LÍpidos ( Lehninger 10) PDF

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10. Son insolubles en agua. Sirven de almacenamiento de Tienen estructural en las membranas y esteroles). La de produce 10 DE ALMACENAMIENTO Derivados de grasos. GRASOS Son derivados de hidrocarburos Tienen cadenas de carbonos. El carbono carboxilo es el Para nombrarlos: de carbonos de dobles enlace...

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10. LÍPIDOS Son insolubles en agua. Sirven de almacenamiento de energía. Tienen función estructural en las membranas (fosfolípidos y esteroles). La oxidación de lípidos produce energía. 10.1 LÍPIDOS DE ALMACENAMIENTO Derivados de ácidos grasos. ÁCIDOS GRASOS               

Son derivados de hidrocarburos Tienen cadenas de 4-36 carbonos. El carbono carboxilo es el C-1. Para nombrarlos: número de carbonos + número de dobles enlaces + ∆ + subíndice de posición de los dobles enlaces, por ejemplo: 20:2 (∆ 9, 12) Los más abundantes tienen un número par de carbonos en una cadena sin ramificaciones de entre 12 y 24 carbonos. En ácidos grasos mono insaturados, la posición del doble enlace se encuentra (generalmente) entre C-9 y C-10 (∆9) En ácidos grasos poliinsaturados, la posición de los dobles enlaces se encuentra (generalmente) entre C-12 y C-13 y C-15 y C-16 (∆12, ∆15) Los dobles enlaces de todos los ácidos grasos tienen configuración CIS. Los ácidos grasos TRANS se producen durante la fermentación en el rumen de los animales productores de lácteos y carne. Los ácidos grasos TRANS están relacionados con altas cantidades de LDL (“low density colesterol”, colesterol malo) y bajas cantidades de HDL (“high density colesterol”, colesterol bueno) Mientras la cadena sea más larga y tenga menor número de dobles enlaces  el ácido graso será menos soluble en agua. Las cadenas de ácidos grasos se empaquetan por medio de interacciones de Van der Waals. Ácidos grasos saturados: tienen interacciones más fuertes, conformación lineal, son más estables y tienen altos puntos de fusión y a temperatura ambiente tienen consistencia de cera. Ácidos grasos insaturados: tienen interacciones más débiles, conformación “plegada”, son inestables, tienen puntos de fusión bajos y consistencia de líquido oleoso a temperatura ambiente. En vertebrados, los ácidos grasos circulan libremente en la sangre unidos de forma no covalente a la albúmina sérica (producida por el hígado). La mayoría se encuentran en forma de ésteres o amidas (derivados del ácido carboxílico)

TRIACILGLICEROLES/ GRASAS NEUTRAS         

Son moléculas apolares, hidrofóbicas y prácticamente insolubles en agua. Se almacenan en forma de adipocitos o “gotitas de grasa”. Su almacenamiento es efectivo, pero su uso no es eficaz. Las lipasas son las enzimas que catalizan la hidrólisis de los triacilgliceroles almacenados Los triacilgliceroles dan más energía por gramo que los carbohidratos, esto porque sus átomos están más reducidos. Su transporte es más ligero que el de los carbohidratos porque no tienen el “peso adicional” del agua Son ésteres de glicerol y ácidos grasos Son los lípidos más sencillos obtenidos a partir de ácidos grasos. Estructura: 3 ácidos grasos unidos por un enlace éster a un glicerol.

Los triacilgliceroles simples tienen el mismo ácido graso en las tres posiciones. Los triacilgliceroles simples se nombran de acuerdo al ácido graso que contienen (tripalmitina, triolina, etc.)  Cuando en el C-1 y en el C-3 del glicerol hay 2 ácidos grasos diferentes, el C-2 se transforma en el centro quiral.  La mayoría de los triacilgliceroles naturales son mixtos.  Pueden encontrarse en aceites vegetales, como aceite de maíz y oliva (compuestos por triacilgliceroles con ácidos grasos insaturados)  

CERAS Son ésteres de ácidos grasos de cadena larga (saturados e insaturados) Su cadena es de 14-36 átomos de carbono con alcoholes de cadena larga de 16-20 átomos de carbono.  Tienen alto punto de fusión (60-100°)  Constituyen el recubrimiento de plumas de aves, piel y hojas.  Triacontanilpalmitato  componente mayoritario de la cera de abeja.  

