Bioquimica

TEMA 21: LÍPIDOS

Concepto, Definición:

• Son un conjunto muy heterogéneo de biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O (en algunos casos también P y N).

• La principal característica que tienen en común es que son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos apolares (acetona, cloroformo...)

• Generalmente, presentan un brillo característico y son untuosos al tacto.

Características:

- no se disuelven en agua y muchos de ellos forman micelas (acidos grasos, fosfolípidos...).

- se pueden disolver en disolventes orgánicos como benceno, cloroformo, acetona

- son menos densos que el agua por lo que flotan sobre él

- son untosos al tacto.

Funciones en los seres vivos

• Fuente de energía y reserva energética (intercambiables con sacáridos,)

• Funcion estructural (bicapas lipídicas de membranas celulares)

• Función protectora (protección mecánica, aislantes térmicos, impregnacion -protección e impermeabilización, de pelo, plumaje, hojas de plantas..-)

• Función hormonal y reguladora (hormonas, vitaminas liposolubles, receptores celulares…)

• Otras: Las vitaminas liposolubles (A, D, E y K) solo pueden ser digeridas, absorbidas y transportadas en conjunto con las grasas (lipoproteinas).

• Las grasas son fuentes de ácidos grasos esenciales (los que el organismo no puede sintetizar).

Clasificación:

Los lipidos se clasifican en dos grandes categorias compuestas a su vez de varios grupos:

Lípidos

Saponificables No saponificables

• Ácidos grasos

• Grasas neutras (Acil-gliceridos)

• Céridos

• Lípidos complejos o de membrana (glicerolípidos y esfingolípidos)

• Eicosanoides (Prostaglandinas, etc.) • Terpenos (o isoprenoides)

• Esteroides

LÍPIDOS SAPONIFICABLES:

 Ácidos grasos (a.c. saturados e insaturados) y acil-glicéridos

• Estan formados por un grupo carboxilo como grupo funcional y una larga cadena hidrocarbonada.

• Son constituyentes de moléculas más grandes, como por ejemplo: grasas neutras (acilglicéridos), fosfolípidos, etc.

• La parte que contiene el grupo carboxilo tiene carga negativa en contacto con el agua (libera un H+) por lo que representa carácter ácido. El resto es apolar e hidrófobo y como esta parte es mayor, no se disuelven en el agua.

• Tienen carácter débilmente antipático (el grupo COOH es hidrófilo y la cadena hidrocarbonada es hidrofóba).

• El grupo de carbonos es normalmente un número par (los más abundantes en la naturaleza son de 16-22 carbonos).

A.c. saturados:

• No tienen dobles enlaces y tienen todos los sitios de H ocupados.

• Los enlaces entre las moléculas son muy débiles (fuerzas de dispersión, London) pero muy numerosos

p.ej: Palmítico (16C), Esteráico (18C)

A.c. insaturados:

• Presentan dobles enlaces

• Las interacciones intermoleculares son muy débiles y menos numerosas (debido a que las cadena hidrcarbonadas tienen formas más irregulares y es más dificil establecer estos enlaces)

p.ej: Oleico (18C)

Grasas neutras (Acilglicéridos y triglicéridos):

• Son esteres de un trialcohol (glicerina) y de uno a tres ácidos grasos (monoacilglicéridos (monoglicéridos), diacilglicéridos (diglicéridos) y triacilglicéridos (triglicéridos)).

• Mono y digléceridos tienen carácter débilmente antipático, los triglicéridos no lo tienen (son muy hidrofóbicos).

• Sus funciones principales son combustibles energéticos y como reserva de energía (almacenan mucha energía en poco peso (más que glúcidos y proteinas))

• También tienen función protectora (térmica, mecánica..)

Dependiendo del número de instauraciones en las cadenas de ácidos grasos los acilglicéridos pueden ser sólidos, semilsólidos o líquidos a temperatura ambiente, según esto se clasifícan en:

• Sebos y mantecas: sólidos a temperatura ambiente, los ácidos grasos que lo componen son saturados (las mantecas son semisólidas, “más blandas”). En los animales de sangre fría y en los vegetales hay aceites, y en los animales de sangre caliente hay sebos.

• Aceites: líquidos a temperatura ambiente, los ácidos grasos que lo componen son insaturados.

Por hidrogenación, los ácidos grasos insaturados de los aceites pierden sus dobles enlaces y se saturan, por lo cual el aceite pasa a estado sólido. Esta propiedad se utiliza en la industria para fabricar mantequillas a partir de aceites

Propiedades químicas:

1. Esterificación (=formacion ): Reacción del grupo carboxilo con un grupo hidroxilo:

(ácido + alcohol éster + agua).

