Nivel Bioquímico. Los lípidos.

Dr. Jorge Luis Góngora Cedeño.

Numerosas son las definiciones de lípidos. Hay autores que para un manejo práctico la definen como formaciones moleculares que sirven como reserva de energía y son la base de las estructuras bióticas. Otros como un grupo de compuestos muy heterogéneo, cuya única característica común es la insolubilidad en agua y otros solventes polares.  Son solubles solamente en solventes no polares como el éter, benceno, cloroformo, etc. Entre las biomoléculas los lípidos son los únicos que en general no forman polímeros, aunque algunos pueden considerarse macromoléculas. Los lípidos son un grupo heterogéneo de sustancias orgánicas que se encuentran en los organismos vivos, son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre. 

En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, aunque las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. etc.Entre los lípidos más importantes se hallan los fosfolípidos componentes mayoritarios de la membrana de la célula. Los fosfolípidos limitan el paso de agua y compuestos hidrosolubles a través de la membrana celular, permitiendo así a la célula mantener un reparto desigual de estas sustancias entre el exterior y el interior.Las grasas y aceites , también llamados triglicéridos , son también otro tipo de lípidos. Sirven como depósitos de reserva de energía en las células animales y vegetales. Cada molécula de grasa está formada por cadenas de ácidos grasos unidas a un alcohol llamado glicerol o glicerina. 

Los lípidos cumplen diversas funciones en el organismo como son:

• Energética: pueden utilizarse como reserva energética, debido a que aportan más del doble de energía que la producida por los glúcidos.
• Reguladora: por ejemplo, el colesterol es un precursor de hormonas sexuales y de la vitamina D, las cuales desempeñan funciones de regulación.
• Transporte: la grasa dietética suministra los ácidos grasos esenciales, es decir, el ácido linolénico y el ácido linoleico, siendo necesaria para transportar las vitaminas A, D, E y K que son solubles en grasas y para ayudar en su absorción intestinal.
• Estructural: hay distintos lípidos, como el colesterol y los fosfolípidos, que constituyen parte de las membranas biológicas.

Necesidades diarias de lípidos.

Se recomienda que las grasas de la dieta aporten entre el veinte y el treinta por ciento de las necesidades energéticas diarias. Pero nuestro organismo no hace el mismo uso de los diferentes tipos de grasa, por lo que este treinta por ciento deberá estar compuesto por diez por ciento de grasas saturadas (grasa de origen animal), cinco por ciento de grasas insaturadas (aceite de oliva) y cinco por ciento de grasas poliinsaturadas (aceites de semillas y frutos secos).

Acidos grasos.

Están formados por cadenas hidrocarbonadas, que tienen número par de carbonos (entre 4 y 22 átomos) y un grupo carboxilo en uno de los extremos.Los ácidos grasos pueden ser saturados o insaturados. En los primeros los átomos de carbono de la cadena están unidos mediante enlaces simples, en cambio en los insaturados la cadena presenta dobles enlaces entre carbonos.

Funciones biológicas.

1.    Son constituyentes de moléculas más grandes, como por ejemplo: grasas, fosfolípidos, etc.

2.    son combustibles celulares de elección.

Algunos ácidos grasos de importancia biológica grasas neutras.

Una grasa neutra consiste en una molécula de glicerol unida a uno, dos o tres ácidos grasos. El glicerol es un alcohol de tres carbonos. A temperatura ambiente, estos lípidos pueden resultar líquidos o sólidos, dependiendo del largo de las cadenas de ácidos grasos y si están saturados o no. Cuánto más saturados y largos sean los ácidos grasos de una grasa neutra, podrán compactarse e interactuar mejor, determinando la formación de un compuesto sólido a la temperatura ambiente, a los que vulgarmente llamamos grasas. Por el contrario, cuanto más insaturados y más cortos sean los ácidos grasos, más inconvenientes tendrán para interactuar, pues los dobles enlaces impiden que las colas de los ácidos grasos de las moléculas de grasa puedan moverse libremente, determinando así una sustancia líquida a la temperatura ambiente llamada aceite.

Funciones biológicas.

Las grasas y aceites cumplen principalmente con la función de reserva de energía en forma más eficiente que los glúcidos. Esto se debe a que son hidrofóbicos y al no hidratarse ocupan menos volumen que el glucógeno y además, tienen más hidrógenos en su estructura, por lo cual rinden más energía que los azucares.Actúan en la termorregulación, como aislante térmico. Por ejemplo en los animales que viven en las zonas frías del planeta tienen una importante capa de grasa subdérmica que ayuda a mantener la temperatura interna. Además como repelen al agua evitan la perdida de calor corporal por efectos de la transpiración.