10.2 LÍPIDOS ESTRUCTURALES DE LAS MEMBRANAS Los lípidos de membrana son anfipáticos (hidrofóbicos e hidrofilicos). Tienen un papel pasivo (permanecen almacenados esperando a ser usados). GLICEROFOSFOLÍPIDOS/ FOSFOGLICÉRIDOS     

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Son derivados del ácido fosfatídico. Son lípidos de membrana en donde los ácidos grasos están unidos por enlace éster a C-1 y C-2 del glicerol y un grupo de cabeza (polar o cargado), está unido por enlace fosfodiéster a C-3. Estructura: ácido graso saturado (16-18 C) en C-1, ácido graso insaturado (18-20 C) en C-2 y un grupo fosfato en C-3. El glicerol es PRO-QUIRAL (carece de un centro quiral pero tiene uno o más átomos de carbono unidos a dos sustituyentes idéntico y a dos sustituyentes diferentes) Se nombran según el alcohol polar en el grupo de cabeza. El alcohol puede estar o no cargado. o Fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina  positivo o Fosfatidilinositol 4,5 bifosfato  negativo o Fosfatidilserina  neutro Los ácidos grasos pueden estar unidos también por enlaces tipo ÉTER o P. ejemplo: plasmalógenos (con cadena insaturada)  constituyen alrededor de la mitad de los fosfolípidos cardiacos. o P. ejemplo: el factor activador plaquetario  molécula de señal que se libera en los basófilos y estimula la agregación de plaquetas y liberación de serotonina (vasoconstrictor).

GALACTOLÍPIDOS    

Uno o dos residuos de galactosa se unen al C-3 del diacilglicerol mediante un enlace glucosídico. Constituyen el 80-90% de los lípidos de membranas vegetales. Se localizan en las membranas tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos. Son los lípidos de membrana más abundantes de la biósfera.

SULFOLÍPIDOS

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Presente en las membranas vegetales (cloroplastos). Un residuo de glucosa sulfonado se une a un diacilglicerol por un enlace glucosídico.

LÍPIDOS DE MEMBRANA DE LAS ARQUEBACTERIAS Hidrocarburos ramificados de cadena larga (32 C) unidos en cada extremo al glicerol mediante enlaces ÉTER  Un residuo de glucosa sulfonado se une a un diacilglicerol por un enlace glucosídico. 

ESFINGOLÍPIDOS Son derivados de la esfingosina (amino-alcohol de cadena larga, también llamada 4-esfingetina) Tienen una cabeza polar y dos colas apolares. No contienen glicerol. Están compuestos de una molécula de esfingosina (o uno de sus derivados) + una molécula de ácido graso de cadena larga de entre 16-24 carbonos (unido por enlace amida) + un grupo de cabeza polar (unido por enlace glucosídico o fosfodiéster).  Se encuentran en las membranas celulares.  Los esfingolípidos de membrana funcionan como señales intracelulares.  Los oligosacáridos de cabeza de algunos esfingolípidos determinan en parte los grupos sanguíneos humanos.    

CERAMIDA  Estructura: esfingosina + ácido graso (unido por enlace amida al -NH2 del C-2)  Unidad estructural fundamental común en los esfingolípidos.  Es similar, estructuralmente, al diacilglicerol. ESFINGOMIELINAS  Se clasifican como fosfolípidos.  Su grupo de cabeza polar es fosfocolina o fosfoetanolamina (neutros/sin carga).  Se encuentran en las membranas plasmáticas de las células.  Forma la vaina de mielina que recubre y asila axones. GLUCOESFINGOLÍPIDOS/ GLUCOLÍPIDOS SIN CARGA/NEUTROS  Están en la cara externa de la membrana plasmática celular.  Su grupo de cabeza son 1 o más azúcares unidos al OH en el C-1 de la porción ceramida.  No contienen fosfato. CEREBRÓSIDOS  Tienen 1 solo azúcar unido a la ceramida por enlace O-glucosídico.  Pueden contener galactosa (se encuentran en células del tejido nervioso) o glucosa (se encuentran en otras células no nerviosas). GANGLIÓSIDOS  Son los esfingolípidos más complejos.  Se encuentran en la superficie exterior de la célula, en donde presentan puntos de reconocimiento molecular y celular.  Su grupo de cabeza lo forman oligosacáridos y uno o varios residuos terminales de ÁCIDO-NACETILNEURAMÍNICO/ ÁCIDO SIÁLICO.  El ácido siálico aporta una carga negativa.  Se nombran dependiendo del número de residuos de ácido siálico (GM- mono; GD-di; GT-tri; GQ-cuatro)

 Los oligosacáridos de cabeza de algunos esfingolípidos determinan en parte los grupos sanguíneos humanos. GLOBÓSIDOS  Tienen dos o más azúcares unidos a la ceramida. Los fosfolípidos y los esfingolípidos se degradan en lisosomas mediante enzimas hidrolíticas especiales para cada uno. ESTEROLES     

