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LIPIDOS
( 1. DEFINICION . 2. LÍPIDOS SAPONIFICABLES. 2.1 Ácidos grasos 3.LÍPIDOS INSAPONIFICABLES.4 FUNCIONES)
1. CARACTERISTICAS GENERALES Y CLASIFICACIÓN
DEFINICIÓN
Los lípidos son un grupo de biomoléculas muy heterogéneo en cuanto a su composición, con funciones muy diversas. Todos ellos están formados por C, H y O, y algunos además poseen también P y N. En el primer caso se les llama lípidos simples u hololípidos y en el segundo lípidos complejos o heterolípidos.
Propiedades físicas:
• No son solubles en agua ni en otros disolventes polares y sí en disolventes orgánicos, como el benceno o la acetona. Esto se debe a que están constituídos por largas cadenas hidrocarbonadas, con muchos enlaces C-C y C-H, los cuales no poseen polaridad y no interaccionan con el agua.• Tienen aspecto graso y son untuosos al tacto.
CLASIFICACION
A los lípidos se les puede clasificar utilizando diversos criterios. Una manera sencilla es separarlos entre lípidos simples, formados únicamente por C, H y O y lípidos complejos, que además contienen P y N. No obstante, comúnmente se clasifican en función de si son hidrolizables o no. Según este criterio se pueden clasificar en dos grupos:
• Saponificables: Contienen ácidos grasos. Son hidrolizables - Hololípidos - Acilglicéridos - Ceras
- Heterolípidos - Fosfolípidos - Glicolípidos • Insaponificables: No contienen ácidos grasos y no son hidrolizables - Esteroides - Terpenos - Eicosanoides (prostaglandinas, etc.)
1. LÍPIDOS SAPONIFICABLES
Todos los lípidos saponificables son ésteres que contienen ácidos grasos en su composición. Se les llama saponificables porque pueden sufrir la reacción de saponificación.
1. Se sintetizan mediante la reacción de esterificación, que consiste en la formación de un enlace covalente entre el grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol y el grupo carboxilo (-COOH) de un ácido carboxílico, perdiéndose una molécula de agua.
Esterificación
R-COOH + OH-R’ ---------------------» R-COO-R’ + H2O Ácido graso + alcohol Éster + agua
En los lípidos, el alcohol varía según el lípido saponificable de que se trate, pero el ácido carboxílico es siempre un ácido graso.
2. Al ser ésteres se puede llevar a cabo la reacción inversa, es decir su hidrólisis mediante el H2O, que produce un alcohol y un ácido carboxílico.
Hidrólisis
R-COO-R’ + H2O ----------» R-COOH + OH-R’
Éster + agua Ácido graso + alcohol
En los organismos vivos, la digestión de los lípidos se realiza de modo natural en el intestino delgado, mediante enzimas de tipo lipasas segregadas por el páncreas, que producen su hidrólisis, separando los ácidos grasos y el glicerol.
Saponificación: Se produce al reaccionar un ac.graso con una base. Se forma entonces la sal correspondiente de dicho ácido graso más una molécula de agua. A estas sales se las llama jabones. Saponificación
Fig. Hidrólisis de un lípido con una base (saponificación). (De http://www.textoscientificos.com/imagenes/jabon.gif)
2.1. ÁCIDOS GRASOS.
I. CARACTERÍSTICAS DE LOS ÁCIDOS GRASOS.
Los ácidos grasos son ácidos orgánicos monocarboxílicos, con un grupo carboxílico terminal (-COOH) que le aporta carácter ácido y una cadena hidrocarbonada más o menos larga (R) que contiene un número par de carbonos, que oscila entre 12 y 22. Los más abundantes tienen entre 16 y 18
carbonos.
La formula general de un ácido graso es, por tanto: R - COOH (donde R es la cadena hidrocarbonada, de diferente longitud), aunque lo más común es escribirla como: CH3 - (CH2)n - COOH
Algunas veces podemos encontrarlos representados como una línea quebrada, cuyos vértices indican los átomos de carbono que contienen. Los átomos de carbono de los ácidos grasos se numeran empezando por el grupo carboxílico
Fig. ác. esteárico
Los ácidos grasos no suelen encontrarse libres, sino que están formando parte de otros lípidos y se pueden obtener por hidrólisis de ellos (recuerda, saponificación). Se conocen unos 100 ácidos grasos que forman parte de los seres vivos.
II. CLASIFICACIÓN Los ácidos grasos se clasifican en función de si en su cadena poseen o no dobles enlaces:
- Ác.grasos saturados: No poseen dobles enlaces
-Ác.grasos insaturados: Tienen uno o más dobles enlaces en su cadena. En el primer caso se les llama monoinsaturados y en el segundo poliinsaturados, en los que los dobles enlaces se disponen en configuración “cis”, que crea un codo en la molécula
Fig.Tomada de (http://www.scielo.cl/fbpe/img/rchnut/v29n2/fig01.gif)
III. PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS GRASOS
A. Punto de fusión. Existen dos factores que hacen que éste aumente:
- El número de átomos de carbono: A mayor número de carbonos mayor número de enlaces de Van der Waals, requiriéndose por tanto un mayor gasto de energía para conseguir su fusión. - El grado de saturación. Los compuestos totalmente saturados poseen cadenas extendidas que se pueden empaquetar estrechamente estableciendo interacciones de Van der Waals entre los átomos de cadenas vecinas, lo que hace que a Tª ambiente adquieran consistencia cérea. Las cadenas insaturadas, como se ha visto presentan codos en sus cadenas que debilitan las interacciones entre ellas, por lo que se necesita menos energía térmica para separarlas y a Tª ambiente son líquidos oleosos.
