Los esfingolípidos

Al igual que los glicerolípidos, los esfingolípidos son lípidos de membrana complejos de carácter anfipático, por lo que se encuentran en las membranas de todas las células eucarióticas, especialmente en las del tejido nervioso. Su unidad estructural es la ceramida, formada por la unión de una molécula de esfingosina con un ácido graso:

  • Glicerolípidos = glicerina + ácido graso + otra molécula
  • Esfingolípidos = esfingosina + ácido graso + otra molécula

Como viene siendo habitual, entre la esfingosina (o un derivado de ésta) y el ácido graso se forma un enlace tipo éster, por lo que son lípidos saponificables.

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Dependiendo de la naturaleza del grupo polar que se une a la ceramida los esfingolípidos se pueden dividir en esfingomielinas y esfingoglucolípidos.

Esfingomielinas

Son esfingolípidos en los que la ceramida se une a un grupo fosfórico (por lo que también son fosfolípidos), y éste a su vez se esterifica con un aminoalcohol (colina, serina o etanolamina):

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Deben su nombre a que se encuentran, fundamentalmente, en las células de Schwann que constituyen las vainas de mielina que rodean y protegen el axón de las neuronas:

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Esfingoglucolípidos

Son esfingolípidos en los que la ceramida se une a un glúcido (glucolípidos), que puede ser un monosacárido o un oligosacárido:

  • CEREBRÓSIDOS: se forman por la unión, mediante enlace glucosídico, de una molécula de ceramida y un monosacárido, generalmente glucosa (glucocerebrósidos) o galactosa (galactocerebrósidos). Los de la galactosa se encuentran de manera característica en las membranas plasmáticas de las células del tejido nervioso y los de la glucosa en las membranas de las células de tejidos no nerviosos.

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  • GANGLIÓSIDOS: se forman por la unión de una molécula de ceramida y un oligosacárido ramificado, con uno o más restos de ácido N-acetilneuramínico (NANA), que les aporta carga negativa. Se encuentran especialmente en el exterior de la membranas neuronales, y actuando como receptores en la transmisión del impulso nervioso.

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Además de desempeñar una función estructural de las membranas plasmáticas, los esfingoglucolípidos están implicados en el reconocimiento de las superficies celulares (formando junto a las glucoproteínas el glucocálix)  la especificidad de asociación celular en los tejidos, la transmisión del impulso nervioso, especificidad del grupo sanguíneo o ser el anclaje de virus, microorganismos y toxinas.

Los glicerolípidos

Son lípidos complejos saponificables en los cuales una molécula de glicerina se esterifica a dos ácidos grasos y a otra molécula, que puede ser un grupo fosfato (glicerofosfolípidos) o un glúcido (gliceroglucolípidos).

Son moléculas anfipáticas formadas por dos colas o cadenas hidrocarbonadas apolares (hidrofóbicas) y una cabeza polar (hidrófila):

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En medio acuoso, las cabezas polares se ponen en contacto con el agua y las colas apolares se orientan en sentido contrario, generando estructuras de gran importancia biológica:

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  • Micelas: estructuras más o menos esféricas en la que todas las cabezas polares se encuentran en la superficie y las colas están agrupadas en su interior.
  • Bicapas: las cabezas polares están en contacto con el medio acuoso exterior a ambos lados y las colas hidrofóbicas están orientadas hacia el interior enfrentadas entre sí.
  • Liposomas: estructuras artificiales formadas por una bicapa cerrada que engloba en su interior un compartimento acuoso. Se utilizan para transportar sustancias entre el interior y el exterior de las células, tales como medicamentos, cosméticos…

El carácter anfipático de estos compuestos los hace especialmente idóneos para formar parte de la estructura de las membranas celulares:

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Son, por tanto, lípidos de membrana.

Glicerofosfolípidos

Los glicerofosfolípidos o fosfoglicéridos (son fosfolípidos) están constituidos fundamentalmente por una unidad de ácido fosfatídico, formada por una molécula de glicerina esterificada con un grupo fosfato y dos ácidos grasos (generalmente uno saturado y otro insaturado). El grupo fosfato puede unirse a un alcohol (polialcohol o aminoalcohol) y dar lugar a varios compuestos distintos:

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  • Fosfatidil-etanolamina (cefalina): forma parte del retículo endoplasmático.
  • Fosfatidil-colina (lecitina): componente fundamental de la vaina de mielina y las membranas mitocondriales.

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  • Fosfatidil-serina: aparece en la membrana de los eritrocitos.
  • Fosfatidil-inositol: desempeña un importante papel en la generación de segundos mensajeros
  • Fosfatidil-glicerol: aparece en las membranas de las mitocondrias del tejido cardíaco

Gliceroglucolípidos

Son ésteres de glicerina, dos ácidos grasos y un glúcido, el cual se une mediante uno de los grupos hidroxilos a la glicerina.