Son lípidos estructurales que están en la membrana celular. Tienen un núcleo esteroideo de 4 anillos fusionados (3 con 6 carbonos y 1 con 5 carbonos) Las bacterias no pueden sintetizar esteroles. Son precursores de productos biológicos con actividades específicas (hormonas y sales biliares). Se encuentra en células vegetales como estigmasterol (en plantas) y ergosterol (en hongos) COLESTEROL  Es el principal esterol en tejidos animales.  Es anfipático.  Tiene un cuerpo hidrocarbonado apolar (el núcleo esteroideo y la cadena hidrocarbonada lateral unida en C-17) y un grupo de cabeza polar (grupo hidroxilo unido en C-3).

10.3 LÍPIDOS COMO SEÑALES (HORMONAS), COFACTORES Y PIGMENTOS - (DESEMPEÑAN UN PAPEL ACTIVO) FOSFATIDILINOSITOLES  

Son derivados de la esfingosina Actúan como señales intracelulares, regulan el metabolismo y la estructura celulares. FOSFATIDILINOSITOL 4,5-BIFOSFATO  Sirve como sitio de unión para proteínas solubles y del citoesqueleto que ayudan a la fusión de la membrana en la exocitosis  Se encuentra en la parte interna (citoplásmica) de la mebrana plasmática.  Sirve como depósito de moléculas mensajeras para activar señales que “activan” a la QUINASA C:

ICOSANOIDES/ DE MENSAJES A LAS CÉLULAS VECINAS

EICOSANOIDES SON PORTADORES

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Son hormonas parácrinas derivadas de los ácidos grasos. Todos proceden del ÁCIDO ARAQUIDÓNICO (ácido graso insaturado de 20 carbonos) Intervienen en la función reproductora; inflamación, fiebre y dolor por lesiones o enfermedades; coagulación; regulación de la presión sanguínea y en la secreción de ácido por el estómago. PROTAGLANDINAS  Contienen un anillo de 5 carbonos.  El primer tejido del que fueron aisladas fue la próstata.  Hay dos grupos: PGE (son solubles en éter) y PGF (son solubles en tampón fosfato)  Regulan la síntesis de la molécula mensajera intracelular Camp (AMP 3´,5´cíclico) TROMBOXANOS  Contienen un anillo de 6 carbonos, que tiene una función ÉTER.  Son producidos por los trombocitos/ plaquetas.  Forman coágulos y reducen el flujo sanguíneo hacia el sitio del coágulo. LEUCOTRIENOS  Fueron encontrados por primera vez en leucocitos  Tienen 3 dobles enlaces conjugados.  Son señales biológicas poderosas.  Su sobreproducción produce ataques osmóticos.  El LEUCOTRIENO-D4 induce la contracción de músculo liso del pulmón.

La enzima PROSTAGLANDINA H2 SINTASA ayuda al paso del araquidonato a prostaglandinas y tromboxanos.  Los antiinflamatorios no esteroideos como aspirina, ibuprofeno y meclofenamato pueden inhibir esta enzima. 

HORMONAS ESTEROIDEAS Son derivados de los esteroles. Son más polares que el colesterol. Se desplazan en proteínas transportadoras en la sangre hasta los tejidos diana; ahí provocan cambios en la expresión génica y en el metabolismo.  La enorme afinidad de sus receptores en los tejidos diana hace que puedan llevar a cabo su función con muy bajas concentraciones.  Las principales son: hormonas sexuales (masculinas y femeninas) y hormonas de la corteza suprarrenal (cortisol y aldosterona).

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EN PLANTAS El fosfatidilinositol 4,5-bifosfato y la fosfolipasa liberan IP3, que regula las concentraciones intracelulares de NA.  El brasinólido y los brasinosteroides regulan el crecimiento de las plantas (velocidad y estructura).  El jasmonato es la señal que activa las defensas en respuesta a lesiones causadas por insectos. 

VITAMINAS   

Son compuestos lipídicos esenciales para la salud. Hay liposolubles (en disolventes orgánicos apolares) e hidrosolubles. Las vitaminas ADEK tienen múltiples unidades de isoprenos condensados.

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Vitaminas A y D son precursores hormonales.

VITAMINA D

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Su deficiencia produce raquitismo. D3/ COLECALCIFEROL  Se forma en la piel a partir de la reacción fotoquímica de 7-deshidrocolesterol.  No es una forma activa.  Los riñones y el hígado la convierten en 1,25-DIHIDROXICOLECALCIFEROL. D2/ ERGOCALCIFEROL  Producto comercial formado por la irradiación UV del ergosterol de levadura.  Se añade como suplemento dietético a leche y mantequilla. 1,25-DIHIDROXICOLECALCIFEROL  Regula la expresión génica; la captación de calcio en el intestino y la concentración de calcio en riñones y huesos.

