Lípidos: Clasificación, Propiedades y Funciones Biológicas

Lípidos: Concepto y Composición

Los lípidos abarcan un grupo muy heterogéneo de sustancias y se definen, en vez de por la presencia de determinados grupos funcionales, por una serie de propiedades comunes.

La elevada ratio H/O los hace altamente reducidos, por lo que los lípidos que sufren oxidación liberan enormes cantidades de energía.

Debido a que los lípidos abarcan un grupo muy numeroso de sustancias, existen numerosos tipos diferentes. En principio, los lípidos se dividen en dos grandes grupos: lípidos saponificables, que contienen ácidos grasos en su composición, y lípidos insaponificables, que carecen de ellos.

Lípidos Saponificables

Los lípidos saponificables son aquellos que por hidrólisis liberan ácidos grasos. La presencia de ácidos grasos les hace formar jabones cuando reaccionan con bases fuertes. Para comprender la estructura y propiedades de estos lípidos hemos de caracterizar antes los ácidos grasos de los que están formados.

Ácidos Grasos

Los ácidos grasos pueden ser:

1. Saturados: Si en la cadena hidrocarbonada sólo aparecen enlaces simples. La cadena hidrocarbonada tiene una estructura lineal.
2. Insaturados: Si aparecen dobles enlaces en la cadena (insaturaciones). Los dobles enlaces llevan a la formación de codos en la cadena cuando aparecen en configuración cis. Son abundantes en grasas vegetales y aceites de pescado. Los lípidos insaturados pueden ser:
   1. Monoinsaturados: Si presentan una sola insaturación.
   2. Poliinsaturados: Si tienen más de un doble enlace.

En el hombre existen dos ácidos grasos esenciales, que, por tanto, no pueden ser sintetizados por el organismo y han de estar presentes en la dieta: el linoleico y el linolénico.

Propiedades de los Ácidos Grasos

1. Estado físico: Existen ácidos grasos sólidos y líquidos a temperatura ambiente. El punto de fusión disminuye con:
   1. La disminución de la longitud de la cadena hidrocarbonada. De modo que los ácidos grasos de cadena muy corta (inferior a 6 carbonos) tienden a ser líquidos.
   2. La presencia de insaturaciones cis. Se debe a que el empaquetamiento de las cadenas es menos compacto en presencia de estas insaturaciones que implican la presencia de codos en la cadena hidrocarbonada. De este modo, los ácidos grasos insaturados tienden a ser líquidos.
2. Carga negativa a pH fisiológico: Como ácidos orgánicos que son, a pH neutro predomina la forma desprotonizada.
3. Son anfipáticos: Poseen un grupo polar cargado constituido por el grupo carboxilo que interacciona con el agua, mientras que el resto de la molécula está formado por una cadena hidrocarbonada apolar. Al ser suspendidos en agua forman una película en la superficie con las cabezas polares en contacto con el agua. Si se agita esta suspensión se forman estructuras que permiten el contacto de los grupos carboxilo con el agua, mientras que impiden el contacto de las colas hidrocarbonadas:
   1. Micelas: Son esferas formadas por la asociación de ácidos grasos con las colas apolares en el interior de la esfera y las cabezas polares formando la corteza esférica.
   2. Liposomas: Son estructuras más complejas que forman vesículas. La pared de las vesículas está formada por una doble capa en la que las cabezas polares quedan en el exterior y el interior de la vesícula y las colas hidrófobas ocupan en interior de la pared.
4. Reacciones características:
   1. Saponificación: Reaccionan con bases fuertes formando sales con el catión de la base (jabones).
   2. Esterificación: El grupo carboxilo reacciona con un grupo alcohol, liberándose una molécula de agua y formándose un enlace éster.
   3. Oxidación: La cadena hidrocarbonada puede oxidarse, fragmentándose y formándose aldehídos.

Propiedades de los Triacilglicéridos

• Son moléculas totalmente hidrófobas.
• Su punto de fusión depende del punto de fusión de los ácidos grasos que los forman.
• Reacciones químicas:
  1. Saponificación: Al reaccionar con bases fuertes, el catión de la base se une al ácido graso para formar la sal (jabón), mientras que los grupos OH de la base restituyen los grupos alcohol del glicerol.
  2. Hidrólisis: Al adicionar una molécula de agua a cada enlace, se restituye el glicerol y los ácidos grasos. En los animales ocurre en presencia de lipasa. La hidrólisis de los triacilglicéridos es muy lenta y para acelerarse, en el tubo digestivo se descomponen las gotas de grasa en gotas más pequeñas mediante la adición de un agente emulsionante (bilis).
• Aislantes térmicos
• Altamente reducidos.

Funciones Biológicas de los Triacilglicéridos

1. Reserva energética: El uso de los triacilglicéridos como reserva energética obedece a dos razones:
   1. Su carácter altamente reducido posibilita que al oxidarse liberen enormes cantidades de energía.
   2. Su carácter hidrófobo permite almacenarlos ocupando un espacio mínimo.
2. Se utilizan como aislantes térmicos.
3. Protección física: El panículo adiposo es una capa de tejido adiposo subcutánea, una de cuyas funciones es la protección mecánica ante golpes.
4. En algunos animales intervienen en la salida del letargo, gracias a depósitos de tejido adiposo pardo.

Propiedades de los Céridos

• Totalmente hidrófobos.
• Sólidos a temperatura ambiente.
• Dan flexibilidad a las superficies sobre las que se asientan.
• Adquieren un aspecto brillante al frotar las superficies sobre las que se sitúan, y orientarse en la misma dirección.
• Reacciones químicas: Saponificación e hidrólisis.

