halogenación: Los ácidos grasos insaturados, en forma libre o combinada como ésteres en grasas y aceites, reaccionan con los halógenos adicionándose a los dobles enlaces. La reacción de halogenación causa la decoloración de la solución del halógeno. Como el grado de absorción de una grasa o aceite es proporcional al número de dobles enlaces de los ácidos grasos, la cantidad de halógeno que obserbe un lípido puede emplearse como índice del grado de insaturación. El valor del índice se llama índice de yodo y se define como el número de gramos de yodo (o equivalentes de yodo) que se adicionan a una grasa o aceite. Sobre este valor influyen varios factores, entre ellos el porcentaje de ácido insaturado en la molécula de triacilglicerol y el grado de insaturación de cada ácido graso. En general, un valor alto del índice de yodo indica un alto grado de insaturación. Las grasas naturales, las cuales tienen preponderancia de ácidos grasos saturados, poseen índices de yodo entre 10 y 50 aproximadamente; aquellas que contienen ácidos grasos poliinsaturados en abundancia, presentarán índices de yodo entre 120 y 150.
  3. Hidrogenación: Para transformar aceites vegetales en grasas sólidas se ha desarrollado una industria comercial a gran escala. La química de este proceso de conversión es esencialmente idéntica a la reacción de la hidrógenación catalítica de los alquenos. Al proceso de conversión de aceites a grasas por hidrogenación en ocasiones se le llama endurecimiento. Un método consiste en burbujear hidrógeno gaseoso a presión en un tanque de aceite caliente que contiene un catalizador de níquel finamente dispersado. Un ejemplo es la conversión de la trioleína a triestearina.

Fosfolípidos

Fosfoglicéridos

Los fosfoglicéridos son un grupo de lípidos que contiene un grupo fosfato. Están localizados principalmente en las memranas celulares de los animales. Los fosfoglicéridos se parecen a los triacilglicéridos en los dos primeros átomos de carbono del glicerol; en estas posiciones hay dos ésteres de ácidos grasos, y se diferencian en el tercer átomo de carbono donde hay un éster de fosfato. También unido al grupo fosfato hay un segundo alcohol.

Fosfatidilcolina (lecitina)

Probablemente, la lecitina (ver 2d)(vista 3d ) es el más común de los fosfolípidos. Contiene la importante sal de amonio cuaternaria, colina, unida a un residuo de ácido fosfórico mediante un enlace éster. El nitrógeno de la colina posee carga positiva y el fosfato, negativa, de modo que en solución, a casi todos los valores de pH, la lecitina existe como sal interna o ion interno (zwitterion).

Como de la hidrólisis de la lecitina muy purificada se obtienen por lo menos cinco ácidos grasos diferentes, se está tratando con una mezcla de compuestos en lugar de uno solo. Técnicamente, debería emplearse el plural "lecitinas" en lugar del nombre singular. Sin embargo, la mayoría de autores prefieren referirse a estos compuestos como lecitina.

La lecitina pura es un sólido ceroso de color blanco qu de inmediato se ennegrece cuando se expone al aire. En contraste con las grasas y aceites, se dispersa en el agua en forma coloidal y es insoluble en acetona. Por tanto, es posible separar la lecitina de un extracto etéreo, añadiendo acetona. La lecitina es especialmente abundante en la yema de huevo y en el frijol de soya. Cuando se obtiene de la última fuente, se emplea como agente emulsionante en las industrias de lácteos y confitería.

La estructura de la lecitina esta constituida por un alcohol primario, que en este caso es el glicerol (que aquí aparece representado sin los átomos de hidrógeno de los grupos -OH). Este glicerol aparece esterificado en la posición 1 por un residuo de ácido graso, en este caso ácido palmítico: Mientras que la posición C-2 está esterificada por otro residuo de ácido graso, ácido linoleico: El -OH en el carbono 3 está esterificado a fosfato: El cual a su vez se esterifica a un segundo alcohol, colina. La porción diacilglicerilfosfato recibe el nombre de ácido fosfatídico; por lo que el conjunto: recibe el nombre de Fosfatidil colina o Lecitina. En su estructura podemos ver la parte hidrofóbica de la molécula: , constituída por los dos radicales acilo sustituyendo al glicerol, y la parte polar, de la misma , compuesta por el grupo fosfocolina. La polaridad de este último está determinada por la carga electronegativa del fosfato y la carga electropositiva del grupo trimetilamonio de la colina.

Cefalinas

Los diferentes fosfolípidos se forman según sea la naturaleza del segundo alcohol. Así, tenemos la Fosfatidil etanolamina -cefalina- (ver 2d) (vista 3d ) , en la que el segundo alcohol es etanolamina; o la Fosfatidil serina (ver 2d) (vista 3d ), donde el grupo fosfato está sustituído por el aminoácido serina.

El segundo alcohol puede ser asimismo otra molécula de glicerol, en cuyo caso tenemos el Fosfatidil glicerol (ver 2d) (vista 3d ), cuyo -OH en C-3 puede estar esterificado a otro residuo de ácido fosfatídico, dando lugar al Difosfatidil glicerol o cardiolipina (vista 3d ).

