Lípidos: estructura y función

Tema 11. Ácidos grasos

 Concepto, propiedades y clasificación de lípidos  Ácidos grasos: estructura, propiedades y clasificación  Lípidos de almacenamiento: Triacilgliceroles  Lípidos estructurales: glicerofosfolípidos, esfingolípidos, esteroles.

Tema 12. Lípidos con actividad biológica

 Isoprenoides  Esteroides  Eicosanoides  Separación y análisis de lípidos

Generalidades Conjunto de moléculas orgánicas químicamente distintas, pero que comparten la característica de ser:  Insolubles en solventes polares como el agua  Solubles en solventes orgánicos no polares (cloroformo, éter, benceno)

 Estructura variada  Constituidas por C, H y O; además pueden tener P, S y N  Difícil clasificación  Simples: estructura molecular unitaria  Compuestos: dos o más estructuras diferenciadas  Atendiendo a su función

Generalidades  Funciones:  Energética  Son moléculas de almacenamiento de energía  Usualmente en forma de grasa o aceite derivados de ácidos grasos (triglicéridos)

 Contienen un elevado número de enlaces carbono-hidrógeno ricos en energía  Su oxidación a CO2 + H2O es muy exergónica ◊ Las grasas producen ~ 9,3 kcal/g ◊ Los glúcidos producen 3,79 kcal/g

◊ Las proteínas producen ~ 3,12 kcal/g

 Estructural  Presentes en membranas biológicas (fosfolípidos, glucolípidos, colesterol y ceras)

 Mensajeros celulares  Desempeñan papeles como "mensajeros" químicos (hormonas esteroideas)

 Vitaminas liposolubles  Diversas funciones (cofactores)

Lípidos de almacenamiento: ácidos grasos Saturados Grupo carboxilo

Cadena hidrocarbonada

Insaturados

Ácidos grasos

* *

* *

Ácidos grasos

* *

* *

Longitud

Solubilidad y A 20-25º

punto de fusión y ebullición

cadena corta son líquidos cadena larga son sólidos

Lípidos de almacenamiento: acilglicéridos  Acilgliceroles, grasas neutras, grasas

 Ácidos grasos esterificados con el glicerol

Glicerol

G L I C E R O L

Ácido graso

Monoacilglicéridos Monoglicéridos

Ácido graso

Diacilglicéridos Diglicéridos

Ácido graso

Triacilglicéridos Triglicéridos

1-esteroil, 2-linoleoil, 3-palmitoil glicerol 18:0 18:2 16:0

Lípidos de almacenamiento: acilglicéridos Triglicéridos  Apolares  Insolubles en H2O

 Menos densos que el H2O  Forma de reserva energética más abundante ◊ Tejido adiposo ◊ Semillas plantas Grasas naturales, aceites vegetales, productos lácteos y grasas animales son mezcla de TG simples y mixtos

Aceites vegetales Grasas

TG con AG insaturados TG con AG saturados

Líquidos a Tª amb. Sólidos a Tª amb.

Composición de tres grasas comestibles (25ºC)

Ricas en AG saturados Sólidas a Tª ambiente

Grasas vegetales: Ricas en AG insaturados Líquidas a Tª ambiente

Ácidos grasos (% del control)

Grasas animales:

Aceite de oliva Líquido

Mantequilla Sebo de buey Sólida, blanda Sólido, duro

Ceras Ésteres de ácidos grasos de cadena larga con alcoholes de cadena larga (14-36 C)

(16-30 C)

Triacontanilpalmitato (cera de abeja)

Ácido palmítico

1-Triacontanol

 Sólidas a Tª ambiente, muy insolubles en H2O  Funciones:  Almacenamiento de combustible metabólico  Protección e impermeabilidad

 Aplicación en industria alimenticia, farmacéutica y cosmética

Lípidos estructurales de membrana

Glicerofosfolípidos

Esfingolípidos

Esfingofosfolípidos

Glucolípidos

Esteroles

Lípidos estructurales de membrana: Glicerofosfolípidos Glicerofosfolípidos o fosfoglicéridos (fosfolípidos) Ácido graso G L I C E R O L

Ácido graso G L I C E R O L

Ácido graso

Fosfato

Ácido graso

Fosfato

X

Ácido fosfatídico Saturado 16 o 18 C Insaturado 18 o 20 C Glicerofosfolípido (fórmula general)

Lípidos estructurales de membrana: Glicerofosfolípidos

Cola hidrofóbica

Cabeza hidrofílica

Nomenclatura: Fosfatidil + grupo de cabeza Colina

Fosfato Glicerol

Fosfatidilcolina

Ácidos grasos Cabeza hidrofílica

Cola hidrofóbica

Lípidos estructurales de membrana: Glicerofosfolípidos

Glicerofosfolípido (fórmula general)

