1. INTRODUCCIN A LA QUMICA5 COMUNICACINProf. Silvia Bentancourt

2. Los lpidos son biomolculas orgnicas formadas bsicamente porcarbono e hidrgeno y generalmente tambin oxgeno; pero enporcentajes mucho ms bajos. Adems pueden contener tambin fsforo, nitrgeno y azufre . Todo loque entra y sale de las clulas tiene que atravesar las barreras lipdicasque forman las membranas celulares. Es un grupo de sustancias muy heterogneas que slo tienen en comnestas caractersticas: Son insolubles en agua u otros disolventes polares. Son solubles en disolventes orgnicos (no polares), como ter,cloroformo, benceno, etc. Son compuestos orgnicos reducidos que contienen gran cantidadde energa qumica que puede ser extrada por oxidacin.Prof. Silvia Bentancourt 2 3. LipidosSaponificables InsaponificablesSimplesComplejosTerpenos AcilgliceridosFosfolpidosEsteroidesCerasGlucolpidosProstaglandinas LipoprotenasProf. Silvia Bentancourt 3 4. cidos grasos Los cidos grasos son molculas formadas por una larga cadenahidrocarbonada de tipo lineal Cuentan con un nmero par de tomos de carbono (entre 4 y 24). Tienen en un extremo un grupocarboxilo (-COOH). En la naturaleza es muy raroencontrarlos en estados libre.Estn formando parte de loslpidos y se obtienen a partir deellos mediante la ruptura porhidrlisis.Prof. Silvia Bentancourt 4 5. Se conocen unos 70 cidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos:1. cidos grasos saturados2. cidos grasos insaturadosLos cidos grasos saturados slo tienen enlaces simples entre los tomos de carbono (mirstico (14C);el palmtico (16C) y el esterico (18C)) .Prof. Silvia Bentancourt 5 6. cidos grasos saturados cidos grasos insaturados Prof. Silvia Bentancourt 6 7. Los cidos grasos insaturados tienenuno (monoinsaturados) o varios enlacesdobles (poliinsaturados). Sus molculas presentan codos dndeaparece un doble enlace. Esto provocavariaciones en sus propiedades como elpunto de fusin (cuanto mas larga es lacadena y ms saturada, mayor es el puntode fusin). (olico (18C, un doble enlace) yel linoleco (18C y dos dobles enlaces)).Estos compuestos no pueden ser sintetizados por los animales, se llaman cidos grasos esenciales y deben tomarse en la dieta. Se denominan, en conjunto, vitamina F (aunque no son una verdadera vitamina). Son mas abundantes que los saturados, tanto en animales como en vegetales, pero especialmente en estos ltimos. Prof. Silvia Bentancourt7 8. Prof. Silvia Bentancourt 8 9. Propiedades qumicas de los cidos grasos.Los cidos grasos se comportan como cidos moderadamente fuertes,lo que les permite realizar reacciones de esterificacin, saponificacin yautooxidacin.En la esterificacin, un cido graso se une a un alcohol mediante unenlace covalente, formando un ster y liberndose una molcula deagua. Mediante hidrlisis (hirviendo con cidos o bases), el ster serompe y da lugar de nuevo al cido graso y al alcohol. Prof. Silvia Bentancourt 9 10. Prof. Silvia Bentancourt 10 11. La saponificacin es una reaccin tpica de los cidos grasos, en la cualreaccionan con bases (NaOH o KOH) y dan lugar a una sal de cido graso,que se denomina jabn.Las molculas de jabn presentan simultneamente una zonalipfila o hidrfoba, que rehye el contacto con el agua, y unazona hidrfila o polar, que tiende a contactar con ella. Esto sedenomina comportamiento anfiptico. Prof. Silvia Bentancourt 11 12. El gran tamao de la cadena hidrfoba,es responsable de la insolubilidad en elagua de estas molculas que, en unmedio acuoso, tienden a disponerse enforma de lminas o micelas en las quelas