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Se encuentran en membranas celulares de bacterias y hongos.

Las ceras

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Los céridos o ceras son lípidos saponificables formados por la unión de un ácido graso de cadena larga (de 14 a 36 átomos de carbono) con un monoalcohol, también de cadena larga (de 16 a  30 átomos de carbono), mediante un enlace éster.

El resultado es una molécula completamente apolar, muy hidrófoba, ya que no aparece ninguna carga y su estructura es de tamaño considerable.

Esta característica permite que la función típica de las ceras consista en servir de protección impermeabilizante.  El revestimiento de las hojas, frutos, flores o talos jóvenes, así como los tegumentos de muchos animales, el pelo o las plumas está recubierto de una capa cérea para impedir la pérdida o entrada (en animales pequeños) de agua.

Puede desempeñar función protectora al actuar como adherente de partículas extrañas, como en el canal auditivo de los mamíferos.

Puede desempeñar función estructural como la cera de los panales de abeja:

CH3 – (CH2)14 – COOH + HO – C30H61

→ CH3 – (CH2)14 – CO – O – C30H61 + H2O

Ácido palmítico + Alcohol miricílico  → Palmitato de miricilo

Las grasas o acilgliceroles

Son lípidos formados por la unión de ácidos grasos con glicerina (propanotriol), mediante una reacción de esterificación:

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  • Monoacilglicéridos o monoglicéridos: formados por esterificación de un ácido graso con una molécula de glicerina.
  • Diacilglicéridos o diglicéridos: formados por la esterificación de dos ácidos grasos con una molécula de glicerina.
  • Triacilglicéridos o triglicéridos: formados por la esterificación de tres ácidos grasos con una molécula de glicerina.

Los triglicéridos son los más abundantes y si están compuestos por ácidos grasos diferentes se denominan triglicéridos mixtos:

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Aquellos en los que los tres ácidos grasos son iguales se llaman triglicéridos simples y se designan por derivación del nombre del ácido graso sustituyendo la terminación –ico por –ina. Por ejemplo, la trioleína, presente en el aceite de oliva, formada por tres ácidos oleicos:

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Como el enlace éster se establece entre los grupos hidroxilo de la glicerina a los grupos carboxilo de los ácidos grasos, los grupos polares no son accesibles y resultan ser moléculas apolares y altamente insolubles.

El enlace éster es hidrolizable y esto permite su digestión mediante la acción de enzimas lipasas:

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Reacción de Saponificación

Debido al carácter hidrolizable del enlace éster, en medio básico forma sales de ácido graso, en un proceso que denominamos saponificación:

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Esta reacción es común a todos los lípidos saponificables.

Funciones de los Acilglicéridos

  • Energética: un gramo de grasa proporciona alrededor de 9 kcal, un aporte muy superior a las 4 kcal que aporta un gramo glúcido. Por ello constituyen una importante reserva energética, tanto en animales como en vegetales. En células vegetales se guardan en las vacuolas, y son especialmente abundantes en las semillas y en algunos frutos. En animales se acumulan como una gota que ocupan casi todo el citoplasma de los adipocitos del tejido adiposo.
  • Aislante térmico: la grasa subcutánea constituye el tejido adiposo blanco que protege a los animales que viven en climas fríos, como los animales polares. Algunos mamíferos, como los que hibernan y los recién nacidos, poseen el llamado tejido adiposo pardo o marrón, que por oxidación produce calor (termogénesis).
  • Algunos animales, como los que hibernan o viven en el desierto, acumulan grasa con el objetivo de proporcionarles agua metabólica mediante oxidación.
  • Pueden ser precursores de otras biomoléculas.

Tipos de Grasas

Una manera de clasificarlas es atendiendo a sus puntos de fusión:

  • Grasas de origen vegetal: contienen fundamentalmente ácidos grasos insaturados, por lo que sus puntos de fusión son bajos y son líquidas a temperatura ambiente.
  • Grasas de origen animal: contienen en su mayoría ácidos grasos saturados, con mayor punto de fusión, por lo que son semisólidas (mantecas) o sólidas (sebos) a temperatura ambiente.