Ceras

Las ceras son lípidos compuestos por alcoholes y ácidos grasos de alto número de carbonos. También son importantes las ceras que se forman con el colesterol.

Funciones biológicas.

Sirven de cubierta protectora en la piel, pelos, plumas y estructuras delicadas como los oídos de los animales. En las plantas las encontramos recubriendo por ejemplo las hojas y los frutos. Las abejas utilizan ceras con fines estructurales, para fabricar los panales de las colmenas.

Fosfoglicéridos.

Son conocidos con el nombre de fosfolípidos. Poseen una molécula de glicerol unida a dos ácidos grasos y un ácido fosfórico. Además, el grupo fosfato puede llevar unida una molécula de naturaleza variable a la que llamamos resto (R), por ejemplo, un alcohol.Los fosfoglicéridos poseen una cabeza polar o hidrofílica constituida por el ácido fosfórico y el resto (generalmente un alcohol o base nitrogenada) y dos colas no polares o hidrofóbicas que corresponden a las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos. Por este motivo se dice que son moléculas anfipáticas. En solución acuosa éstas se ordenan formando bicapas.

Funciones biológicas.

1.    Son componentes principales de las membranas biológicas.

2.    Forman parte de la vaina de mielina que recubre a los axones de las células nerviosas.

Glucolípidos y esfingolípidos.

Estos lípidos están formados por una ceramida, es decir, un ácido graso unido a un alcohol llamado esfingosina por medio de una unión amida.Si además del ácido graso, también lleva unido un grupo fosfato tenemos un esfingofosfolípido.Si al grupo fosfato se une un alcohol y éste es la colina, obtenemos la esfingomielina.Los glupolípidos están formados por la ceramida unida a un monosacárido u oligosacáridos.Los cerebrósidos son los más sencillos, en cambio, otros como los gangliósidos son más complejos porque presentan un oligosacárido ramificado.

Funciones biológicas.

Al igual que los fosfolípidos y el colesterol los glucolípidos son moléculas anfipáticas y junto a éstos forma parte de la estructura básica de las membranas biológicas.

Lipoproteínas.

Resultan de la unión de lípidos con proteínas solubles. En éste complejo la proteína ocuparía la parte periférica de modo que puede interactuar con el agua  de esta manera circulan los lípidos por el plasma.

De acuerdo al porcentaje relativo de lípidos y proteínas presentes se los clasifica en:

l        Lipoproteínas de alta densidad ( HDL)

l        Lipoproteínas de densidad intermedia ( IDL)

l        Lipoproteínas de baja densidad  (LDL)

l        Lipoproteínas de muy baja densidad ( VLDL)

l        Quilomicrones

Las primeras son ricas en proteínas y son las que producen el recambio de colesterol de los tejidos hacia el hígado.  El colesterol que forma parte de estas lipoproteínas es el que se conoce como colesterol “ bueno”.  Las lipoproteínas de baja y muy baja densidad son ricos en lípidos y son las que transportan el colesterol y los trigliceridos desde el hígado a los tejidos.  El colesterol asociado a estas lipoproteínas se conoce como colesterol “malo”, ya que es el responsable de los depósitos grasos que se forman en algunos vasos sanguíneos provocando los llamados ateromas

Prostaglandinas.

Constituyen una familia de derivados de ácidos grasos insaturados de 20 C, como el araquidónico. Tienen una gran variedad de efectos biológicos de naturaleza regulatoria. Por ejemplo: modulan la actividad hormonal y producen la contracción del músculo liso.

Terpenos.

Están constituidos por unidades múltiples del hidrocarburo de cinco átomos de carbono isopreno. Pueden formar moléculas lineales o cíclicas. En los vegetales se han encontrado un número importante de terpenos. Por ejemplo el caucho, el fitol que forma parte de la clorofila, o el b-caroteno precursor de la vitamina A y el retinal, esencial para la visión.

Esteroides.

Están formados básicamente, por un esqueleto carbonado de cuatro ciclos llamado Ciclopentanoperhidrofenantreno, formado a su vez por la repetición de muchos isoprenos.

Funciones biológicas.

El esteroide más conocido es el colesterol, presente en las membranas biológicas de todos las células excepto la de las bacterias. Este, a su vez, es precursor de muchos esteroides como las hormonas sexuales (Progesterona, estrógenos, testosterona), las hormonas de la corteza suprarenal (glucorticoides, mineralocorticoides), los ácidos biliares y la vitamina A, que son solo algunos ejemplos.   Los esteroides desempeñan funciones diferentes de acuerdo a los grupos químicos que están unidos a su estructura básica.