Glicolípidos

Existen algunos grupos de compuestos que contienen estructuras tanto de lípidos como de carbohidratos. Aquellos que son solubles en agua reciben el nombre de liposacáridos y se consideran como derivados de carbohidratos. Aquellos que son solubles en disolventes orgánicos no polares se clasifican como glicolípidos. Los esfingolípidos (ver 2d) se encuentran en las membranas de plantas y animales, pero sólo muy poca cantidad en los depósitos de grasa. El esfingolípido más abundante es la esfingomielina (ver 2d)(vista 3d ), la cual contiene colina como grupo alcohólico. En los glicolípidos la parte polar está constituída por un monosacárido o un oligosacárido, unido por un enlace, normalmente beta-glicosídico, a un alcohol, que en la gran mayoría de los casos es la Esfingosina (vista 3d ). Consta de una cadena hidrocarbonada en la cual hay un doble enlace en trans-, y está sustituída por un grupo amino y un grupo hidroxi, teniendo como puede apreciarse una estructura muy parecida a un glicerol sustituído en C-1. El grupo amino se une a un ácido graso a través de un enlace amida -CO-NH-, y el compuesto resultante es una N-acil esfingosina o ceramida: La ceramida constituye la porción hidrofóbica de estos lípidos.

Por su parte, la ceramida se une a través del grupo -OH de la esfingosina a un monosacárido mediante un enlace b-glicosídico. Si el monosacárido es la galactosa, tendremos la estructura denominada Cerebrósido (vista 3d ): El mono- u oligosacárido unido de esta manera a la ceramida constituye la parte polar del lípido.

Los distintos glicolípidos se diferencian en la naturaleza del aminoalcohol, aunque en la mayoría de los casos es la esfingosina; en la naturaleza del ácido graso N-ligado al mismo; y sobre todo, en el oligosacárido unido a la ceramida, que puede alcanzar grados importantes de complejidad.

Dos enfermedades severas por almacenamiento de lípidos se deben a errores en el metabolismo de los glicolípidos. En el mal de Gaucher, los glicolípidos contienen glucosa en lugar de galactosa. estos glicolípidos anormales se acumulan en el cerebro, bazo y células renales. En el mal de Tay-Sachs, a los niños les hace falta una enzima que fragmente los glicolípidos, de esta manera se acumulan en los tejidos cerebrales (ver seción del cerebro de un niño con este mal) y oculares.

Esteroides

Los esteroides son lípidos que poseen un sistema de anillos fusionados de ciclopentanoperhidrofenantreno, el cual está constituido de una porción fenantrénica completamente saturada, fusionada a un anillo de ciclopentano. Los anillos se designan con letras mayúculas y los átomos de carbono siguen un orden preciso de numeración (ver 2d)(vista 3d ).

Aunque la estructura básica anular es la de un cicloalcano, algunos esteroides poseen uno, dos o tres dobles enlaces y muchos tienen uno o más grupos hidroxilo (estos esteroides suelen llamarse esteroles, lo cual destaca la presencia del grupo hidroxilo). Casi todos los esteroides contienen grupos metilo en los carbonos 10 y 13 y una cadena lateral en el carbono 17. Como el esqueleto esteroide es un sistema cíclico rígido, todos los sustituyentes deben estar situados arriba o abajo del plano de la molécula. Esto conduce a la posibilidad de isomería geométrica. Además, muchos de los átomos de carbono anulares son asimétricos y existen muchos isómeros ópticos. Puesto que los esteroides esencialmente son hidrocarburos de masa molar grande son solubles sólo en los disolventes de grasas. Difieren de los demás lípidos en cuanto a que no experimentan saponificación. Los esteroides forman una de las clases más versátiles de compuestos naturales. Cantidades sumamente pequeñas de esteroides y ligeras variaciones en estructura o en la naturaleza de los grupos sustituyentes, causan profundas modificaciones en la actividad biológica.

Colesterol

El colesterol (ver 2d)(vista 3d ) no se encuentra en los vegetales, pero es el esteroide mejor conocido y más abundante (alrededor de 240 g) en el cuerpo humano y su mayor concentración corresponde al cerebro y tejido nervioso. Es el principal componente de los cálculos biliares, de los cuales puede separarse como sólido cristalino de color blanco. Su nombre se deriva de su procedencia (del griego, chole, bilis; stereos, sólido.

La mayoría de las carnes y alimentos derivados de productos animales, como huevos, mantequilla, queso y crema, son particularmente ricos en colesterol. Además, el colesterol es sintetizado en el hígado a partir de la acetilcoenzima A. El cuerpo humano genera aproximadamente 3 g diarios de colesterol. Casi todo el colesterol se convierte en ácido cólico, el cual se utiliza en la formación de sales biliares. El colesterol también es un importante precursor en la biosíntesis de hormonas sexuales y vitamina D.

El colesterol ha recibido mucha atención debido a la posible relación entre el nivel de colesterol en la sangre y ciertos tipos de enfermedades cardíacas. Aproximadamente el 95% de las muertes debidas a enfermedades cardiovasculares están directamente relacionadas con la arteriosclerosis (endurecimiento de las arterias que produce una enfermedad cardíaca degenerativa, apoplejía y otras enfermedades arteriales). Las arterosclerosis (una forma de arteriosclerosis) resulta de la deposición de un exceso de colesterol. Cuando el colesterol precipita de la sangre y se acumula en los vasos sanguíneos, la contricción resultante reduce el flujo sanguíneo y conduce a una presión sanguínea elevada.

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