zonas polares establecen puentesde hidrgeno con las molculas de aguay las zonas hidrfobas permanecenalejadas de stas. Prof. Silvia Bentancourt 12 13. Puentes de H Fuerzas de Van der Waals Prof. Silvia Bentancourt 13 14. Un jabn, por ejemplo, el palmitato sdico (CH3-(CH2)14-COONa), presentauna cadena hidrocarbonada que acta como zona lipfila y por ello capaz deestablecer enlaces de Van der Waals con molculas lipflas.La parte hidrfila (-COONa) se ioniza, estableciendo atracciones de tipoelctrico con las molculas del agua y otros grupos polares.Sus molculas forman grupos llamados micelas, constituyendo dispersionescoloidales.Las micelas pueden ser monocapas, o bicapas si engloban agua en suinterior.Tambin tienen un efecto espumante cuando una micela monocapa atrapaaire, y efecto emulsionante o detergente cuando una micela monocapacontiene gotitas de lpidos. Prof. Silvia Bentancourt14 15. En condiciones de laboratorio se puedenconseguir bicapas lipdicas que encierren agua uotras sustancias y que sirven para transportarsustancias entre el interior y el exterior de laclula. Esto se puede utilizar para medicamentos,cosmticos o el intercambio de genes entredistintos organismos. Estas estructuras reciben elnombre de liposomas. Prof. Silvia Bentancourt 15 16. La autooxidacin de los cidos grasos. La autooxidacin o enranciamientode los cidos grasos insaturados se debe a la reaccin de los dobles enlacescon molculas de oxgeno. Por esta reaccin, los dobles enlaces se rompen yla molcula de cido graso se escinde, dando lugar a aldehdos.CH3-(CH2)n-CH=CH-(CH2) n-COOH + O2CH3-(CH2)n-CHOCHO-(CH2) n-COOHSe ha comprobado que la presencia de la vitamina E, evita la autooxidacinde algunos tipos de lpidos como la vitamina A, lpidos de membrana, grasas,etc. La vitamina E se encuentra en las hojas verdes, semillas, aceites y en loshuevos. Su actividad no ha sido comprobada en el hombre. Prof. Silvia Bentancourt 16 17. El aceite de oliva refinado es extradomediantedisolventesorgnicos,proceso que requiere un tratamientoposterior de eliminacin de impurezasen el que se pierde la vitamina E, porello, este tipo de aceite se enrancia(autooxida) con facilidad. El aceite de oliva denominado virgen esextrado por simple presin en fro delas olivas. Este aceite contiene la suficientevitamina E para evitar su autooxidacin. La mezcla de aceite refinado con aceitevirgen se denomina aceite puro de oliva. Prof. Silvia Bentancourt 17 18. Propiedades fsicas de los cidos grasos1. solubilidad2. punto de fusin.La solubilidad.Los cidos de 4 o 6 carbonos son solubles enagua, pero a partir de 8 carbonos sonprcticamente insolubles en ella. Esto se debe a que su grupo carboxilo (COOH) se ioniza muy poco y por tanto su polo hidrfilo es muy dbil. Cuanto ms larga es la cadena hidrocarbonada, que es lipfila, ms insolubles son en agua y ms solubles son en disolventes apolares. Prof. Silvia Bentancourt 18 19. El punto de fusin. Depende de la longitud de la cadena y del nmero dedobles enlaces. Los cidos grasos se agrupan por los enlaces de Van derWaals entre las cadenas hidrocarbonadasSi forman un slido, para fundirlo hay que romper esos enlaces y separar assus molculas. En los cidos grasos saturados, cuanto mayor es el nmero de carbonos,ms enlaces hay que romper, ms energa calorfica se ha de gastar y, portanto, ms alto es su punto de fusin. En los cidos grasos insaturados, la presencia de dobles y triplesenlaces forma codos en las cadenas, y hace que sea ms difcil laformacin de enlaces de Van der Waals entre ellas