Lípidos García-Mateos, M. R. Los lípidos biológicos constituyen un grupo químicamente diverso de compuestos cuya característica común y definitoria es su insolubilidad en agua. Las funciones biológicas de los lípidos son igualmente diversas. En muchos organismos las grasas y los aceites son las formas principales de almacenamiento energético, mientras que los fosfolípidos y los esteroles constituyen la masa de las membranas biológicas. Otros lípidos, aún estando presentes en cantidades relativamente pequeñas, juegan papeles cruciales como agentes emulsionantes, mensajeros intracelulares, transportadores electrónicos (Cuadro 1). Cuadro 1: Función de los lípidos Clase de lípido Función Grasas o triglicéridos Como depósitos de grasa de animales y vegetales (reservas de energía). Como medio de transporte de ácidos grasos a través del sistema linfático y sanguíneo para distribuirlos dentro del cuerpo. Proporcionan aislamiento físico y térmico de diversos órganos del cuerpo Ceras En la protección de la piel , pelo y plumas en animales Protegen a las plantas superiores contra el ataque de organismos e infecciones, estrés hídrico, etc. Fosfolípidos En la transferencia de sustancias hacia dentro y hacia fuera de la célula En la lubricación de superficies biológicas En el transporte de grasa neutra por el cuerpo Esfingolípidos Como aislantes de las fibras nerviosas en la
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Lípidos
García-Mateos, M. R.
Los lípidos biológicos constituyen un grupo químicamente diverso de compuestos cuya
característica común y definitoria es su insolubilidad en agua. Las funciones biológicas
de los lípidos son igualmente diversas. En muchos organismos las grasas y los aceites
son las formas principales de almacenamiento energético, mientras que los fosfolípidos
y los esteroles constituyen la masa de las membranas biológicas. Otros lípidos, aún
estando presentes en cantidades relativamente pequeñas, juegan papeles cruciales
como agentes emulsionantes, mensajeros intracelulares, transportadores electrónicos
(Cuadro 1).
Cuadro 1: Función de los lípidos
Clase de lípido Función
Grasas o triglicéridos Como depósitos de grasa de animales y vegetales (reservas de energía). Como medio de transporte de ácidos grasos a través del sistema linfático y sanguíneo
para distribuirlos dentro del cuerpo. Proporcionan aislamiento físico y térmico de diversos órganos del cuerpo
Ceras En la protección de la piel , pelo y plumas en animales Protegen a las plantas superiores contra el ataque de organismos e infecciones, estrés
hídrico, etc.Fosfolípidos En la transferencia de sustancias hacia dentro y hacia fuera de la célula
En la lubricación de superficies biológicas En el transporte de grasa neutra por el cuerpo
Esfingolípidos Como aislantes de las fibras nerviosas en la transmisión de impulsos nerviosos.Glucolípidos En la superficie de membranas se unen a moléculas específicas provocando
respuestas en la célula Terpenos Proporcionan sabores y aromas a flores y frutos
Participan en el mecanismo de defensa contra infeccionesCarotenoides En la participación en los procesos fotoquímicos de la fotosíntesis
Como precursor de la vitamina AEsteroides En la participación en varios procesos fisiológicos: balance electrolítico, crecimiento,
metabolismo y resistencia a enfermedadesIcosanoides Actúan sobre el tejido en el que se producen
Intervienen en la función reproductiva, en la inflamación, fiebre y dolor, Intervienen en el proceso de coagulación Participan en la regulación de la presión sanguínea En la secreción gástrica
Vitaminas A, D, E y K En el mantenimiento de algunos tejidos (piel, huesos, dientes), en la absorción de calcio en la formación de huesos, antioxidante, en el proceso de coagulación de la sangre
Lipoproteínas Como vehículo de transporte de lípidosQuinonas Transportadores de electrones ATPDolicoles Participan en reacciones de anclaje y transferencia de glúcidos en las membranas
Lehninger et al., 1995
Definición
Los lípidos comprende uno de los cuatro grupos de compuestos que se encuentran en
los tejidos de los seres vivos, los carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos. No hay
una definición simple para el término “lípido”, aunque los lípidos (del griego, grasa) su
definición se basa en sus propiedades fisicoquímicas (solubilidad) como un grupo de
biomoléculas, insolubles en agua y solubles en disolventes no polares como cloroformo,
hexano, éter de petróleo, entre otros.