Los ácidos grasos insaturados, por tanto presentan puntos de fusión más bajos que los saturados. B. Solubilidad de los ácidos grasos
Una de las características más importantes de los ácidos grasos es que son moléculas anfipáticas, es decir que tienen carácter polar y apolar al mismo tiempo.
Esto se debe a que el grupo carboxilo terminal (-COOH), en contacto con el agua libera un hidrogenión (se comporta como un ácido), quedando en forma polar (-COO). El resto de la molécua, es decir las largas cadenas hidrocarbonadas, poseen grupos metilenos (-CH2-) y un metilo terminal (-CH3), que actúan como grupos hidrófobos, no polares (lipófilos), capaces de formar enlaces de Van der Waals con otros grupos lipófilos.
En la molécula de un ácido graso se distinguen por tanto, 2 zonas: una cabeza polar, formada por el grupo carboxilo, polar, y una larga cadena hidrocarbonada, denominada cola, claramente apolar e hidrófoba.
Fig. Ejemplo de un ácido graso.
Gracias a ésta propiedad, cuando los ácidos grasos entran en contacto con el agua, la cabeza polar queda orientada hacia ella y mantienen la cola hidrófoba apolar alejada de esta zona. Entonces pueden formarse estructuras esféricas llamadas micelas, o en empalizada, que pueden sermonocapas o bicapas, en las cuales las colas apolares quedan enfrentadas, mientras que las cabezas polares quedan hacia fuera, en contacto con el agua. La disposición en monocapas ocurre cuando se sitúan en la interfase entre el agua y un medio no polar, como el aire.
Fig. tomada de (www.ehu.es/biomoleculas/lipidos/lipid34.htm#mo)
Esto no ocurre cuando están rodeadas de agua, donde siempre componen bicapas o micelas. De ésta manera se disponen en las membranas celulares y en las de los orgánulos membranosos (vesículas, lisosomas, etc)
Fig. Estructuras en disolución acuosa: Bicapas, MIcelas y Liposomas
Jabones y detergentes
El hecho de que los jabones sean sustancias anfipáticas les confiere la capacidad de emulsionar las grasas. Las emulsiones son disoluciones entre líquidos inmiscibles donde uno de ellos, al que llamamos fase dispersa, forma pequeñas gotitas dispersas en el otro (fase dispersante). En las emulsiones biológicas, la fase dispersa está compuesta por los lípidos y la dispersante por el agua.
(Figura y extracto de wikipedia)
Una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea. Un líquido (la fase dispersa) es dispersado en otro (la fase continua o fase dispersante). Muchas emulsiones son emulsiones de aceite/agua, con grasas alimenticias como uno de los tipos más comunes de aceites encontrados en la vida diaria.
Las emulsiones son parte de una clase más genérica de sistemas de dos fases de materia llamada coloides. A pesar que el término coloide y emulsión son usados a veces de manera intercambiable, las emulsiones tienden a implicar que tanto la fase dispersa como la continua son líquidos.
Un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema físico-químico formado por dos o más fases, principalmente éstas son: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por
lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla en menor proporción.
El nombre de coloide proviene de la raíz griega kolas que significa que puede pegarse. Este nombre hace referencia a una de las principales propiedades de los coloides: su tendencia espontánea a agregar o formar coágulos.
La membrana celular posee oligosacáridos y glicolípidos
Fig. Glucocálix. Fosfolípidos y Glicolípidos
Jabones y detergentes.
El hecho de que los jabones sean sustancias anfipáticas les confiere la capacidad de emulsionar las grasas, es decir que tienen poder emulgente. Las emulsiones son disoluciones entre líquidos inmiscibles donde uno de ellos, al que llamamos fase dispersa, forma pequeñas gotitas dispersas en el otro (fase dispersante).
Se dice que son emulsionantes porque promueven la dispersión de una sustancia en otra, sin provocar que éstas reaccionen o se mezclen entre sí. En las emulsiones biológicas, la fase dispersa está compuesta por los lípidos y la dispersante por el agua.
Efecto limpiador de los jabones:
La acción limpiadora de los jabones se debe a su carácter emulgente, que les permite formar micelas en disolución acuosa. Cuando los jabones entran en contacto con las grasas, se dispersan entre ellas y forman pequeñas gotitas de modo que la grasa queda englobada por las colas hidrocarbonadas, con las cabezas polares hacia el exterior. Puesto que las cabezas son solubles en agua, se unen a ella y se llevan consigo las grasas o aceites al ser lavados.
video 1
Video 2
Los disolventes más importantes para las membranas biológicas son los detergentes sintéticos, que poseen una estructura anfipática, de modo que pueden disolver las membranas biológicas, formando micelas con los fosfolípidos y los glicolípidos. ( Ref. enlace ) (Ref. enlace )
Los detergentes son surfactantes
Proteinas de membrana.
Fig. (tomada dehttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9898/bin/ch12f4.jpg)
La saponificación es la hidrólisis básica de las uniones éster de las grasas y los aceites. Por lo tanto, los lípidos saponificables son aquellos que se pueden hidrolizar en medio básico, dando tres unidades de jabón (sal sódica o potásica de un ácido graso) y una unidad de glicerina.Los lípidos insaponificables o también llamados simples son aquellos que no se hidrolizan facilmente, y son los esteroides, prostaglandinas y terpenos.
Fuente(s):
Fig. Solubilización de proteínas de membrana con detergente
