Unidad 4. los lípidos PDF

Preview

Summary

desarrollo de los lípidos, explicando su forma molécular, funciones, necesediades en el cuerpo humano......

Description

UNIDAD 4. LÍPIDOS

1. INTRODUCCIÓN Los lípidos se definen como moléculas insolubles en agua que son muy solubles en disolventes orgánicos. Es una biomolécula muy importante porque tiene diversas funciones bioquímicas:

- Almacenaje/reserva de energía - Función estructural (componentes claves de las membranas celulares) Reconocimiento y señalización celular (participan en rutas de transducción de señales).

- A diferencia de otras biomoléculas, los lípidos no forman polímeros. Sus propiedades individuales y colectivas (en forma de asociaciones no covalentes) les hacen extraordinariamente importantes. 2. LÍPIDOS DE ALMACENAMIENTO • ÁCIDOS GRASOS Las grasas son cadenas de átomos de carbono unidos a hidrógeno, denominadas hidrocarburos, que terminan con grupo carboxílico. Estas cadenas hidrocarbonadas, son de distinta longitud y pueden tener uno o varios dobles enlaces, según el tipo de grasa. Los ácidos grasos más abundantes en la naturaleza están formados por cadenas de 14 a 24 átomos de carbono. Las grasas son buenos combustibles (fuentes de energía ) porque están más reducidas que los carbohidratos; es decir, los átomos de carbono están unidos a átomos de hidrógeno o a otros átomos de carbono en vez de a átomos de oxígeno, como es el caso de los carbohidratos. Graciasa este mayor grado de reducción, las grasas proporcionan más energía que los hidratos de carbono al ser sometidas a combustión para producir CO2 Y H2O.

1

La parte que contiene el grupo carboxilo manifiesta carga negativa en contacto con el agua, por lo que presenta carácter ácido. El resto de la cadena no presenta polaridad y es una estructura hidrofóbica. Como la cadena apolar es mucho más grande que la parte de la carga polar, la molécula no se disuelve en agua. Las grasas tienen nombres comunes y nombres sistemáticos. Aunque en el caso de los ácidos grasos utilizaremos los nombres comunes es importante conocer también su nomenclatura sistemática ya que a veces es necesario utilizarla para evitar confusiones. El nombre sistemático de un ácido graso deriva del nombre del hidrocarburo del que procede sustituyendo la O final por la terminación -OICO. Los ácidos grasos se clasifican en: • Saturados: ácidos grasos formados únicamente por enlaces sencillos. Cada átomo de carbono se encuentra unido a otros 4 átomos. Unión entre varias moléculas mediante fuerzas de Van Der Waals. Cuando mayor sea la cadena, mayor es la posibilidad de formación de estas interacciones débiles. A temperatura ambiente son sólidos. • Instaurados: ácidos grasos com uno o más dobles o triples enlaces. Tienen más problemas para formar uniones mediante fuerzas de Van Der Waals entre ellas. A temperatura ambiente suelen estar en medio líquido. Cuando hay dobles enlaces hablamos de la existencia de isomería cis y trans. 1. Los isómeros cis, que son aquellos que tienen los 2 sustituyentes más pesados orientados hacia el mismo lado de la molécula, son los que forman la mayoría de ácidos grasos/lípidos naturales. 2. Los isómeros trans, por contra forman la mayoría de los ácidos grasos sintéticos. !

2

Clasificación de los lípidos según su polaridad: • Lípidos neutros (apolares): no tienen carga eléctrica ni una polaridad apreciable. Incluye ácidos grasos de más de 12 carbonos, acilgliceroles, esteroles y sus ésteres, y sus ésteres, carotenoides, ceras, tocoferoles. • Lípidos polares (anfipáticos): poseen una polaridad apreciable, o incluso carga eléctrica; se suele distinguir una región hidrófoba o apolar y una hidrófila o polar. ! La composición y la estructura de un ácido graso también se puede indicar mediante números: • La notación 18:0 indica un ácido graso C18 sin dobles enlaces (ác. graso saturado) • La notación 18:2 indica un ácido graso C18 en el que hay 2 dobles enlaces (ác. graso ! insaturado). La posición del doble enlace se representa mediante el símbolo X seguido de un superíndice numérico. ! Los átomos de carbono de los ácidos grasos se suelen numerar empezando por el extremo carboxilo. Es frecuente referirse a los átomos de carbono 2 y 3 como carbonos ⍺ y B respectivamente. El último átomo de carbono de la cadena, que es casi siempre el átomo de carbono de un grupo metilo., se denomina átomo de carbono ⍹ (omega). A pH fisiológico, los ácidos grasos están ionizados (como los aminoácidos), de forma que es preferible referirse a ellos como forma carboxilato: el palmitato es la forma ionizada del ácido palmítico. Los ácidos grasos varían en la longitud de la cadena y en el grado de saturación: • En los sistemas biológicos los ácidos grasos suelen tener un número par de átomos de carbono, normalmente entre 14 - 24, siendo los ácidos grasos de 16 y 18 átomos de carbono los más abundantes. • En la mayoría de los ácidos grasos instaurados, la configuración de los dobles enlaces es cis. • En los ácidos grasos poliinsaturados, los dobles enlaces están separados por al menos un grupo metileno (CH2). • Las propiedades de los ácidos grasos y de los lípidos derivados de ellos dependen notablemente de la longitud de la cadena y del grado de saturación.