Fosfatidilcolina

Fosfolípidos Derivados de glicerofosfolípidos: ácido graso en C1 unido a glicerol por enlace éter Glicerofosfolípido (fórmula general)

Plasmalógeno 50% FL tejido cardíaco

Factor activador plaquetario Señal molecular Papel en agregación plaquetaria, inflamación y respuesta alérgica

Lípidos estructurales de membrana

Glicerofosfolípidos

Esfingolípidos

Esfingofosfolípidos

Glucolípidos

Esteroles

Lípidos estructurales de membrana: Esfingolípidos Esfingosina Ácido graso H

Esfingosina H

X = H Ceramida

Ácido graso

Fosfato Fosfolípidos

Glucoesfingolípidos

Esfingosina

Esfingosina

Esfingofosfolípidos Esfingomielinas

X

Ácido graso

Azúcar Neutros: Cerebrósidos Globósidos Gangliósidos

Lípidos estructurales de membrana: Esfingolípidos Esfingosina Ácido graso

Esfingomielina

Glucoesfingolípidos

Glucoesfingolípidos: Gangliósidos  Oligosacárido: ácido N-acetilneuramínico (ac. siálico) y otros monosacáridos  Determinantes antigénicos de los grupos sanguíneos A, B y O

Antígeno 0

Antígeno A

Antígeno B

Lípidos estructurales de membrana

Glicerofosfolípidos

Esfingolípidos

Esfingofosfolípidos

Glucolípidos

Esteroles

Lípidos estructurales de membrana: Esteroles

Isopreno Ciclopentanoperhidrofenantreno

Colesterol (3-OH, 5, 6, colesteno)

 Libre en membrana plasmática  Precursor de productos con actividad biológica

Lípidos con actividad biológica  Isoprenoides  Pigmentos (Carotenos)  Vitaminas (A, E, K)  Transportadores ◊ Electrónicos: Ubiquinona, plastoquinona ◊ Otros: Dolicol

 Esteroides  Hormonas esteroideas  Ácidos biliares  Vitamina D

 Eicosanoides  Prostaglandinas  Tromboxanos  Leucotrienos

Terpenos

Lípidos con actividad biológica: Isoprenoides

Isopreno Isopentenil pirofosfato

 Lineales, ramificados o cíclicos  Aceites vegetales: geraniol, mentol, alcanfor, limoneno  Pigmentos: caroteno, fitol (clorofila)  Vitaminas (A, E, K)

Limoneno (aceite de limón)

Lípidos con actividad biológica: Isoprenoides Vitamina A Ácido retinoico

Señal hormonal

Señal neuronal

Vitamina A1 (Retinol) (C20)

β-Caroteno (C40)

Deficiencia: Sequedad mucosas, piel y ojos Retraso crecimiento y desarrollo Ceguera nocturna

Lípidos con actividad biológica: Isoprenoides  Vitamina E: TOCOFEROLES. Antioxidante. Fragilidad de eritrocitos

 Vitamina K: Cofactor de la coagulación sanguínea

 Ubiquinona (CoQ): Transportador de e- en la mitocondria

 Plastoquinona: Transportador de e- en el cloroplasto  Dolicol: Transportador de glúcidos

Lípidos con actividad biológica: Esteroides  Hormonas esteroideas Hormonas sexuales

Testosterona

Hormonas corticales

Estradiol

Cortisol

 Ácidos biliares

Ácido taurocólico

Aldosterona

Lípidos con actividad biológica: Esteroides Vitamina D3  También llamada colecalciferol

 Regula:  Captación Ca2+ en intestino

 Captación PO4- en huesos  Expresión génica

Vitamina D3 Piel (inactiva)

 Deficiencia: Raquitismo

1,25-dihidroxicolecalciferol Hígado, riñones (activa)

Lípidos con actividad biológica: Eicosanoides  Derivan del ácido araquidónico (20:4 D5,8,11,14)

ácido araquidónico

Leucotrieno A4

Prostaglandina E1 (PGE1) • Inflamación • Contracción musculatura lisa

Tromboxano A2 • Agregación plaquetaria • Vasoconstricción

• Reguladores respuesta imnune • Contracción musculatura lisa

Separación y análisis de lípidos

1º) Extracción mezcla lípidos con disolventes orgánicos

2º) Separación. Cromatografía

3º) Identificación. Métodos enzimáticos. Espectrofotometría de masas. Etc.

Cromatografía gas-líquido HPLC