Lipidos

Lpidos

Garca-Mateos, M. R.

Los lpidos biolgicos constituyen un grupo qumicamente diverso de compuestos cuya caracterstica comn y definitoria es su insolubilidad en agua. Las funciones biolgicas de los lpidos son igualmente diversas. En muchos organismos las grasas y los aceites son las formas principales de almacenamiento energtico, mientras que los fosfolpidos y los esteroles constituyen la masa de las membranas biolgicas. Otros lpidos, an estando presentes en cantidades relativamente pequeas, juegan papeles cruciales como agentes emulsionantes, mensajeros intracelulares, transportadores electrnicos (Cuadro 1).Cuadro 1: Funcin de los lpidos Clase de lpidoFuncin

Grasas o triglicridos Como depsitos de grasa de animales y vegetales (reservas de energa).

Como medio de transporte de cidos grasos a travs del sistema linftico y sanguneo para distribuirlos dentro del cuerpo.

Proporcionan aislamiento fsico y trmico de diversos rganos del cuerpo

Ceras En la proteccin de la piel , pelo y plumas en animales

Protegen a las plantas superiores contra el ataque de organismos e infecciones, estrs hdrico, etc.

Fosfolpidos En la transferencia de sustancias hacia dentro y hacia fuera de la clula

En la lubricacin de superficies biolgicas

En el transporte de grasa neutra por el cuerpo

Esfingolpidos Como aislantes de las fibras nerviosas en la transmisin de impulsos nerviosos.

Glucolpidos En la superficie de membranas se unen a molculas especficas provocando respuestas en la clula

Terpenos Proporcionan sabores y aromas a flores y frutos

Participan en el mecanismo de defensa contra infecciones

Carotenoides En la participacin en los procesos fotoqumicos de la fotosntesis

Como precursor de la vitamina A

Esteroides En la participacin en varios procesos fisiolgicos: balance electroltico, crecimiento, metabolismo y resistencia a enfermedades

Icosanoides Actan sobre el tejido en el que se producen

Intervienen en la funcin reproductiva, en la inflamacin, fiebre y dolor,

Intervienen en el proceso de coagulacin

Participan en la regulacin de la presin sangunea

En la secrecin gstrica

Vitaminas A, D, E y K En el mantenimiento de algunos tejidos (piel, huesos, dientes), en la absorcin de calcio en la formacin de huesos, antioxidante, en el proceso de coagulacin de la sangre

Lipoprotenas Como vehculo de transporte de lpidos

Quinonas Transportadores de electrones ATP

Dolicoles Participan en reacciones de anclaje y transferencia de glcidos en las membranas

Lehninger et al., 1995DefinicinLos lpidos comprende uno de los cuatro grupos de compuestos que se encuentran en los tejidos de los seres vivos, los carbohidratos, protenas y cidos nucleicos. No hay una definicin simple para el trmino lpido, aunque los lpidos (del griego, grasa) su definicin se basa en sus propiedades fisicoqumicas (solubilidad) como un grupo de biomolculas, insolubles en agua y solubles en disolventes no polares como cloroformo, hexano, ter de petrleo, entre otros. Los lpidos en los vegetales

Los lpidos presentes en las plantas llamaron la atencin desde 1930, debido a que algunos cidos grasos esenciales juegan un papel vital en la salud de los individuos. Se caracterizan por contener en su estructura instauraciones (dobles enlaces) en las posiciones 3 y 9 de la cadena hidrocarbonada, partiendo del metilo (CH3-) terminal. Estos metabolitos no pueden ser sintetizados por los mamferos, sin embargo, son necesario para la sntesis de eicosanoides, compuestos importantes en la salud del hombre.

Los lpidos de membranas tienen implicaciones importantes para la accin de varios reguladores de crecimiento de las plantas. Industrialmente tienen gran inters por su uso en la obtencin de detergentes, jabones, polmeros (nylon) y en la manufactura de cosmticos y frmacos, lubricantes, alimentos, lubricantes altamente estables, y recientemente, se les ha considerado como una fuente de combustible renovable. En los vegetales los lpidos se encuentran en las membranas celulares como glicolpidos y fosfolpidos, y como triacilglicridos, los ltimos como sustancias de reserva, en cuerpos oleosos (esferosomas) en las semillas. Aproximadamente cerca de 300 cidos grasos diferentes se han identificado en plantas. En las membranas de los cloroplastos y en los plastidios de los tejidos no fotosintticos los glicolpidos son los componentes que se encuentran en mayor abundancia. En las membranas las parte polar (hidroflica) se orienta hacia la parte externa de stas, y la parte hidrofoba se encuentra inmersa en el interior de la membrana de diferentes organelos y estructuras.