3

• Los ácidos grasos insaturados tienen puntos de fusión más bajos que los ácidos grasos saturados de igual longitud. Por ejemplo, el punto de fusión del ácido esteárico es de 69,6oC mientras que el del ácido oleico (que contiene 1 doble enlace cis) es de 13,4oC. Los puntos de fusión de los ácidos grasos poliinsaturados de la serie C18 son todavía más bajos. • La presencia de un enlace cis introduce un acodamiento en el ácido graso y hace que el empaquetamiento compacto de las cadenas resulte imposible. Al no haber empaquetamiento compacto, se reduce el no de interacciones de Van Der Waals entre las cadenas, lo que reduce la temperatura de fusión. • La longitud de la cadena también afecta al punto de fusión tal y como queda reflejado por el hecho de que la temperatura de fusión del ácido palmítico (C16) es de 6,5o menor que la del ácido esteárico (C18). • "Por lo tanto las longitudes de cadena cortas y las insaturaciones cis aumentar la fluidez de los ácidos grasos y de sus derivados. ! • TRIACILGLICÉRIDO ! A pesar de que los ácidos grasos sean nuestra principal fuente de energía, la concentración de ácidos libres en las células o en la sangre es pequeña porque los ácidos grasos son ácidos fuertes. La concentración elevada de estas moléculas desbaratan el equilibrio de pH de las células y por esta razón los ácidos grasos los encontramos almacenados formando triacilgliceroles. ! Los triacilgliceroles son el resultado de la esterificación de un trialcohol (glicerol), con tres ácidos grasos a través de un enlace tipo éster. (En todas las reacciones de esterificación se libera una molécula de agua). !

4

Hay 2 tipos de triacilglicéridos: ! 1. Simples: formados por un mismo tipo ácido graso. El hecho de que el triacilglicérido esté constituido por el mismo tipo de ácido graso hace que no tenga carbono asimétrico (no tiene los 4 sustituyentes distintos) o lo que es lo mismo provoca que la molécula no tenga quiralidad. 2. Compuestos: formados por distintos ácidos grasos. Tiene un carbono asimétrico, la molécula tiene quiralidad. Carbono proquiral: probablemente se transforme en asimétrico. Los triacilgliceroles son moléculas apolares puesto que cuando los ácidos grasos se unen al glicerol mediante enlace éster, las partes polares se anulan. Los triglicéridos son la principal reserva de energía de nuestro organismo. Ya lo hemos explicado anteriormente pero es importante saber que los ácidos grasos son más ricos en energía que los carbohidratos. Comparados con los carbohidratos, los ácidos grasos almacenan energía más eficazmente en forma de triacilgliceroles, que son hidrológicos y, por lo tanto, se almacenan de manera prácticamente anidar. Por el contrario los hidratos de carbono (glucosa) se une al agua. En mamíferos, el principal lugar de acumulación de triacilgliceroles es el tejido adiposo, que se distribuye por debajo de la piel y en otras zonas distribuidas por todo el organismo. En las células adiposas (células de grasa), las gotitas de triacilglicerol se fusionan por coalescencia para formar un gran glóbulo en el citoplasma llamado gota lipídica que puede ocupar la mayor parte del volumen de la célula. Las células adiposas están especializadas en la síntesis y almacenamiento de triacilgliceroles, así como en su movilización, transformándolos en moléculas combustibles que son transportadas por la sangre a otros tejidos. El tejido adiposa también actúa como aislante térmico que ayuda a mantener la temperatura corporal.

5

• CERAS Esterilización de un alcohol primario de cadena larga con un ácido graso de cadena grasa. Almacenamiento de energía y función estructural. Apolares.

3. LÍPIDOS ESTRUCTURALES ! Moléculas serán antipáticas. La mayoría de los lípidos estructurales se van a encontrar formando membranas biológicas. 2 grandes famílias: • FOSFOGLICÉRIDOS Compuestos formados por ácido fosfatídico y una molécula compleja compuesta por: 1. Glicerol: alcohol con 3 grupos hidroxilo. 2. En la que se han esterilizado 2 ácidos grasos (1 saturado y otro insaturado) 3. Un grupo fosfato (H2PO4-) 4. A su vez, el grupo fosfato se une a un alcohol o una amina. ! Se sintetiza en el retículo endoplasmático liso (REL). Función estructural. Carácter anfipático. Hay algunos que no pertenecen a esta estructura clásica, uno de los ácidos grasos en lugar de estar pegados al glicerol mediante un enlace éster, esta unido mediante un enlace éter. • ESFINGOLÍPIDOS Fosfolípidos que se forman sobre un esqueleto de esfingosina.Esfingosina: aminoalcohol que contiene una larga cadena hidrocarbonada insaturada. Se sintetizan en el Ap. Golgi.Los hay con o sin fosfato: 6