y en consecuencia suspuntos de fusin son mucho ms bajos que en un cido graso saturado depeso molecular parecidoProf. Silvia Bentancourt 19 20. LPIDOS CON CIDOS GRASOS O SAPONIFICABLESLos lpidos saponificables son aquellos que contienen cidos grasos.Todos los lpidos saponificables son esteres de cidos grasos y un alcohol o un aminoalcohol.Pertenecen a este grupo los lpidos simples u hololpidos y los lpidos complejos o heterolpidos.LIPIDOS SIMPLESSon lpidos saponificables en cuya composicin qumica solo intervienencarbono, hidrgeno y oxgeno. Comprenden dos grupos de lpidos:1. Acilglicridos2. CerasProf. Silvia Bentancourt 20 21. ACILGLICRIDOSSon lpidos simples formados por laesterificacin de una dos o tresmolculas de cidos grasos con unamolcula de glicerina (propanotriol).Tambin reciben el nombre de glicridoso grasas simples.Segn el nmero de cidos grasos queforman la molcula, se distinguen:1. Monoacilglicridos2. Diacilglicridos3. TriacilglicridosProf. Silvia Bentancourt 21 22. Prof. Silvia Bentancourt 22 23. Si un acilglicrido presenta como mnimo un cidograso insaturado, es lquido y recibe el nombre deaceite (el aceite de oliva es un ster de tres cidosoleicos con una glicerina). Si todos los cidos grasos son saturados, el acilglicrido es slido y recibe el nombre de sebo (la grasa de buey, de caballo o de cabra).Si el acilglicrido es semislido, recibe elnombre de manteca, como la grasa decerdo. En los animales de sangre fra y enlos vegetales hay aceites, y en losanimales de sangre caliente hay sebos omantecas.Prof. Silvia Bentancourt 23 24. Los acilglicridos son molculas insolubles en agua, sobre la que flotandebido a su baja densidad. Los triacilglicridos carecen de polaridad, (tambin se denominan grasasneutras). Slo los monoacilglicridos y los diacilglicridos poseen una dbilpolaridad debida a los radicales hidroxilo que dejan libres en la glicerina. Los acilglicridos frente a bases dan lugar a reacciones desaponificacin en la que se producen molculas de jabn. Las grasas son sustancias de reserva alimenticia (energtica) en elorganismo. En los animales se almacenan en los adipocitos (clulasadiposas) del tejido adiposo. Su combustin metablica produce 9,4kilocaloras por gramo.Prof. Silvia Bentancourt24 25. CerasSe obtienen por esterificacin de un cidograso con un alcohol monovalente de cadenalarga (peso molecular elevado).Tienen un fuerte carcter hidrfobo y formanlaminas impermeables que protegen muchostejidos y formaciones drmicas de animales yvegetales (cera de las abejas, grasa de lalana, cerumen del odo..) Prof. Silvia Bentancourt 25 26. LPIDOS COMPLEJOS Son lpidos saponificables en cuya estructura molecular, adems decarbono, hidrgeno y oxgeno, hay tambin nitrgeno, fsforo, azufre oun glcido. Los lpidos complejos son las principales molculas constitutivas de ladoble capa lipdica de las membranas citoplasmticas, por lo quetambin se los denomina lpidos de membrana. Al igual que los jabones, estos lpidos tienen un comportamientoanfiptico. En contacto con el agua, los lpidos complejos se disponenformando bicapas, en las que las zonas lipflas quedan en la parteinterior y las zonas hidrfilas en la exterior, enfrentadas a las molculasde agua. Los lpidos complejos se dividen en dos grupos los fosfolpidos y losglucolpidos. Prof. Silvia Bentancourt 26 27. Prof. Silvia Bentancourt 27 28. Fosfolpidos.Son lpidos complejos caracterizados por presentar un cido ortofosfricoen su zona polar.Son las molculas mas abundantes de la membrana citoplasmtica.Se dividen en dos grupos: fosfoglicridos EsfingolpidosProf. Silvia Bentancourt 28 29. FosfoglicridosEstn formados por la esterificacin de un cido fosfatdico con un alcoholo un aminoalcohol.El cido fosfatdico es el fosfolpido mssencillo, es una molcula formada por la AminoalcoholPunin por un enlace ster de un grupofosfato con el carbono 3 de la glicerina.Los carbonos 1 y 2 estn esterificados conGlicerinados cidos grasos uno saturado y otroinsaturado. Acido graso insaturadoAcido graso saturado El resto de los fosfoglicridos tiene por lo menos un grupo alcohol o amino unido al cido fosfatdico. Los fosfoglicridos ms abundantes son la fosfatidilserina, la lecitina o fosfatidilcolina y la fosfatidiletanolamina,(abundantes enlas membranas de las clulas eucariotas)Prof. Silvia Bentancourt29 30. Prof. Silvia Bentancourt 30 31. Los fosfoesfngolpidosEstn formados por la unin de un aminoalcohol insaturado (esfingosina) y uncido graso saturado o monoinsaturados de cadena larga. Este conjunto sedenomina ceramida, al que se une un grupo fosfato y una molcula polar quees la que va a diferenciar los distintos tipos de esfingolpidos. Prof. Silvia Bentancourt31 32. El fosfoesfingolpido ms abundante es la esfingomielina, (muyabundante en las vainas de mielina de las neuronas). El radical R es unamolcula de c. fosfrico esterificada con colinaProf. Silvia Bentancourt 32 33. Glucolpidos.Son lpidos complejos formados por la unin de una ceramida y unglcido. No tienen fosfato y en lugar de un alcohol, presentan un glcido.Forman parte de las membranas celulares, especialmente las neuronasdel cerebro.Tambin se encuentran asociados a glucoprotenas formando el glucaclixde las membranas.Los glucolpidos pueden dividirse en dos grupos:1. cerebrsidos2. ganglisidos. Prof. Silvia Bentancourt 33 34. Los cerebrsidos son molculasen las que a la ceramida se uneuna cadena glucdica que puede Esfingosinatener entre uno y quincemonosacridos. Son abundantesAcido Grasoen el cerebro y en el sistemanervioso.Glucosa o Galactosa cerebrsidoEsfingosina Acido GrasoLos ganglisidos, son molculas en lasque la ceramida se une a un oligosacrido Oligosacridoscomplejo en el que siempre aparece elcido silico.ganglisidoProf. Silvia Bentancourt34 35. Los glucolpidos se sitan en la cara externa de la membrana celular, endonde realizan una funcin de relacin. Algunos ganglisidos actancomo receptores de membrana de toxinas (la causante del clera) y deciertos virus, permitiendo su entrada en la clula.Otros tiene que ver con la especificidad del grupo sanguneo, o con larecepcin del impulso nervioso a travs de la sinapsis.Prof. Silvia Bentancourt 35 36. Lipoprotenas.Son asociaciones de lpidos y protenas cuya fraccin proteica esespecfica.Tienen dos funciones: participan en los sistemas de membranas y actancomo sistemas de transporte por el plasma sanguneo.Las lipoprotenas de transporte han adquirido mucha importancia por suinfluencia en el metabolismo del colesterol.Se clasifican en funcin de su densidad.1. Quilomicrones:2. VLDL (Very Low Density Lipoproteins)3. LDL (Low Density Lipoproteins)4. HDL (High Density Lipoproteins) Prof. Silvia Bentancourt36 37. Prof. Silvia Bentancourt 37 38. LPIDOS INSAPONIFICABLESTERPENOS O ESTEROIDES PROSTAGLANDINAS. ISOPRENOIDES Se caracterizan por que no tienen cidos grasos en la estructura. En las clulas aparecen en menor cantidad que los otros tipos de lpidos. Algunos que son sustancias biolgicamente muy activas como hormonasy vitaminas. Prof. Silvia Bentancourt 38 39. Terpenos o IsoprenoidesLos terpenos o isoprenoides son molculas lineales o cclicas formadaspor la polimerizacin del isopreno o 2-metil-l,3-butadieno Monoterpeno2 unidades.Limoneno, MentolLa clasificacin de losGeraniol,terpenos se basa en el Diterpeno4 unidades Fitol, Vitaminas E y Anmero de molculas deisopreno que contienen.Triterpeno 6 unidades Escualeno Tetraterpeno 8 unidades Carotenoides: Xantofila, -caroteno PoliterpenoMs de 8 Caucho natural.Prof. Silvia Bentancourt39 40. 