25 lipidos def

Tema 25- Lípidos Maturita Química

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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:

LípidosSaponificables No saponificables

Ácidos grasos Grasas neutras (Acil gliceridos)‐ Céridos Lípidos complejos o de membrana

(glicerolípidos y esfingolípidos) Eicosanoides1 (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

1 Ver anexo al final del documento


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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

numerososp.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).


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(triglícerido + alcohol éster + 3 aguas).

O

R1 C O CH2

R1 COOH

R2 COOH +R3 COOH

HO CH2

HO CH

HO CH2

O

R2 C O O

R3 C O

CH

CH2

+ 3 H2O

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 alcalinoÉster + 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 saturadosb) 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 costraLimpieza

- 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..).


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Lípidos complejos o de membrana2:

• 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 oesfingosina2), y una zona hidrófila (cabeza), originadapor 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) Gliceroglucolípidosb) Glicerofosfolípidos o fosfoglicéridos (fosfolípidos)

Esfingolípidos (ceramidas) (ac. Grasos+esfingosina +...)

a) Esfingoglucolípidosb) 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 esfingosinaFosfoglicéridos2: 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 IsoprenoidesSe 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).

2 Ver figuras y descripción detallada en anexo al final


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• Triterpenos (6),• Tetraterpenos (8): Ej carotenoides (b caroteno…), pigmentos fotosintéticos precursores de‐ la

vitamina A.• Politerpenos (más de 8 monómeros de isopreno): Ej: el caucho (polimero de miles isoprenos)

Esteroides

Los esteroides son lípidos que derivan del esterano (o ciclopentano perhidrofenantreno, un esqueleto carbonado de cuatro ciclos, formado a su vez por la repetición de muchos isoprenos).

Ciclopentanoperhidrofenantreno y Colesterol

Funciones biológicas: Los esteroides desempeñan funciones diferentes de acuerdo a los grupos químicos que están unidos a su estructura básica.

El esteroide más conocido es el colesterol, presente en las membranas biológicas de todas las células (excepto la de las bacterias).

El colesterol, 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 D, que son solo algunos ejemplos


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ANEXO:

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 oesfingosina), 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 tipos1:Glicerolípidos(ac. Grasos+gllicerina+...)

a) Gliceroglucolípidosb) Glicerofosfolípidos o fosfoglicéridos (fosfolípidos)

Esfingolípidos (ceramidas) (ac. Grasos+esfingosina +...)

a) Esfingoglucolípidosb) Esfingofosfólípidos

Glicerolípidos.Poseen dos moléculas de ácidos grasos mediante enlaces ester a dos grupos alcohol de la glicerina. Según sea el sustituyente unido al tercer grupo alcohol de la glicerina se forman los:

a) Gliceroglucolípidos. Si se une un glúcido. Lípidos que se encuentran en membranas de bacterias y células vegetales.

Ejemplo de fosfolípido

Cerebrósido


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b) Fosfolípidos (o glicerofosfolípidos). Se une el ácido fosfórico y constituye el ácido fosfatídico. Al grupo fosfato de esta molécula se le pueden unir un derivado aminado o un polialcohol.

Tienen un gran interés biológico por ser componentes estructurales de las membranas celulares.

Esfingolípidos (ceramidas).Todos ellos poseen una estructura derivada de la ceramida (formada por un ácido graso unido por enlace amida a la esfingosina –que es un alcohol nitrogenado de 18 átomos de Carbono– ceramida=ac. Graso+esfingosina)

a)Esfingoglucolípidos. Resultan de la unión de la ceramida y un conjunto de monosacáridos como la glucosa y galactosa entre otros. Los más simples se denominan cerebrósidos y sólo tienen un monosacárido (glucosa o galactosa) unida a la ceramida. Los más complejos son los gangliósidos, que poseen un oligosacárido unido a la ceramida. Estas moléculas forman parte delas membranas celulares y especialmente de la plasmática, donde se intercalan con los


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fosfolípidos. Los glucolípidos se localizan en la cara externa de la bicapa de las membranas celulares donde actúan de receptores.

b) Esfingofosfolípidos. El grupo alcohol de la ceramida se une a una molécula de ácido ortofosfórico que a su vez lo hace con otra de etanolamina o de colina. Así se originan las esfingomielinas muy abundantes en el tejido nervioso, donde forman parte de las vainas de mielina (membranas de los axones de las neuronas).

Eicosanoides.Este término agrupa a una serie de compuestos derivados de

ácidos grasos poliinsaturados de 20 átomos de carbono (de donde deriva su nombre), como el ácido araquidónico (acido graso esencial ver figura).Como la diversidad de los eicosanoides es grande, estos compuestos se clasifican en función de las enzimas que


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intervienen en su síntesis:• Prostaglandinas y tromboxanos (Si son productos de la ruta de la ciclooxigenasa).• Leucotrienos (si son productos de la ruta de la lipoxigenasa).

Tienen una amplia gama de actividades biológicas (generalemente de naturaleza regulatoria). Por ejemplo: modulan la actividad hormonal, intervienen en procesos alérgicos, inflamatorios, provocan la contracción del músculo liso (en la menstruación y en el parto). Son el prototipo de mediadores locales, liberados “in situ” ante diversos estímulos. Aunque son compuestos que funcionan como señales químicas, difieren de las hormonas en dos aspectos importantes:

• Se sintetizan prácticamente en todos los tejidos, no en una glándula endocrina.• Químicamente son muy inestables y, por tanto, sólo actúan a nivel local.