Grasas trans

Los dobles enlaces de los ácidos grasos suelen aparecer en los seres vivos en una forma que denominamos “cis”, y que provoca la formación de codos y la curvatura de la cadena hidrocarbonada. Cuando el doble enlace tiene forma “trans” el ácido graso no se curva y conserva una estructura lineal, similar a la de los ácidos grasos saturados:

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Ciertos procesos industriales tratan las grasas de manera que transforman los ácidos grasos vegetales en su forma trans, de modo que sus propiedades se ven alteradas. Entre ellas, su punto de fusión aumenta, ya que la estructura lineal permite establecer los enlaces de van der Waals que la forma curvada insaturada no permite. Es por eso que las margarinas (de origen vegetal) son sólidas, como lo es la mantequilla (de origen animal, con ácidos grasos saturados), pues están “parcialmente hidrogenadas”, de manera que sus ácidos grasos han sido modificados así que… no son tan vegetales.

Los ácidos grasos

Son ácidos orgánicos monocarboxílicos (hidrocarburo con un grupo carboxilo –COOH en un extremo). Los más abundantes poseen un número par de átomos de carbono (entre 12 y 24). Constituyen cadenas anfipáticas, con un extremo polar (grupo carboxilo) soluble en agua y una cadena (hidrocarbonada) apolar insoluble:

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Clasificación de los ácidos grasos

Según sea la cadena hidrocarbonada, distinguimos:

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  • Ácidos grasos saturados: aquellos formados por enlaces sencillos C–C, sin dobles enlaces. Suelen ser sólidos a temperatura ambiente. Entre ellos destacan el ácido palmítico (16 átomos de carbono) y el esteárico (18 átomos de carbono):

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  • Ácidos grasos insaturados: en su cadena tienen algún enlace doble (o insaturación) y suelen ser líquidos a temperatura ambiente. Los dobles enlaces introducen codos en la molécula queSi sólo tienen un doble enlace se denominan monoinsaturados, y el más importante es el ácido oleico (18 átomos de carbono), muy abundante en la membrana plasmática de las células animales. Si poseen más de un enlace doble se llaman poliinsaturados, como el ácido linoleico (18 átomos de carbono y dos insaturaciones) y el ácido linolénico (18 átomos de carbono y tres insaturaciones):

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Se denominan ácidos grasos esenciales a aquellos ácidos grasos vitales para el buen funcionamiento de un organismo, el cual no es capaz de sintetizarlos y debe incorporarlos del exterior. Los animales, por ejemplo, sólo sintetizamos ácidos grasos saturados y los ácidos grasos insaturados que necesitamos debemos incorporarlos a través de la dieta.

Propiedades de los ácidos grasos

  • Son los lípidos más sencillos y forman parte de todos los lípidos saponificables.
  • Son moléculas anfipáticas, con una cabeza polar (grupo carboxilo) y una cola apolar (cadena hidrocarbonada), altamente insolubles.
  • Debido a la polaridad del grupo carboxilo establecen enlaces de van der Waals con otras cadenas de ácidos grasos adyacentes.
  • Su punto de fusión depende de la longitud de la cadena hidrocarbonada y de su grado de insaturación. Cuando aumenta el tamaño de la cadena alifática las fuerzas de van der Waals con otras cadenas también se incrementan, por lo que el punto de fusión aumenta. Sin embargo, la presencia de insaturaciones origina codos en la molécula que impiden estas interacciones y provocan una disminución del punto de fusión. Por eso, la mantequilla (origen animal, ácidos grasos saturados) es sólida y el aceite de oliva (origen vegetal, ácidos grasos insaturados) es líquido a temperatura ambiente.

ptofusion

  • Reaccionan con los alcoholes formando ésteres y liberando agua.
  • Se hidrolizan en presencia de álcalis (reacción de saponificación) formando sales de sodio y potasio (jabones).
  • En ellos tiene lugar la autooxidación, que provoca su enranciamiento (las sustancias antioxidantes, como la vitamina E, impiden esta reacción)

Ácidos grasos omega-3 y omega-6

Últimamente se habla de la importancia de consumir alimentos ricos en ácidos grasos poliinsaturados omega-3 y omega-6, debido a su efecto anticancerígeno y protector frente a enfermedades cardiovasculares.

Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos, y su nombre sistemático sigue las reglas de la nomenclatura de compuestos orgánicos. Por ejemplo:

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Como los ácidos grasos se diferencian en el número de átomos de carbono y la posición de sus insaturaciones, se puede emplear una nomenclatura simplificada que básicamente nos proporcione esta información para poder identificarlos.

Por ejemplo, el ácido linoleico está formado por 18 átomos de carbono con 2 insaturaciones, lo cual se simboliza 18:2. Si empezamos a contar los átomos de carbono por el extremo de la cola, la posición del primer doble enlace se identifica con la letra griega ω. Así tenemos:

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Sólo es necesario indicar la posición del primer doble enlace, puesto que su posición determina la del resto de instauraciones:

lipidos-08-acido-eicosapentaenoico-omega-3