1. Entre los monoterpenos, algunas esencias vegetales como el mentolde la menta, el limoneno del limn y el geraniol del geranio. Soncompuestos con aroma caracterstico y en general, voltiles. 2. De los diterpenos, el ftol, alcohol que forma parte de la clorofila, y lasvitaminas A, E y K.geraniollimoneno Prof. Silvia Bentancourt 40 41. 3. Entre lostetraterpenos, los carotenoides, que son pigmentos fotosintticos. Se dividen en carotenos (color rojo) y xantofilas (color amarillo). Los carotenoides son precursores de la vitaminaA. Estoscompuestos presentan en su estructura muchos dobles enlaces conjugados, lo que hace que los electrones estn muy deslocalizados y sean fcilmente excitables. De ah su funcin como pigmentos fotosintticos.4. Entre los politerpenos, el caucho, que se obtiene del rbol Hevea brasiliensis. El caucho es un polmero formado por miles de molculas de isopreno, dispuestas de forma lineal. Prof. Silvia Bentancourt 41 42. ESTEROIDESLos esteroides comprenden dos grandes grupos de sustancias, derivados dela molecula ciclopentano perhidrofenantreno: los esteroles y las hormonasesteroideas. Esteroles. Son esteroides que poseen un grupo hidroxilo unido al carbono 3 y una cadena aliftica en el carbono 17. Los esterles son el grupo ms numeroso de los esteroides. Los principales esterles son el colesterol, los cidos biliares, las vitaminas D y el estradiol. Prof. Silvia Bentancourt 42 43. Prof. Silvia Bentancourt 43 44. El colesterol forma parte estructural de las membranas de las clulas de losanimales, a las que confiere estabilidad debido a que disminuye la movilidad delas molculas de fosfolpidos, ya que se sita entre los fosfolpidos y fija a estasmolculas.El colesterol se une mediante su grupopolar con las zonas hidrfilas de losfosfolpidos contiguos, mientras que elresto de su molcula interacciona conlas zonas lipfilas de estas molculas.El colesterol es muy abundante en elorganismo, y es la molcula base quesirve para la sntesis de casi todos losesteroides.Prof. Silvia Bentancourt 44 45. Los cidos biliares son un grupo de molculas producidas en el hgado apartir del colesterol, y de las que derivan las sales biliares, que seencargan de la emulsin de las grasas en el intestino, lo que favorece laaccin de las lipasas y su posterior absorcin intestinal.Prof. Silvia Bentancourt 45 46. El grupo de las vitaminas D esta formadopor un conjunto de esteroles que regulan elmetabolismo del calcio y fsforo y suabsorcin intestinal. Cada vitamina Dproviene de un esterol diferente. La sntesisde estas vitaminas es inducida en la piel porlos rayos ultravioleta. Su carencia originaraquitismo en los nios y osteomalacia enlos adultos. El estradiol es la hormona encargada de regular la aparicin de los caracteressexuales secndanos femeninos y de controlar el ciclo ovrico.Prof. Silvia Bentancourt46 47. Hormonas esteroideas. Derivan del colesterol, y son hidrofbicas (por esopueden atravesar fcilmente las membranas). Se caracterizan por lapresencia de un tomo de oxgeno unido al carbono 3 mediante un dobleenlace.Tipo de hormona Nombre FuncinEcdisona