Tabla 2.3 - Principales hormonas esteroideas
Hormona	Clase		Lugar de síntesis	Acción biológica
Estradiol	Estrógeno		ovario	Desarrollo y mantenimiento de las características sexuales femeninas
Progesterona			Cuerpo lúteo, placenta	Prepara al útero para la implantación. Suprime la ovulación durante el embarazo
Testosterona	Andrógeno		Testículo	Desarrollo y mantenimiento de las características sexuales masculinas
Aldosterona	Mineralocorticoide		Corteza suprarrenal	Favorece la absorción de Na+ en los túbulos renales.
Cortisol	Glucocorticoide		Corteza suprarrenal	Favorece la gluconeogénesis. Suprime la respuesta inflamatoria.

Principales metabolitos de la vitamina D

La vitamina D (Calcitriol) se considera actualmente como una hormona y no como una vitamina, ya que la vitamina D3 (colecalciferol) se produce por irradiación con luz ultravioleta del 7-deshidrocolesterol, el cual es un metabolito normal del colesterol que se encuentra en la piel. La vitamina D que se absorbe de la dieta o que se forma en la piel se hidroxila para dar lugar a 1,25-dihidroxicolecalciferol en dos pasos, gracias a enzimas específicas del hígado y del riñón. Esta hormona controla el metabolismo del Ca²⁺ y del fosfato en tejidos blanco.

Más que interrogantes son preguntas sobre el tema.

1.        ¿Cuáles son los elementos más abundantes en los seres vivos?

2.       Describa brevemente la estructura de un átomo.

3.       ¿Cuál es la importancia del átomo del carbono?

4.       ¿Qué tipos de uniones químicas conoce? Menciones ejemplos de importancia biológica.

5.       ¿Qué características del agua son consecuencia de la formación de puentes de hidrógeno entre sus moléculas.

6.       Mencione tres iones de importancia biológica, describiendo sus funciones.

7.       ¿Cuál es la diferencia estructural entre la amilosa y la amilopectina? ¿ Cuál es la diferencia entre amilopectina y el glucógeno?

8.       ¿Qué entiende por unión glucosídica?

9.       ¿Qué es un oligosacárido de membrana? ¿Qué función cumple? ¿Cuál es su importancia?

10.    Desde el punto de vista energético ¿Cuál es la diferencia entre glucosa y el almidón?

11.     Si una persona consume una dieta rica en hidratos de carbono con más calorías que las que necesita, los hidratos de carbono se transforman en triglicéridos. ¿Por qué? ¿cuáles son las ventajas de este mecanismo?

12.    La molécula de colesterol ¿es antipática?

13.    ¿Qué lípidos son importantes como constituyente de las membranas? ¿ Qué característica en común presentan ? (realice un esquema)

14.    ¿Qué molécula esteroide es la precursora de las hormonas sexuales?

15.    Mencione un lípido con función estructural, uno con función de reserva y otro con función hormonal.

Referencias bibliográficas.

1. http://www.Chem.UCLA.edu/Harding/Notes/notes_14C_lipids.pdf
2. http://www.Albany.edu/faculty/cs812/bio366/L04_Lipids.pdf
3. http://Science.Marshall.edu/Castella/chm204/chap19.pdf
4. http://ocw.jhsph.edu/Courses/humannutrition/PDFs/Lecture4.pdf
5. http://www.Sci.uidaho.edu/BIONET/biol115/t2_basics_of_life/PDF/T2L2M3_Lipids_transcript.pdf
6. http://www.Biochem.wisc.edu/Seminars/steenbock/symposium34/34th_Steenbock.pdf
7. Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2008
   http://es.encarta.msn.com © 1997-2008 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. http://www.monografias.com/trabajos16/lipidos/lipidos.shtml
8. Donatelle, R. J. Health, The Basics. 6th ed. San Francisco: Pearson Education, Inc. 2005.
9. Mozaffarian D, Katan MB, Ascherio A, Stampfer MJ, Willett WC (April 2006). "Trans Fatty Acids and Cardiovascular Disease". New England Journal of Medicine 354 (15):1601-1613. 
10. Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre lípidos.
11. Volver arribaStryer L, Berg JM, Tymoczko JL. Biochemistry. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 9780716787242. Saltar a:^a b Mc Murry, John (2008). «27». En Sergio R. Cervantes. Química Orgánica. México: Cengage Learning. p. 1060. ISBN 6074813493.
12. Volver arribaRodriguez - Pérez, Arcadio de la Cruz - María Esther de la Cruz (2006). «Biololeculas». En McGraw-Hill. Química Orgánica Vivencial. México: McGraw-hill. p. 341. ISBN 970105833X.