(triglícerido + alcohol éster + 3 aguas).

El grupo ácido (carboxílico) reacciona con los alcoholes formando ésteres y agua (a partir del OH del ácido y H del alcohol). En laboratorio esta reacción se da en ambiente ácido

2. Saponificación: Hidrólisis de un éster en un medio alcalino

Éster + álcali(base fuerte, hidróxido) jabón + alcohol).

Jabón: sal del ácido orgánico que resulta de la hidrólisis en medio alcalino de un éster.

Triglícerido + álcali(base fuerte, hidróxido) 3 jabónes + trialcoholo (glicerina).

- se forma sal alcalina del ácido graso (el jabon) y alcohol

- se usa generalmente KOH y NaOH, porque son solubles en agua

- La molécula de jabón tiene carácter anfipático = parte lipofoba/hidrofila y lipofila/hidrofoba

- Se usa para la limpieza de sustancias grasas

a) jabon sólido: sales de Na formadas por acidos grasos saturados

b) jabon líquido: sales de K y de Na formados por acidos grasos insaturados

Ablandamiento de agua

- cuando tengo agua dura, hay hidrocarbonatos de calcio o magnesio, que a temperaturas altas se pueden dehidrogenar formando carbonatos (cal etc), que son insolubles y formas una costra en la superficie

- el estearato de calcio/magnesio tambien se precipita, pero no se queda en forma de la costra

Limpieza

- gracias al carácter anfipático

- se forman las micelas coloidales

3. Hidrogenación: Eliminación de las insaturaciones añadiendo H en presencia de un catalizador.

 Céridos

• Se forman por la unión de un ácido graso de cadena larga (de 14 a 36 carbonos) con un monoalcohol-él también es de cadena larga (de 16 a 30 carbonos) mediante un enlace éster

• Sus funciones habituales son la proteccion e impermeabilización (del exoesqueleto, la piel, plumas, pelo, recubrimiento de hojas..).

 Lípidos complejos o de membrana :

• En su composición intervienen ácidos grasos y otros componentes como alcoholes, glúcidos, ácido fosfórico, derivados aminados etc.

• Son moléculas anfipáticas con una zona hidrófoba (cola), en la que los ácidos grasos están unidos mediante enlaces ester a un alcohol (glicerina o esfingosina2), y una zona hidrófila (cabeza), originada por los restantes componentes no lipídicos que también están unidos al alcohol.

• A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares.

• Encontramos los siguientes tipos2:

Glicerolípidos

(ac. Grasos+gllicerina+...) a) Gliceroglucolípidos

b) Glicerofosfolípidos o fosfoglicéridos (fosfolípidos)

Esfingolípidos (ceramidas)

(ac. Grasos+esfingosina +...) a) Esfingoglucolípidos

b) Esfingofosfólípidos

De todos ellos los más importantes son los derivados fosforilados (con un grupo fosfato) denominados fosfolípidos

Fosfolípidos: Fosfoglicéridos y esfingo(fosfo)lípidos:

Los fosfoglicéridos son fosfolípidos que derivan de glicerina y los esfingolípidos de esfingosina

Fosfoglicéridos2: la estructura de la molécula es un ácido fosfatídico. Este ácido está compuesto por dos ácidos grasos, uno saturado y otro generalmente no saturado- una glicerina y un ácido ortofosfórico y la unión es de tipo éster

Esfingolípidos2: están compuestos por una molécula denominada ceramida (compuesta por un ácido graso y una esfingosina -un alcohol nitrogenado de 18 átomos de Carbono -)

Su importancia biológica radica en que forman partes de las membranas celulares.

 Eicosanoides (Prostaglandinas, etc. ver anexo)

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES:

Esteroides y terpenos (o isoprenoides) no realizan la reacción de saponificación

 Terpenos o Isoprenoides

Se forman por la unión de unidades múltiples del isopreno (hidrocarburo de cinco átomos de carbono).

Pueden formar moléculas lineales o cíclicas.

La clasificación de los terpenos se basa en el número de monómeros de isopreno que forman la molécula:

• monoterpenos (2 monómeros de isopreno): en las esencias vegetales (olor y sabor). Ej: el mentol de la menta, el limoneno del limón y el geraniol del geranio

• Sesquiterpenos (3 monómeros)

• Diterpenos (4): Ej: el fitol, alcohol que forma parte de la clorofila, y por las vitaininas A, E y K o el retinal (derivado de la vit A esencial para la visión).

• Triterpenos (6),

• Tetraterpenos

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