Figura 1. Distribucin de lpidos en diferentes tejidos de los vegetales___________

Buchanan et al., 2000En lo que se refiere a los fosfolpidos, las membranas vegetales contienen el mismo tipo de lpidos que las membranas de los animales, solamente difieren en la proporcin. El fosfatidilglicerol se encuentra en menor proporcin en los animales, pero en las plantas en mayor abundancia por localizarse en las membranas fotosintticas, en cambio derivados del fosfatidilinositol se localiza en al plasma de las membranas, en donde su funcin es la de participar en la transduccin de seales. Tambin en las membranas se encuentran otra clase de lpidos, los esteroides que se encargan de proporcionarles estabilidad.La proporcin de lpidos en las membranas est cuidadosamente regulada y la distribucin de los mismos, particularmente de los cidos grasos, est sujeta a procesos de sntesis y recambio (degradacin y sntesis de novo .de otros lpidos).

La reserva de lpidos ocurre principalmente en las la etapa de desarrollo (acumulacin de lpidos, carbohidratos), posterior a la de la divisin celular rpida Por ejemplo, en semillas, es inusual una cantidad elevada de cidos grasos, en esta etapa es donde se realiza su sntesis, mas que en la etapa de desecacin. Pero en esta ltima etapa, se observa una pequea sntesis de sustancias de reserva.

En el Cuadro 2 se muestra el contenido aproximado de lpidos en diferentes cereales, en donde los lpidos se encuentran concentrados en forma de gotas (esferosomas) en la capa de subaleurona.

Cuadro 2. Contenido de lpidos en cereales

CerealContenido de lpidico aproximado (%)

Avena7.0

Harina de avena6.2

Maz4.6

Trigo1.9

Arroz2.3

Cebada2.1

Harina de sorgo bruto2.5

Almidn de trigo1.1

Grmen de trigo10.0

Harina integral de maz3.9

Harina de maz2.6

Robinson, 1991.En las plantas los lpidos presentan varias funciones: como fuente de energa, componentes de membranas, tambin se encuentran involucrados en el control metablico (mensajeros: fosfatidilinositol y reguladores de crecimiento: diglicridos estimulan a algunas protenas para la liberacin de Ca+2/cadmodulina, las que a su vez estimulan a otras protenas que participan el la regulacin de algunos procesos), en el mecanismo de defensa contra el ataque de algunos microorganismos y proteccin de la prdida de agua excesiva (cutina, ceras)

En las semillas ricas en lpidos (oleaginosas) stos se encuentran almacenados como triglicridos en pequeas esferas o vesculas, que tambin se encuentran unidas a algunas protenas llamadas oleosinas, en donde su funcin principal consiste en anclarar a las enzimas lipasas, las cuales se encargan de degradar a los lpidos durante la germinacin.

Se acumulan en las membranas epidermales de los frutos, constituyen parte de la cutcula, juegan un papel importante en el control de la transpiracin, en la proteccin contra el ataque de patgenos. En la cutcula se encuentran los lpidos como ceras y cutina.

Durante la germinacin los lpidos son transformados a carbohidratos en los glioxisomas y los sitios de sntesis de los triglicridos son los plastidios, en el retculo endoplsmico se sintetizan los fosfolpidos y en el citosol los cidos grasos C18 se transforman en compuestos insaturados Clasificacin

Comprende uno de los grupos del metabolismo celular diverso, en cuanto a sus estructuras qumicas se refiere. Existen diversos criterios de clasificacin, a continuacin se mencionan algunos.

Lpidos simples: son los mas abundantes las grasas y aceites, los menos abundantes las ceras.

Lpidos compuestos: comprenden los fosfolpidos que contienen fsforo en su molculas y galactolpidos que contienen al monosacrido galactosa.

Lpidos derivados: algunos producto de las hidrlisis de los anteriormente sealados (cidos grasos) y otros como vitaminas liposolubles, aceites esenciales, esteroides.

Por su estructura qumica se clasifican:

I. cidos grasos

A. Saturados

B. Insaturados

II. Glicridos lpidos que contienen glicerol

A. Glicridos neutros

1. Monoacilglicridos

2. Diacilglicridos

3. Triacilglicridos

B. Fosfoglicridos

1. Lecitinas

2. Cefalinas

III. Lpidos que no contienen glicridos

A. Esfingolpidos

1. Esfingomielinas

2. Cerebrsidos

3. Ganglisidos

B. Esteroides

C. Ceras

D. Terpenos- lpidos compuestos de unidades de isopreno

IV. Lpidos complejos lpidos unidos a otro tipo de molculas

A. Lipoprotenas

B. Glicolpidos

Considerando el propsito de este texto es importante citar la clasificacin en relacin a su funcin, propuesta por Lehninger et al., (1995): Lpidos de Almacenamiento: Acidos grasos

(Neutros) Triglicridos

Ceras

Lpidos Estructurales de Membrana: Glicerofosfolpidos,

(Polares) Esfingolpidos

Esteroles

Lpidos con Actividades Biolgicas Definidas:

Hormonas esteroidales

Fosfatidilinositol

Icosanoides y prostaglandinas

Vitaminas A, D, E y K

Quinonas lipdicas

Dolicoles

cidos grasosLos cidos grasos son derivados hidrocarbonados a un nivel de oxidacin tan bajo (esto es, tan reducido) como el de los hidrocarburos de los combustibles fsiles. La oxidacin completa de los cidos grasos (a CO2 y H2O) en las clulas, al igual que la oxidacin explosiva de los carburantes fsiles en los motores de combustin interna, es muy exergnica. Por ejemplo. los lpidos contienen una energa de 39 kJ (9.3 kcal)/g, mas del doble de la que poseen los carbohidratos, 17 kJ (4.1 kcal/g).

Son compuestos alifticos (larga cadena de carbonos) con un grupo carboxilo al final de la cadena hidrocarbonada no ramificada. La cadena aliftica puede ser saturada (enlaces simples) o insaturada (enlaces dobles). Los cidos grasos por su origen biosinttico (derivados de un compuesto de dos tomos de carbono, acetato como precursor) contienen por lo general un nmero par de tomos de carbono en su estructura entre 12 y 24 carbonos.

frmula general de un cido graso saturadoLa nomenclatura simplificada de estos compuestos especifica la longitud de la cadena y el nmero de dobles enlaces separados por dos puntos; el cido palmtico, que tiene 16 tomos de carbono y es saturado, se abrevia 16:0 y el cido oleico de 18 carbonos con un doble enlace es 18:1. Las posiciones de los dobles enlaces se especifican por exponentes que siguen a una (delta); un cido graso de 20 carbonos con un doble enlace entre C-9 y C-10 (C1 es el carbono carboxlico) y otro enlace doble entre C-12 y C-13, se designa 20:2(9, 12), por ejemplo. Los cidos grasos ms abundantes tienen un nmero par de tomos de carbono en una cadena sin ramificar de entre 12 y 24 carbonos (Cuadro 4). El nmero par de carbonos es consecuencia de la forma de sntesis de estos compuestos que utiliza la condensacin de unidades de acetato (de dos carbonos).

cido graso saturado: Acido palmticoAlgunos se caracterizan por contener las instauraciones en posicin cis del mismo lado, por lo tanto son muy raros aquellos que tienen su instauracin en posicin trans lado opuesto de manera natural. La posicin de los dobles enlaces tambin es regular; en la mayora de los cidos grasos monoinsaturados, el doble enlace se encuentra entre C-9 y C-10 (9) mientras que en los restantes dobles enlaces de los cidos grasos poliinsaturados son generalmente 12 y 15 (Cuadro 4). Los dobles enlaces de los cidos grasos poliinsaturados casi nunca son conjugados (alternacin de enlaces dobles y sencillos como en CH=CH-CH=CH-) sino que estn separados por un grupo metileno (-CH=CH-CH2-CH=CH-).

frmula general de un cido graso insaturado

cido graso insaturado cis

cido graso insaturado transcidos grasos de cadena abierta: los ms frecuentes son los saturados, los insaturados y los hidroxilados.

Saturados: slo poseen enlaces sencillos entre los tomos de carbono. Tienen la frmula:

CH3-(CH2)n.COOH. Ejemplos:

cido cprico, C10

n=8

cido lurico, C12

n=10

cido mirstico, C14

n=12

cido palmtico, C16

n=14

cido esterico, C18

n=16

cido araqudico, C20

n=18Insaturados: tienen uno o varios dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada (la posicin numrica se indica en los ejemplos precedida por el smbolo ). Todos los dobles enlaces son cis. Son ejemplos de cidos grasos insaturados: cido oleico, C18

9 cido linoleico, C18

9,12 cido -linolnico, C18

9,12,15 cido -linolnico, C18

6,9,12Hidroxilados: poseen uno o ms grupos OH en la cadena hidrocarbonada. Por ejemplo el cido ricinoleico, C18, lleva un doble enlace en la posicin 9 (C9, a partir del CH3 terminal de la cadena hidrocarbonada) y un hidroxilo en la posicin 12.cidos grasos de cadena parcialmente ciclada: los ms frecuentes son los cidos ciclopentenoicos y los cidos ciclopropanoicos.cidos ciclopentenoicos: poseen un ciclo de 5 carbonos con un doble enlace. Por ejemplo, el cido hidnocrpico (n=10) y el cido chaulmgrico (n=12).

cidos ciclopropenoicos: poseen un ciclo de 3 carbonos con un doble enlace. Por ejemplo, el cido esterclico: Los cidos ms frecuentes son los de cadena abierta saturados o insaturados. Los cidos grasos hidroxilados o cclicos son muy poco frecuentes y slo se encuentran en especies vegetales muy concretas. Tambin hay epoxicidos (con funcin epxido) y cidos acetilnicos (con enlaces triples).