VITAMINA A/ RETINOL        

Fue aislada de los aceites de hígado de pescado. Funciona como hormona y como pigmento de los ojos de los vertebrados. El ácido retinoico regula el desarrollo de tejido epitelial a través de proteínas receptoras en el núcleo. El retinal es un pigmento que reacciona a la luz de conos y bastones en la retina para producir una señal neuronal hacia el cerebro. El beta-caroteno es precursor de la vitamina A  su rotura produce 2 moléculas de ésta. La rodopsina (retinal + opsina) es un pigmento visual Son fuente de vitamina A: hígado, huevo, mantequilla y leche entera. Las deficiencias de vitamina A producen: ceguera nocturna y sequedad en piel, oídos y mucosas.

VITAMINA E/ TOCOFEROL    

Contiene un anillo aromático sustituido y una cadena isoprenoide larga Es un antioxidante biológico. Previene las lesiones oxidativas de lípidos en las membranas. Se encuentra en huevo, aceites vegetales y germen de trigo.

VITAMINA K 

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Es esencial para la coagulación  su anillo se oxida y se reduce mientras se forma la PROTROMBINA (enzima que rompe enlaces peptídicos para formar FIBRINA a partir de fibrinógeno; la fibrina ayuda a mantener unidos los coágulos). En las plantas verdes vitamina K1/ FILOQUINONA Sintetizada por bacterias gastrointestinales vitamina K2/ MENAQUINONA La WARFINA es un compuesto sintético que sirve como anticoagulante para pacientes operados o con trombosis coronaria. La UBIQUINONA/ COENZIMA Q participa en la síntesis de ATP en las mitocondrias. La PLASTOQUINONA participa en la síntesis de ATP en los cloroplastos. Los DOLICOLES (alcoholes isoprenoides) anclan y activan glúcidos en la membrana para sintetizar glúcidos complejos, glucoproteínas y glucolípidos.

10.5 PALABRAS CLAVE

ÁCIDO GRASO: Ácido carboxílico alifático de cadena larga que se encuentra en grasas y aceites naturales; es también componente de os fosfolípidos y glucolípidos de las membranas. CEREBRÓSIDO: Esfingolípido que contiene un residuo glucídico como grupo de cabeza. ESFINGOLÍPIDO: Lípido anfipático con un esqueleto de esfingosina al que están unidos un ácido graso de cadena larga y un alcohol polar. ESTEROLES: Clase de lípido que contienen el núcleo esteroideo. FOSFOLÍPIDO: Lípido que contiene uno o más grupos fosfato. GANGLIÓSIDO: Esfingolípidos que contienen oligosacáridos complejos como grupos de cabeza; especialmente abundantes en el tejido nervioso. GLICEROFOSFOLÍPIDO: Lípido anfipático con un esqueleto de glicerol; los ácidos grasos están unidos en enlace éster al C-1 y C-2 del glicerol, mientras que in alcohol polar está unido mediante enlace fosfodiéster al C-3. GLUCOLÍPIDO: Lípido que contiene un grupo glucídico. LEUCOTRIENOS: Familia de moléculas derivadas del araquidonato; contractores musculares que constriñen las vías aéreas en los pulmones y que están implicados en el asma. LIPASAS: Enzimas que catalizan la hidrólisis de triacilglicéridos. PLASMÓGENO: Fosfolípido con un sustituyente éter alquílico sobre el C-1 del glicerol. PROSTAGLANDINAS: Clase de moléculas reguladoras liposolubles de tipo hormonal que provienen del araquidonato y otros ácidos grasos poliinsaturados. . TOCOFEROLES: Formas de la vitamina E. TRIACILGLICEROL: Éster del glicerol con tres moléculas de ácido graso, también denominado triglicérido o grasa neutra. TROMBOXANOS: Clase de moléculas procedentes del arquidonato que intervienen en la agregación plaquetaria durante la coagulación de la sangre. VITAMINA: Sustancia orgánica requerida en pequeñas cantidades en la dieta de algunas especies; generalmente funciona como componente de un coenzima. COLESTEROL, CERAMIDA, DOLICO,L ESFINGOMIELINA, GALACTOLÍPIDO, GLUCOESFINGOLÍPIDO, GLUCOLÍPIDOS NEUTROS, LÍPIDO CON ENLACE ÉTE, VITAMINA A (RETINOL,VITAMINA D3, VITAMINA E, VITAMINA K...