• Fosfoesfingolípidos, esfingomielinas: esfingolípido que suele estar presente en las membranas. En la esfingomielina, el grupo amigo del esqueleto de esfingosina está unido a un ácido graso mediante un enlace amida. Además, el grupo hidroxilo primario de la esfingosina se encuentra unido a la fosforilcolina por medio de un enlace éster. La esfingomielina se encuentra en la membrana plasmática de multitud de células pero es especialmente abundante en las vainas de mielina de las células nerviosas. • Glucoesfingolípidos, glucolípidos: tienen como grupo polar un glúcido. 1. Cerebrósido: monosacárido 2. Gangliósido: polisacárido 3. Galactolípidos: 1 o 2 resíduos de galactita están unidos por enlace glucosídico con el C3 de un diacilglicérido. Están localizados en las membranas de los tilacoides (cloroplastos) 4. Sulfolípidos: 1 residuo de glucosa sulfurado se une a un diacilglicerol por un enlace glucosídico. ! La esfingosina se haya unida a un ácido graso de cadena larga mediante un enlace amida formando la cerámica. Función estructural Antipáticos

"

7

• ESTEROLES Son moléculas que encontramos formando parte de la membrana. Todas formarán un núcleo esteroideo. Son estructuras anfipáticas. Tiene función estructural. También contribuyen a fluidez de la membrana. Cuando hay gran cantidad de colesterol, se forman unas especies de bolsas, denominadas balsas lipídicas donde navegan los fosfolípidos. Colesterol: a partir de este, se pueden obtener derivados que son más polares mediante la incorporación de otros grupos funcionales. El colesterol es componente de los ácidos biliares y hormonas esteroideas.

4. FOSFOLÍPIDOS SEÑALIZADORES ! Lípidos estructurales y de almacenamiento que también tienen función señalizadora. • FOSFATIDILINOSITOL Principal función: estructural (membranas biológicas). Segundo mensajero químico dentro del proceso de señalización celular. ¿Cómo transcurre el proceso de señalización celular? Una molécula se une a una proteína transmembrana y al activarse activa la proteína se que activa a la fosfolipasa C que lo que hace es separar el fosfatidil inositol liberando IP3 (inositol trifosfato) y diacilglicerol que actuará como segundo mensajero químico en el proceso de señalización. • EICOSANOIDES Hormonas paracrinas (actividad local) involucrados en procesos de:

-

contracción muscular lisa secreción gástrica inflamación procesos de dolor fiebre

8

Tipos: !

- Prostaglandinas: están involucradas en procesos de secreción gástrica, fiebre, inflamación y dolor.

- Trombohexanos: moléculas sintetizadas por las plaquetas que participan en la coagulación sanguínea.

- Leucotrienos: deben su nombre a que fueron primeramente asilados de leucocitos. Participan en la contracción de la musculatura lisa. ! Son derivados del ácido araquidónico. ! AINES (antiinflamatorio no esteroideo): bloquea la producción de prostaglandinas y trombohexanos por lo que nos deja de doler la cabeza... Sin embargo también tiene efectos secundarios como por ejemplo la no coagulación de la sangre... !

9

• HORMONAS ESTEROIDEAS Hormonas endocrinas más polares derivadas del colesterol. Son: testosterona, estradiol, cortisol, aldosterona. Son moléculas señalizadoras. ¿Cómo participan en la señalización? No tienen un receptor de membrana, por sus características difunden por transporte pasivo a través de la membrana. Una vez la hormona está en el citoplasma se le unen unas importinas que la transporta al interior del núcleo en el cual la hormona actuará como un factor de transcripción que se unirá a las regiones promotoras de los generas para transcribir la secuencia genética sintetizando la proteína. Una vez llega al núcleo se comporta como un factor de transcripción (se une a regiones promotoras, síntesis de proteínas) Existen 2 tipos de hormonas esteroideas: • Sexuales:

- Testosterona: regula la aparición de caracteres sexuales masculinos) - Estradiol: regula la aparición de caracteres sexuales femeninos) - Progesterona: interviene en la gestación) • Suprarrenales:

- Cortisol: potencia/ acelera el metabolismo de los hidratos de carbono y proteínas) - Aldosterona: participa en la homeostasia; involucrada en regular los niveles homeostáticos de Na y K) • Prednisona y prednisolona: actúan como antiinflamatorios ! • VITAMINAS LIPOSOLUBLES: TERPENOS ! Las vitaminas son micronutrientes esenciales que no somos capaces de sintetizar. Hay 2 clases: • Hiposolubles: aportan compuestos orgánicos para dar lugar a coenzimas. Se pueden extraer de los alimentos con disolventes acuosos. • Liposolubles: función sañalizadora. Todos se forman a partir del isopreno. Solubles en disolventes orgánicos. Las vitaminas las obtenemos mediante la dieta. Contienen en su estructura isopreno. 10...