Los lípidos en los vegetales
Los lípidos presentes en las plantas llamaron la atención desde 1930, debido a que
algunos ácidos 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 mamíferos, sin embargo, son
necesario para la síntesis de eicosanoides, compuestos importantes en la salud del
hombre.
Los lípidos de membranas tienen implicaciones importantes para la acción de varios
reguladores de crecimiento de las plantas. Industrialmente tienen gran interés por su
uso en la obtención de detergentes, jabones, polímeros (nylon) y en la manufactura de
cosméticos y fármacos, lubricantes, alimentos, lubricantes altamente estables, y
recientemente, se les ha considerado como una fuente de combustible renovable.
En los vegetales los lípidos se encuentran en las membranas celulares como
glicolípidos y fosfolípidos, y como triacilglicéridos, los últimos como sustancias de
reserva, en cuerpos oleosos (esferosomas) en las semillas. Aproximadamente cerca de
300 ácidos grasos diferentes se han identificado en plantas. En las membranas de los
cloroplastos y en los plastidios de los tejidos no fotosintéticos los glicolípidos son los
componentes que se encuentran en mayor abundancia. En las membranas las parte
polar (hidrofílica) se orienta hacia la parte externa de éstas, y la parte hidrofoba se
encuentra inmersa en el interior de la membrana de diferentes organelos y estructuras.
Figura 1. Distribución de lípidos en diferentes tejidos de los vegetales___________
Buchanan et al., 2000
En lo que se refiere a los fosfolípidos, las membranas vegetales contienen el mismo tipo
de lípidos que las membranas de los animales, solamente difieren en la proporción. El
fosfatidilglicerol se encuentra en menor proporción en los animales, pero en las plantas
en mayor abundancia por localizarse en las membranas fotosintéticas, en cambio
derivados del fosfatidilinositol se localiza en al plasma de las membranas, en donde su
función es la de participar en la transducción de señales. También en las membranas
se encuentran otra clase de lípidos, los esteroides que se encargan de proporcionarles
estabilidad.
La proporción de lípidos en las membranas está cuidadosamente regulada y la
distribución de los mismos, particularmente de los ácidos grasos, está sujeta a procesos
de síntesis y recambio (degradación y síntesis de novo .de otros lípidos).
La reserva de lípidos ocurre principalmente en las la etapa de desarrollo (acumulación
de lípidos, carbohidratos), posterior a la de la división celular rápida Por ejemplo, en
semillas, es inusual una cantidad elevada de ácidos grasos, en esta etapa es donde se
Raíz SemillaHoja
Galacolípidos en plastidios Fosfolípidos en plastidiosTriacilglicéridosFosfolípidos en citosol
realiza su síntesis, mas que en la etapa de desecación. Pero en esta última etapa, se
observa una pequeña síntesis de sustancias de reserva.
En el Cuadro 2 se muestra el contenido aproximado de lípidos en diferentes cereales,
en donde los lípidos se encuentran concentrados en forma de gotas (esferosomas) en
la capa de subaleurona.
Cuadro 2. Contenido de lípidos en cereales
Cereal Contenido de lípidico aproximado (%)
Avena 7.0
Harina de avena 6.2
Maíz 4.6
Trigo 1.9
Arroz 2.3
Cebada 2.1
Harina de sorgo bruto 2.5
Almidón de trigo 1.1
Gérmen de trigo 10.0
Harina integral de maíz 3.9
Harina de maíz 2.6
Robinson, 1991.
En las plantas los lípidos presentan varias funciones: como fuente de energía,
componentes de membranas, también se encuentran involucrados en el control
metabólico (mensajeros: fosfatidilinositol y reguladores de crecimiento: diglicéridos
estimulan a algunas proteínas para la liberación de Ca+2/cadmodulina, las que a su vez
estimulan a otras proteínas que participan el la regulación de algunos procesos), en el
mecanismo de defensa contra el ataque de algunos microorganismos y protección de la
pérdida de agua excesiva (cutina, ceras)
En las semillas ricas en lípidos (oleaginosas) éstos se encuentran almacenados como
triglicéridos en pequeñas esferas o vesículas, que también se encuentran unidas a
algunas proteínas llamadas oleosinas, en donde su función principal consiste en
anclarar a las enzimas lipasas, las cuales se encargan de degradar a los lípidos durante
la germinación.