funcin epxidoLos cidos grasos con 10 o ms tomos de carbono son slidos a temperatura ambiente. Los cidos grasos insaturados tienen puntos de fusin menores que los de los cidos grasos saturados correspondientes y, en la mayora de los casos, son lquidos a temperatura ambiente. La diferencia en los puntos de fusin de los cidos grasos saturados de los insaturados se explica en trminos del grado de organizacin de las molculas en la red cristalina slida. Los dobles enlaces en las molculas de los cidos grasos insaturados los hacen menos compactos que los cidos grasos saturados. Por lo tanto, los cidos grasos insaturados no encajan en la red cristalina tan bien como lo hacen las molculas de los cidos grasos saturados. En consecuencia, los cidos grasos insaturados entran ms difcilmente al estado slido.

Es importante sealar que la composicin de cidos grasos en el pericarpio es diferente a la de las semillas en los vegetales-Generalmente los cidos grasos no se encuentran libres en las clulas, sino esterificados con grupos hidroxilos (-OH) de numerosos compuestos. En algunas especies de plantas se han encontrado cidos grasos lpidos en el nctar. A travs de la ingeniera gentica y biotecnologa se puede alterar la composicin de los cidos grasos (mayor cantidad de poliinsaturados), obteniendo algunas ventajas como mejorar la calidad del aceite comercial y explotarse a escala comercial.

Los cidos grasos insaturados linoleco y linolnico se les considera esenciales para el hombre, debido a que no son sintetizados por los mamferos Entre las acciones orgnicas ms sealadas del cido linolico, se ha descrito la reduccin del desarrollo de la aterosclerosis, incrementa el crecimiento de animales, as como la respuesta inmune de animales y personas, mejorando incluso la diabetes de tipo II y reduciendo el sobrepeso y la obesidad. Como podemos ver, podra ser un ingrediente interesante para el desarrollo de alimentos funcionales. La mayor parte de sus actividades biolgicas se relacionan con una mejora en el metabolismo energtico y con una reduccin en el apetito, lo que indudablemente ayuda a mejorar los diversos problemas descritos anteriormente. As, si se reduce la ingesta de alimentos por una sensacin de saciedad, se puede facilitar la prdida de peso y reducir la obesidad, con lo que disminuye el riesgo cardiovascular y se disminuye el desarrollo de la arteroesclerosis, entre otros aspectos.

Los cidos grasos omega-3 (posicin 3 de la instauracin iniciando la numeracin por el CH3 terminal de la cadena del cido graso), son una serie de sustancias grasas que tomamos en la dieta y pertenecen al grupo de los cidos grasos poliinsaturados (PUFAs), y estn relacionadas con el cido linolnico. ste es un cido graso de los llamados esenciales porque nuestro organismo es incapaz de sintetizarlo, y tiene que ser ingerido a travs de la dieta diaria con el alimento. Los cidos grasos omega-3 estn implicados no slo en la maduracin y el crecimiento cerebral del nio (por eso la leche materna lleva estos cidos grasos), sino que intervienen en los procesos de inflamacin, coagulacin, presin arterial, rganos reproductivos y metabolismo graso. Otros de los cidos grasos esenciales son los llamados omega-6 (posicin 6 de la instauracin iniciando la numeracin por el CH3 terminal de la cadena hidrocarbonada del cido graso), son derivados del cido linolico. Tienen importancia porque tambin son necesarios para el organismo (que, adems, no los puede sintetizar) y aparecen junto a los omega-3. Parecen tener, sin embargo, una cierta relacin con la aparicin de procesos inflamatorios y arterosclerosos. Se suelen encontrar en aceites refinados de algunas semillas como la de girasol o de maz. Pero lo realmente importante es que la dieta tenga cantidades equilibradas de ambos tipos de cidos grasos esenciales, que en nuestro organismo compiten por las mismas enzimas. Un mal balance entre ellos puede favorecer los procesos inflamatorios.Cuando los alimentos ricos en aceites y grasas se exponen demasiado tiempo al aire se pueden estropear volvindose rancios. El gusto y olor desagradable asociados con el enranciamiento provienen de la rotura aditiva de los dobles enlaces de cidos grasos insaturados que produce aldehdos y cidos carboxlicos de cadena ms corta y, por consiguiente, mayor volatilidad.

Ceras

Se encuentran en animales, plantas y microorganismo, donde forman una cubierta protectora (hojas y frutos, cactceas) o se encuentran en secreciones oleosas (animales). Las ceras tambin realizan diversas funciones en la naturaleza, que estn relacionadas con sus propiedades repelentes del agua y con su consistencia firme. Ciertas glndulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y la piel mantenindolos flexibles, lubricados e impermeables. Los pjaros, especies, entre las aves acuticas, secretan ceras que mantienen la repelencia al agua de sus plumas. Las hojas brillantes del acebo, rododendro, hiedra venenosa y muchas plantas tropicales estn recubiertas con una capa de ceras que las protege contra parsitos e impide la evaporacin excesiva del agua.