La principal función de los céridos es revestir superficies a las que aportan impermeabilización y flexibilidad. Ejemplos de estructuras donde encontramos estas funciones son:

• Epidermis vegetal.
• Plumas.
• Los estigmas respiratorios de los artrópodos presentan estructuras céreas que les permiten tener contacto con el agua sin que ésta penetre en sus tráqueas.
• Exoesqueleto de artrópodos.
• Secreciones sebáceas.

Glicerofosfolípidos y Gliceroglucolípidos

Ambas son sustancias formadas por la esterificación de dos ácidos grasos con los alcoholes 1 y 2 del glicerol, pero difieren en el radical que se une al alcohol 3.

Propiedades y Funciones Biológicas de Glicerofosfolípidos y Gliceroglucolípidos

Estos lípidos son hidrolizables, saponificables y anfipáticos. Su función principal es formar parte de las membranas celulares constituyendo, junto con otros lípidos anfipáticos su esqueleto estructural en forma de bicapa lipídica similar a la que se forma en los liposomas.

Esfingolípidos

Los esfingolípidos son lípidos saponificables que derivan de la ceramida, cuyo alcohol terminal se esterifica con diferentes sustancias para dar diferentes variedades de esfingolípidos. Los fosfoesfingolípidos son esfingolípidos en los que el grupo alcohol terminal de la ceramida se esterifica con un grupo fosfato y éste, a su vez, con un aminoalcohol.

La ceramida se forma por el establecimiento de un enlace amida entre el radical -NH₂ de la esfingosina y el grupo carboxilo de un ácido graso.

Fosfoesfingolípidos

Se llaman también esfingomielinas.

Glucoesfingolípidos

Los glucoesfingolípidos son esfingolípidos en los que el alcohol terminal de la ceramida forma un enlace O- glucosídico con un monosacárido, disacárido u oligosacárido.

En los cerebrósidos la porción glucídica es un monosacárido. En los gangliósidos la porción glucídica es un di, tri o tetrasacárido unido a ácido siálico. Otros glucoesfingolípidos tienen como porción glucídica un disacárido (dihexósidos), trisacárido (trihexósidos), etc.

Propiedades y Funciones Biológicas de los Esfingolípidos

Todos los esfingolípidos son hidrolizables, saponificables y anfipáticos. La parte apolar está constituida por la ceramida y la cabeza polar por el aminoalcohol fosforilado en fosfoesfingolípidos y la porción glucídica en glucoesfingolípidos.

Los esfingolípidos aparecen en las membranas celulares, donde tienen funciones de reconocimiento intercelular. Aparecen especialmente en las vainas de mielina del sistema nervioso.

Los gangliósidos parecen actuar como receptores de neurotransmisores en la membrana neuronal y también forman parte de la sustancia gris de los centros nerviosos.

Lípidos Insaponificables

Esteroides

Son lípidos que derivan del ciclopentano perhidro fenantreno (esterano). Entre ellos caben distinguirse:

Esteroles

Poseen un grupo hidroxilo en C-3 y una cadena hidrocarbonada en C-17. Los esteroles son lípidos anfipáticos en los que la cabeza polar corresponde con el radical OH, mientras que el resto de la molécula tiene carácter hidrófobo. Este carácter anfipático hace que algunos actúen como lípidos de membrana.

Ejemplos de esteroles son:

• Colesterol: Aparece en las membranas eucarióticas animales en las que tiene como función aumentar la tolerancia de éstas, de modo que se mantienen en estado fluido a un mayor rango de temperaturas. El colesterol es especialmente abundante en las membranas del tejido nervioso de encéfalo y médula. El colesterol actúa además como precursor de otros esteroides.
• Estigmasterol y ergosterol: El primero es característico de los vegetales, mientras que el segundo lo es de los hongos.

Ácidos Biliares

Los ácidos biliares son productos de la degradación del colesterol en el hígado. Se caracterizan por la presencia de un radical carboxilo en C-17. Los ácidos biliares son anfipáticos y constituyen un residuo metabólico que se utiliza antes de su eliminación para emulsionar los lípidos en el intestino delgado, de modo que puedan ser más fácilmente digeridos por las lipasas.

Hormonas Esteroides

Abarcan las hormonas sexuales: estrógeno, progesterona y testosterona. Entre ellas también se encuentran, las hormonas que producen las cápsulas suprarrenales:

1. Aldosterona: Hormona que participa en el control de la cantidad de líquido en el organismo.
2. Cortisol: Que participa regulando el metabolismo de glúcidos y proteínas.

Vitamina D

Es una vitamina que regula el metabolismo del calcio y permite su absorción intestinal, por lo que su carencia lleva a una falta de calcificación en los huesos produciendo raquitismo.

Isoprenoides

Son lípidos que derivan de polímeros del isopreno (2-metil, 1-3 butadieno). Son casi hidrocarburos puros y se caracterizan por tener dobles enlaces conjugados, comportándose como pigmentos. Ejemplos de estos pigmentos son:

1. Las xantofilas y los carotenoides que se encuentran en muchas partes pigmentadas de flores, frutos y hojas.
2. La vitamina A o retinol es un pigmento derivado del β–caroteno por escisión de éste en la mucosa intestinal. Interviene como pigmento protector en la piel y como sustancia fotoexcitable en el ojo.

Eicosanoides

Son lípidos insaponificables derivados del ácido araquidónico. Engloban:

1. Prostaglandinas: Actúan como hormonas locales regulando procesos celulares como las contracciones del parto, menstruación, vasodilatación, etc.
2. Tromboxanos: Intervienen en la agregación plaquetaria.
3. Prostaciclinas: Actúan como antagónicos de los tromboxanos.