EsteroidesLos esteroides son lípidos que

derivan del esterano o ciclopentano perhidrofenantreno.

El grupo de los esteroides está formado por una amplia serie desustancias muy activas y que tienen una gran importancia en el metabolismo. Los esteroides comprenden dos grandes grupos de sustancias: los esteroles y las hormonas esteroides.

a) Esteroles. Los esteroles son esteroides que poseen un grupo hidroxilo unido al carbono 3 y una cadena alifática en el carbono 17. Estas sustancias forman el grupo más numeroso de los esteroides. El esterol más importante es el colesterol (ver fig.), que forma parte estructural de las membranas celulares y a las que confiere estabilidad, ya que se sitúa entre los fosfolípidos y fija a estas moléculas. El colesterol es muy abundante en el organismo, y es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides. Se forma a partir de la ciclación del triterpeno escualeno, por lo que los esteroides se consideran derivados de los triterpenos.

Otros esteroles son los ácidos biliares, como el ácido cólico, el ácido desoxicólico, el ácido glicocólico y el ácido tau rocólico‐ . De estos ácidos derivan las sales biliares, que, durante la digestión, se encargan de la emulsión y posterior absorción de los lípidos en el intestino.

El grupo de las vitaminas D está formado por esteroles que regulan el metabolismo del calcio y su absorción intestinal. Cada vitamina D proviene de un esterol diferente. Así, la vitamina D3 proviene del colesterol, mientras que la vitamina D2 se forma a partir del ergosterol, provitamina de origen vegetal. Actualmente, la vitamina D3 se comienza a conside‐rar como una hormona, ya que puede ser sintetizada por el propio organismo. Se incluye también entre los esteroles el estradiol, hormona encargada de regular los caracteres sexuales femeninos.

b) Hormonas esteroides. Hay dos grupos de hormonas esteroides: las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales. Todas se caracterizan por la presencia de un átomo de oxígeno unido al carbono 3 mediante un doble enlace.

Entre las hormonas suprarrenales se encuentran la aldosterona, que regula el funcionamiento del riñón, y el cortisol, que actúa en el metabolismo de los glúcidos, regulando la síntesis del glucógeno. Estas hormonas se sintetizan en las cápsulas suprarrenales, que se encuentran en el extremo apical de los riñones.

Entre las hormonas sexuales se encuentran la progesterona, que prepara los órganos sexuales femeninos para la gestación, y la testosterona, responsable de los caracteres sexuales masculinos.


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Principales hormonas esteroideas

Principales hormonas esteroideas

Hormona Clase Estructura Lugar de síntesis Acción biológica

Estradiol Estrógeno ovario

Desarrollo y mantenimiento de las características sexuales femeninas

ProgesteronaCuerpo

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 GlucocorticoideCorteza

suprarrenal

Favorece la gluconeogénesis. Suprime la respuesta inflamatoria.

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.

Principales metabolitos de la vitamina D

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Funciones de los lípidos (wikipedia)

Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones biológicas: Función de reserva energética. Los triglicéridos son la principal reserva de energía de los animales ya

que un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kilocalorías por gramo.

Función estructural. Los fosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Los triglicéridos del tejido adiposo recubren y proporcionan consistencia a los órganos y protegen mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos.

Función reguladora, hormonal o de comunicación celular. Las vitaminas liposolubles son de naturaleza lipídica (terpenos, esteroides); las hormonas esteroides regulan el metabolismo y las funciones de reproducción; los glucolípidos actúan como receptores de membrana; los eicosanoides poseen un papel destacado en la comunicación celular, inflamación, respuesta inmune, etc.

Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a las lipoproteínas.

Función Biocatalizadora.En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

Propiedades de los ácidos grasos:

Los ácidos grasos tienen un comportamiento anfipático, ya que presentan simultáneamente una zona hidrófila y otra lipófila. Las cadenas hidrocarbonadas poseen grupos metileno (– CH2 –) y grupos metilo terminales (– CH3) que actúan como grupos lipófilos (Hidrófobos, no polares) capaces de formar enlaces de Van der Waals con otros grupos o moléculas lipófilo.Por el contrario, el grupo carboxilo (– COOH), en un medio polar como el agua, se comporta como un ácido, libera un protón y queda en forma polar (– COO–), lo que le permite establecer atracciones de tipo eléctrico con las moléculas de agua y otros grupos polares (hidrófilos, lipófobos).

El grupo carboxilo tiene, por tanto, carácter hidrófilo. Cuando los ácidos grasos se encuentran juntos, los grupos carboxilo se atraen y se establecen entre ellos enlaces de tipo puente de hidrógeno.

Punto de fusión.En los ácidos grasos saturados, el punto de fusión aumenta al incrementarse el número de carbonos de la molécula. Esto se de‐be a la disposición ordenada (ver figura) que adopta este tipo de ácidos grasos. A mayor número de carbonos, mayor será el núme‐ro de enlaces de Van der Waals existentes que será necesario romper, de manera que hace falta un mayor gasto energético para conseguir la fusión.

Tema 25- Maturita

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Debido a la presencia de dobles enlaces, los ácidos grasos in‐saturados presentan una disposición espacial que impide su orde‐nación molecular. Por ello, la formación de enlaces de Van der Waals es escasa y da lugar a puntos de fusión bajos.

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