Las ceras son mezclas complejas de compuestos donde predominan los steres de cidos grasos y de alcoholes alifticos de peso molecular elevado.

frmula general de una cera (R; R cadena hidrocarbonada de elevado peso molecular)

cido graso . alcohol

Frecuentemente, contienen adems cidos grasos y alcoholes esterodales (esteroles), alcoholes libres, cidos libres e hidrocarburos (alquenos). Son ejemplos de ceras de origen animal la cera de abeja, la lanolina y el esperma de ballena y de origen vegetal la cera de carnauba.

estructura de una cera: ster de cido graso y alcoholLas ceras son completamente inertes, pero pueden desdoblarse lentamente en solucin de KOH. Son insolubles en agua y resistentes a la oxidacin atmosfrica. Debido a estas propiedades se usan en pulimentos para autos y muebles.

componente de la cera de abeja

Las ceras cuticulares de los frutos estn formadas por una larga cadena hidrocarbonada entre C20 y C35 tomos de carbono, son compuestos insolubles en agua y presentan puntos de fusin entre 40 y 100 C

C20C24 cadena hidrocarbonada de un cido +C24C28 de una cadena hidrocarbonada de un alcohol

componentes de la estructura de una cera en la cutcula de los vegetalesTriacilglicridos (lpidos neutros)Los triglicridos, nombre comn de los triacilglicridos, son tristeres neutros derivados del glicerol y de tres molculas de cidos grasos. Para una molcula de cido graso hay una unin ster en cada grupo OH del carbono del glicerol.

glicerol o glicerina

En la formacin de un triglicrido intervienen hasta tres molculas de cido graso

grupo funcional ster

Cuadro 3. Estructuras generales de glicrdos

Monoglicrido

(una molcula de cido graso)Diglicrido(dos molculas de cido graso)Triglicrido

(tres molculas de cido graso)

La funcin principal de los triglicridos es almacenar energa, son el tipo de lpidos ms abundantes. En la naturaleza existen solamente pequeas cantidades de monoacilgliceridos, y diacilglicridos. Los triacilglicridos se subdividen en simples y mixtos. Un triacilglicrido simple tiene el mismo cido graso enlazado a cada uno de los tres grupo OH del carbono del glicerol.

Triglicrido simple: triestearina

(tres molculas de cido esterico)Los cidos palimtico y esterico son los cidos grasos saturados en los triglicridos de los animales y plantas mas comunes de la naturaleza. El cido oleco es el mas abundante de los monoinsaturados. Los cidos linoleco y linolnico son ejemplo de cidos grasos poliinsaturados, o aquellos que contienen dos o mas dobles enlaces.

La triestearina y la triolena (nombres comunes) son ejemplos de triacilglicridos simples. En la triestearina hay tres molculas de cido esterico enlazadas al glicerol, y en la triolena se encuentran tres molculas de cido oleico enlazadas al glicerol. La triestearina se clasifica como un triacilglicrido saturado, ya que el cido esterico es un cido graso saturado. La triolena contiene tres cidos grasos insaturados, por lo tanto se le clasifica como un triacilglicrido insaturado.

Triolena

(tres molculas de cido oleco)

Los triacilglicridos mixtos son compuestos que tienen dos o tres cidos grasos diferentes enlazados al glicerol.

Triglicrido mixto: 1-miristil-3-palmitil-2-estearina(cido mirstico + cido esterico + cido palmtico)

El uso de letras griegas est permitido en sustitucin de nmeros para nombrar a los triglicridos

(-miristil-(-palmitil-(-estearinaLas propiedades fsicas de los triacilglicridos estn relacionadas con el tipo y estructura de los cidos grasos dentro de las molculas. Al igual que en los cidos grasos libres, entre mayor sea el grado de insaturacin, menor ser el punto de fusin. La mayora de los puntos de fusin de los triacilglicridos saturados son mayores que los de los triacilglicridos monoinsaturados. Los triacilglicridos poliinsaturados tienen los puntos de fusin ms bajos. A temperatura ambiente los triacilglicridos saturados tienden a ser slidos y los insaturados tienden a ser lquidos.Grasas y aceites

La mayora de los lpidos en la naturaleza son mezclas complejas de triacilglicridos simples y mixtos; por lo tanto, muchos cidos grasos son componentes de las grasas y aceites comunes.