Se acumulan en las membranas epidermales de los frutos, constituyen parte de la
cutícula, juegan un papel importante en el control de la transpiración, en la protección
contra el ataque de patógenos. En la cutícula se encuentran los lípidos como ceras y
cutina.
Durante la germinación los lípidos son transformados a carbohidratos en los
glioxisomas y los sitios de síntesis de los triglicéridos son los plastidios, en el retículo
endoplásmico se sintetizan los fosfolípidos y en el citosol los ácidos grasos C 18 se
transforman en compuestos insaturados
Clasificación
Comprende uno de los grupos del metabolismo celular diverso, en cuanto a sus
estructuras químicas se refiere. Existen diversos criterios de clasificación, a
continuación se mencionan algunos.
Lípidos simples: son los mas abundantes las grasas y aceites, los menos
abundantes las ceras.
Lípidos compuestos: comprenden los fosfolípidos que contienen fósforo
en su moléculas y galactolípidos que contienen al monosacárido galactosa.
Lípidos derivados: algunos producto de las hidrólisis de los anteriormente
señalados (ácidos grasos) y otros como vitaminas liposolubles, aceites
esenciales, esteroides.
Por su estructura química se clasifican:
I. Ácidos grasosA. SaturadosB. Insaturados
II. Glicéridos – lípidos que contienen glicerolA. Glicéridos neutros
III. Lípidos que no contienen glicéridosA. Esfingolípidos
1. Esfingomielinas2. Cerebrósidos3. Gangliósidos
B. EsteroidesC. CerasD. Terpenos- lípidos compuestos de unidades de isopreno
IV.Lípidos complejos – lípidos unidos a otro tipo de moléculasA. LipoproteínasB. Glicolípidos
Considerando el propósito de este texto es importante citar la clasificación en relación a
su función, propuesta por Lehninger et al., (1995):
Lípidos de Almacenamiento: Acidos grasos (Neutros) Triglicéridos Ceras
Lípidos Estructurales de Membrana: Glicerofosfolípidos, (Polares) Esfingolípidos Esteroles
Lípidos con Actividades Biológicas Definidas: Hormonas esteroidales Fosfatidilinositol Icosanoides y prostaglandinas Vitaminas A, D, E y K Quinonas lipídicas Dolicoles
Ácidos grasos
Los ácidos grasos son derivados hidrocarbonados a un nivel de oxidación tan bajo (esto
es, tan reducido) como el de los hidrocarburos de los combustibles fósiles. La oxidación
completa de los ácidos grasos (a CO2 y H2O) en las células, al igual que la oxidación
explosiva de los carburantes fósiles en los motores de combustión interna, es muy
exergónica. Por ejemplo. los lípidos contienen una energía de 39 kJ (9.3 kcal)/g, mas
del doble de la que poseen los carbohidratos, 17 kJ (4.1 kcal/g).
Son compuestos alifáticos (larga cadena de carbonos) con un grupo carboxilo al final
de la cadena hidrocarbonada no ramificada. La cadena alifática puede ser saturada
(enlaces simples) o insaturada (enlaces dobles). Los ácidos grasos por su origen
biosintético (derivados de un compuesto de dos átomos de carbono, “acetato” como
precursor) contienen por lo general un número par de átomos de carbono en su
estructura entre 12 y 24 carbonos.
C OCH3 2CH n( )
O
H
fórmula general de un ácido graso saturado
La nomenclatura simplificada de estos compuestos especifica la longitud de la cadena y
el número de dobles enlaces separados por dos puntos; el ácido palmítico, que tiene 16
átomos de carbono y es saturado, se abrevia 16:0 y el ácido 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 Δ (delta); un ácido graso de 20 carbonos con un doble
enlace entre C-9 y C-10 (C1 es el carbono carboxílico) y otro enlace doble entre C-12 y
C-13, se designa 20:2(Δ9, 12), por ejemplo. Los ácidos grasos más abundantes tienen un
número par de átomos de carbono en una cadena sin ramificar de entre 12 y 24
carbonos (Cuadro 4). El número par de carbonos es consecuencia de la forma de
síntesis de estos compuestos que utiliza la condensación de unidades de acetato (de