Muda de artrpodos Regula el embarazo, el ciclo ovrico y son precursores metablicos de lasFemeninas Progesterona dems hormonas esteroideasEstrgenos Fomenta el desarrollo sexual femenino y mantiene los caracteresSexuales(estradiol)sexuales femeninos Fomenta el desarrollo sexual masculino y mantiene los caracteresMasculinasTestosterona sexuales masculinosCortisol Fomentan la gluconeognesis y, a dosis elevadas, sonGlucocorticoidesCortisonainmunodepresores.Suparrenaleso corticoides Regula el equilibrio inico en elAldosteronaMineralocorticoidesinterior del organismo Prof. Silvia Bentancourt 47 48. PROSTAGLANDINASLas prostaglandinas son lpidos cuya molcula bsica es el prostanoatoconstituido por 20 carbonos que forman un anillo ciclopentano y dos cadenasalifticas. Su nombre procede de su descubrimiento en el lquido seminal y en laprstata, aunque existe en gran cantidad de tejidos, tanto masculinos comofemeninos.Este grupo de sustancias se sintetizan a partir de los cidos grasos insaturadosque forman parte de los fosfolpidos de las membranas celulares. Lasprostaglandinas se sintetizan continuamente y actan de forma local. Prof. Silvia Bentancourt48 49. Las funciones de las prostaglandinas en el organismo son muy diversas.1. La produccin de las sustancias que regulan la coagulacin de la sangre y el cierre de las heridas;2. La sensibilizacin de los receptores del dolor y la iniciacin de la vasodilatacin de los capilares, lo que origina la inflamacin despus de los golpes, heridas o infecciones;3. La aparicin de fiebre como defensa en las infecciones, la disminucin de la presin sangunea al favorecer la eliminacin de sustancias en el rin;4. La reduccin de la secrecin de jugos gstricos, facilitando la curacin de las lceras de estmago,5. La regulacin del aparato reproductor femenino y la iniciacin del parto.El cido saliclico (del Salix, sauce) inhibela sntesis de las prostaglandinas y de ahsu efecto analgsico.Prof. Silvia Bentancourt 49 50. Funciones de los lpidos Reserva EstructuralBiocatalizadora Transporte1. Funcin de reserva. Los lpidos son la principal reserva energtica del organismo. Un gramo de grasa produce 9.4 kilocaloras en las reacciones metablicas de oxidacin (los glcidos slo producen 4,1 kcal/gr). La gran cantidad de energa se debe a la oxidacin de los cidos grasos en las mitocondrias. Prof. Silvia Bentancourt50 51. 2. Funcin estructural. Forman las bicapas lipdicas de las membranas citoplasmticas y de los orgnulos celulares. Cumplen esta funcin los fosfolpidos, los glucolpidos, el colesterol, etc. En los rganos, recubren estructuras y les dan consistencia, (ceras). Otros tienen funcin de proteccin trmica, (acilglicridos, en animales de climas fros). Finalmente, proteccin mecnica, como la de los tejidos adiposos que estn situados en la planta del pie y en la palma de la mano del hombre.Prof. Silvia Bentancourt51 52. 3. Funcin biocatalizadora. Los biocatalizadores son sustancias que posibilitan o favorecen las reacciones qumicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta funcin las vitaminas lipdicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas. 4. Funcin transportadora. El transportede los lpidos desde el intestino hasta sulugar de utilizacin o hasta el tejidoadiposo, donde se almacenan, se realizamediante la emulsin de los lpidosgracias a los cidos biliares y laslipoprotenas, asociaciones de protenasespecficascontriacilglicridos,colesterol, fosfolpidos etc., que permitensu transporte por la sangre y la linfa. Prof. Silvia Bentancourt52