Las caractersticas de los triglicridos dependen del grado de saturacin de los cidos grasos enlazados. Si predominan los cidos grasos insaturados, el glicrido ser lquido a temperatura ambiente y recibe el nombre de aceite. Si predominan los cidos grasos saturados, a temperatura ambiente el triglicrido tendr consistencia slida o semi-slida y recibe el nombre de grasa. Si los cidos grasos que contienen aceite son muy insaturados constituyen los aceites secantes (ejemplo: aceite de linaza, obtenido de Linum usitatissimum).

Los aceites son principalmente de origen vegetal, aunque tambin los hay de origen animal, como el aceite de hgado de bacalao, mientras que las grasas son principalmente de origen animal, aunque tambin hay algunas de origen vegetal, como la manteca de cacao o la manteca de coco. A continuacin se indican ejemplos de aceites y mantecas de origen vegetal y animal:1. Aceites de origen vegetal: aceite de oliva, aceite de ricino, aceite de onagra, aceite de linaza, aceite de borraja, aceite de soja.2. Aceites de origen animal: aceite de hgado de bacalao.3. Grasas o mantecas de origen vegetal: manteca de cacao, manteca de Karit. 4. Grasas de origen animal: manteca de cerdo.

Saponificacin

Las grasas y aceites cuando se tratan con KOH se desdoblan produciendo jabn, a este tipo de reaccin qumica se le conoce saponificacin. Criterio que se considera tambin para clasificar a los lpidos en: saponificables (aquellos que producen jabn por contener una funcin ster en su estructura): las ceras, grasas y aceites, y no saponificables (no producen jabn al tratarse con NaOH, KOH): los esteroides, aceites esenciales, vitaminas lipoflicas.

estructura general de una grasa estructura general de un jabn

Reaccin de saponificacin

Durante el proceso industrial de elaboracin de grasas parcialmente hidrogenadas y margarinas se bombea hidrgeno a los aceites vegetales, provocando como resultado la formacin de grasas trans en cantidades significativas, es decir, las instauraciones de los cidos grasos de posicin cis se isomerizan a posicin trans. Gracias a ellas se consigue prolongar la vida comercial de diversos productos. De la misma forma, margarinas u otros alimentos similares se untan mejor, es decir, pueden extenderse con mayor facilidad sobre superficies como el pan sin necesidad de esperar a que ganen temperatura tras sacarlas del frigorfico. Sin embargo, este tipo de alimentos tienen efectos adversos en la salud de los consumidores.Mientras que las grasas saturadas afectan por igual los niveles de lipoprotenas de baja y alta densidad, los impropiamente llamados colesterol malo (LDL) y bueno (HDL), respectivamente, las grasas trans actan sobre el LDL sin afectar el HDL. Este desequilibrio metablico inducido se ha asociado en los ltimos tiempos con un mayor riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares.

Los expertos en nutricin recomiendan a travs de un sinnmero de guas nutricionales fomentar el consumo de grasas insaturadas como las que pueden encontrarse de forma natural en nueces, semillas o aceites vegetales. Esta recomendacin, pese a los esfuerzos de la comunidad cientfica y mdica, ha encontrado tradicionalmente poco eco en la sociedad por las escasas pruebas disponibles sobre los efectos nocivos de las grasas trans. Fosfolpidos (lpidos polares)Los fosfolpidos son un grupo de lpidos que contiene un grupo fosfato, comprende all grupo de los lpidos polares (la molcula adquiere carga). Estn localizados principalmente en las membranas celulares de los animales. Los fosfolpidos se parecen a los triacilgliceridos en los dos primeros tomos de carbono del glicerol; en estas posiciones hay dos steres de cidos grasos, y se diferencian en el tercer tomo de carbono donde hay un ster de fosfato. Tambin unido al grupo fosfato hay un segundo alcohol, G. Los steres de fosfato se producen por la reaccin entre un alcohol y el cido fosfrico, H3PO4.

estructura general de una molcula de fosfolpidoSe denomina grupo fosfatidilo al fosfoglicrido sin el grupo alcohol enlazado a la molcula. Para escribir el nombre de un fosfoglicrido, hay que escribir el nombre el segundo alcohol (G) despus de fosfatidil.

Nombre de un fosfoglicrido = fosfatidil + nombre del alcohol (colina) = fosfatidilcolina

estructura del radical colina

Los fosfoglicridos que existen naturalmente tienen una estructura aninica similar. Las molculas de amino alcohol se unen al grupo fosfato en los fosfoglicridos. Los fosfoglicridos se clasifican de acuerdo al amino alcohol enlazado al grupo fosfato (colina) fosfatidilcolinas, denominadas comnmente lecitinas por ejemplo: la lecitina de soja, obtenida de las semillas de Glycine soja.

estructura de general de lecitina

La molcula de fosfatidilcolina tiene dos partes, la "cabeza" y la "cola". En la cabeza de la molcula de fosfatidilcolina se encuentran los grupos inicos fosfato y colina, y en la cola las dos cadenas no polares de los esteres de los cidos grasos. Esta estructura es similar a la de las molculas de jabn. La regin inica de la cabeza de una molcula de fosfatidilcolina interacta con las molculas polares del agua o sea que es hidroflica. La regin no polar de la cola interacta con las molculas no polares o sea que es hidrofbica (estructura antiptica de una molcula: parte polar y no polar en una sustancia). sta caracterstica estructural de los fosfoglicridos juega un papel importante en la construccin de las membranas celulares.La fosfatidilcolina es un slido ceroso que expuesto al aire, y forma una suspensin coloidal en el agua. Algunas fuentes alimenticias de fosfatidilcolina son la yema de huevo y la soya. La fosfatidilcolina es un componente de las membranas celulares y es un agente emulsificante. Los agentes emulsificantes son sustancias que ayudan a suspender las grasas en el agua. Uno de los usos comerciales de la fosfatidilcolina es en la emulsificacin de grasas de los helados y la mayonesa.Lpidos en las membranas celulares

Los fosfolpidos son componentes claves de las biomembranas. Las membranas celulares, no son estructuras rgidas, las protenas y los lpidos estn en constante movimiento y algunos fosfolpidos se mueven lateralmente a muy altas velocidades de una parte de la membrana a otra, debido a su composicin qumica. Las membranas celulares tienen propiedades de fluido, es decir, fluyen de manera similar a los lquidos. La fluidez de la membrana depende de las propiedades de las cadenas laterales de los fosfolpidos. Las membranas que contienen una alta concentracin de cadenas laterales insaturadas son menos viscosas y ms fluidas que aquellas membranas con una concentracin alta de cadenas laterales saturadas.La tendencia de las molculas antipticas en agua para formar estructuras organizadas espontneamente, tambin es la clave estructural de las membranas celulares, que contienen, en general, una gran proporcin de lpidos antipticos. Los fosfolpidos son los lpidos antipticos ms abundantes. La carga negativa del fosfato, as como los grupos cargados y los grupos hidroxilos del alcohol esterificado a l, mantienen una interaccin fuerte con el agua.Los fosfolpidos forman espontneamente micelas o bicapas en soluciones acuosas. Los fosfolpidos adoptan tres formas diferentes en soluciones acuosas: micelas, lminas bicapas y liposomas. El tipo de estructura formada por un fosfolpido puro o por una mezcla de fosfolpidos depende de la longitud y del grado de saturacin de las cadenas de cidos grasos, de la temperatura, de la composicin inica del medio acuoso y del modo en que se dispersan los fosfolpidos en la solucin. Cuando una solucin de fosfolpidos se dispersa violentamente en agua, algunos de ellos se pueden unir en micelas (estructuras esfricas de unos 20 nm o menos de dimetro). Las cadenas laterales hidrocarbonadas quedan secuestradas en el interior de la micela; los grupos polares de la cabeza quedan en su superficie, en contacto con el agua.Los fosfolpidos tambin forman espontneamente estructuras simtricas de tipo laminar llamadas bicapas de fosfolpidos. Las bicapas tienen dos molculas de ancho. Las cadenas laterales hidrocarbonadas de cada capa minimizan su contacto con el agua alinendose en el centro de la bicapa. Su empaquetamiento compacto se estabiliza por atracciones de van der Waals entre las cadenas laterales hidrocarbonadas de los fosfolpidos adyacentes. Enlaces electrostticos y de hidrgeno estabilizan las interacciones entre los grupos polares de la cabeza y el agua. Una bicapa de fosfolpidos puede ser casi de tamao ilimitado de escasos milmetros de largo o de ancho, los liposomas son estructuras bicapa esfricas, mas grandes que las micelas, que contienen agua en el interior.Figura 2. 1. estructura de bicapa; 2. estructura de micelaHay que tener en cuenta que existen molculas de colesterol "embebidas" en la membrana, el colesterol es un componente necesario de las membranas biolgicas. El colesterol rompe las interacciones tipo Van der Waals entre las "colas" de los fosfolpidos. Esto tambin hace que la membrana sea mas fluida. Por lo tanto una manera de controlar la fluidez de la membrana es regulando el nivel de colesterol en la mismaLpidos no saponificablesEn este apartado se pueden citar numerosos compuestos que renen caractersticas hidrofbicas, insolubles en agua y solubles en disolventes orgnicos, que los ubica dentro de los lpidos. Como ejemplo, se puede citar a los aceites esenciales, vitaminas lipoflicas, esteroides, sustancias que se describen en el captulo de metabolitos secundarios. Los esteroides (triterpenos) son lpidos que poseen el siguiente sistema de anillos fusionados denominado ncleo esteroidal.

esqueleto base de los esteroides

Los esteroides son tambin triterpenos, ampliamente distribuidos en el reino vegetal y animal, cumplen funciones fisiolgicas importantes en las plantas, de gran inters en el campo farmacolgico. Son compuestos de vital importancia en animales, como el colesterol, la vitamina D, el lanosterol, escualeno, diversas hormonas sexuales, saponinas, glucsidos cardiotnicos, ecdisonas, cidos biliares y adrenocorticoides entre otras.

El colesterol es el esteroide ms abundante en los seres humanos. El cuerpo puede sintetizar la cantidad necesaria de colesterol sin considerar la fuente. Se ha prestado mucha atencin al consumo de colesterol en la dieta y su relacin con el desarrollo de la arterosclerosis. La arterosclerosis se produce por el depsito de sustancias grasosas en los vasos sanguneos del cuerpo; tambin se le da el nombre de endurecimiento de las arterias.

colesterolComo el colesterol, tambin cierto nmero de hormonas poseen el ncleo de esteroide. son ms polares que el colesterol, y gran nmero de isoprenoides que se sintetizan a partir de precursores de cinco carbonos relacionados con el isopreno:

Esta vez consideraremos las hormonas sexuales esteroidales. Los machos y las hembras segregan hormonas sexuales diferentes. Los andrgenos, hormonas sexuales masculinas, son segregadas por los testculos. La testosterona es la ms importante de estas hormonas. La secrecin de la testosterona es la responsable de las caractersticas masculinas tales como desarrollo muscular y crecimiento del cabello.

progesterona

testosterona

Fitoesteroles (alcoholes esteroidales) tambin triterpenoides se encuentran presentes en las plantas superiores: (-sitoesterol, estigmasterol y campesterol, libres o formando glicsidos y en particular el primero es un componente esencial en las membranas de las celulas vegetales. Las membranas vegetales aunque poseen colesterol, son mucho ms ricas en (-sitosterol, campesterol y estigmasterol, variando la proporcin de estos compuestos con el tipo de membrana y la funcin biolgica que realizan. Se cree actualmente, que los fitoesteroles desempean en las membranas vegetales las mismas funciones que el colesterol en los animales. Dentro de los isoprenoides, tambin se encuentran las vitaminas A, D, E, y K que se reconocieron en primer lugar como materiales grasos esenciales para el crecimiento normal de los animales, y numerosos pigmentos biolgicos. Otros lpidos activos son cofactores esenciales de enzimas, transportadores electrnicos o seales intracelulares.

Cuadro 3. Algunas especies vegetales que contienen lpidos y sus aplicaciones

EspecieComponenteAplicaciones

Aceite de ricino

Obtenido de semillas de Ricinos communisGlicridos: ricinolenaLaxante mecnico

Laxantes

Aceite de onagra

Obtenidos de semillas de Oenothera biennsGlicridos con cidos -linolnicoProblemas drmicos, sndromes premenstruales, prevencin de infarto

Lanolina

Cera obtenida del agua de lavado de la lana de oveja (Ovis aries)Colesterol, isocolesterol, estridos, alcoholes alifticos de peso molecular elevadoEmulgente, base emoliente

Extractos lipdicos antiprostticos

Pygeum africanum,

Serenoa serrulataVarios componentesTratamiento de adenoma de prstata

Antiprostticos

Aceite de linaza

Obtenido de las semillas de Linum usitatissimumcido linolnico, cido linoleico, cido oleicoUso en pinturas

Estudios detallados del lino.

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(etimologa)Punto de fusin

(C)Solubilidad a 30 C

(mg/ 100 mL)

Agua Benceno

12:0CH3(CH2)10COOHAcido n-dodecanoicoAcido larico

(de latn lauris, laurel)44.20.0632 600

14:0CH3(CH2)12COOHAcido n-tetradecanoicoAcido mirstico

(del latn Myristica, gnero de la nuez moscada)53.90.024874

16:0CH3(CH2)14COOHAcido n-hexadecanoicoAcido palmtico

(del griego palma, palmera)63.10.0083348

18:0CH3(CH2)16COOHAcido n-octadecanoicoAcido esterico

(del griego stear, grasa dura)69.90.0034124

20:0CH3(CH2)18COOHAcido n-icosanoicoAcido araqudico

(del latn Arachis, gnero de legumbre)76.5

24:0CH3(CH2)22COOHAcido n-tetracosanoicoQacido lignocrico (del latn lignum, madera+cera, cera)86.0

16:1((9)CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOHAcido palmitoleco

-.05

18:1((9)CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHAcido oleco

(del griego oleum, aceite)13.4

18:2((9,12)CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHAcido (-linoleico

(del griego linon, lino)-5

18:3((9, 12, 15)CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHAcido linolnico-11

20:4((5, 8, 11, 14)CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)CCH=CH(CH2)3COOHAcido araquidnico-49.5

Galacolpidos en plastidios

Fosfolpidos en plastidios

Triacilglicridos

Fosfolpidos en citosol

Hoja

Semilla

Raz