LÍPIDOS, PROPIEDADES GENERALES, FUNCIONES y CLASIFICACIÓN

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1 LÍPIDOS, PROPIEDADES GENERALES, FUNCIONES y CLASIFICACIÓN Los lípidos constituyen un grupo heterogéneo de biomoléculas orgánicas, tanto desde el punto de vista estructural como de las funciones que realizan. Todos están compuestos básicamente por carbono, hidrógeno y la mayoría también por oxígeno y cumplen dos características distintivas: Son insolubles en agua y en otros disolventes polares. Son solubles en disolventes orgánicos, es decir, disolventes no polares. Los lípidos ejercen principalmente las siguientes funciones: Reserva energética, pues los lípidos son la principal reserva energética del organismo. Estructural, ya que forma las bicapas lipídicas de la membrana plasmática. Protectora, recubriendo estructuras y protegiéndolas de golpes. Biocatalizadora, interviniendo en la síntesis de biocatalizadores y actuando conjuntamente con ellos. Transportadora, transportándose los lípidos por emulsión. Los lípidos se clasifican en: - ÁCIDOS GRASOS: son largas cadenas carbonadas formadas por un número par de carbonos. - LÍPIDOS CON ÁCIDOS GRASOS o SAPONIFICABLES: en su molécula contienen ác. grasos. - LÍPIDOS SIN ÁCIDOS GRASOS o INSAPONIFICABLES: sin ác. grasos en su molécula.

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3 ÁCIDOS GRASOS Los ácidos grasos son moléculas formados por una larga cadena hidrocarbonada de tipo alifático con un número par de carbonos, es decir, lineal (-CH 2 CH 2 CH 2 -). En un extremo tienen un grupo carboxilo (-COOH), llamado también ácido monocarboxílico. Se conocen 70 ácidos grasos, que se dividen en dos grupos: Ácidos Grasos Saturados: Sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Ácidos Grasos Insaturados: Tienen uno o varios enlaces dobles entre los átomos de carbono.

4 ÁCIDOS GRASOS, PROPIEDADES FÍSICAS CARÁCTER ANFIPÁTICO Los ácidos grasos presentan un doble comportamiento, por un lado tienen una parte hidrófila o polar (la del COOH) y otra hidrófoba o apolar (la de la cadena). SOLUBILIDAD A partir de 8 carbonos los ácidos alifáticos son prácticamente insolubles en agua y, por tanto, ya se consideran ácidos grasos. Cuanto mayor es la cadena hidrocarbonada, más insolubles es en agua y más soluble en disolventes polares. Cuando se vierte un ácido graso sobre el agua, todas sus moléculas se disponen con el grupo carboxilo dentro del agua y la cadena hidroxicarbonada fuera de ella, originando unas estructuras denominadas micelas, que pueden ser monocapas (una sola capa) o bicapas (dos capas que engloban agua en su interior). MICELAS Si añadiésemos a una solución acuosa, una mezcla ácidos grasos (fosfolípidos,...), dicha mezcla podría dar lugar a tres formaciones diferentes: Si dichos ácidos grasos se sitúan en la superficie de la solución acuosa, éstos tenderían a disponerse formando una monocapa en la que las colas hidrófobas de los ácidos grasos quedarían hacia arriba, en contacto con el aire (con comportamiento hidrófobo), mientras que sus cabezas polares quedarían alineadas en contacto con la masa de agua (de cormportamiento hidrófilo o polar). También puede ocurrir que dicha monocapa se cierre sobre sí misma formando una esfera en la que las colas hidrófobas quedarían hacia su interior, creando un microambiente hidrófobo, mientras que las cabezas polares formarían la cubierta de dicha esfera, en contacto directo con el medio externo acuoso que lo rodea. En este caso, se habría formado una micela en monocapa. Una tercera posibilidad es que dos monocapas queden enfrentadas por sus colas hidrófobas y se cierren sobre sí mismas, formando una esfera con el núcleo hidrófilo, relleno de agua, y en contacto con las cabezas polares de la monocapa más interna, mientras que la monocapa más externa tendría sus cabezas polares orientadas hacia la masa de agua que rodea dicha micela externamente. En este caso, se habría formado una micela en bicapa. Por lo tanto, podemos definir las micelas como agregados de moléculas en un coloide. Este tipo de comportamiento es muy característico de los fosfolípidos que, en solución acuosa, forman micelas:, pequeños agregados moleculares en los que los grupos hidrocarbonados no polarizados se encuentran en su centro, y los grupos polarizados, por fuera. Los productos de la digestión de las grasas están dispersados en forma de micelas por acción de las sales biliares, lo que facilita su absorción a través del intestino delgado. PUNTO DE FUSIÓN BAJO El punto de fusión aumenta si aumenta la longitud de la cadena. El punto de fusión disminuye por la presencia de dobles enlaces. EMPAQUETAMIENTO DE MOLÉCULAS POR ENLACES DE VAN DER WAALS Los ácidos grasos tienden a agruparse ya que entre los grupos carboxilos se establecen enlaces de hidrógeno y enlaces de Van der Waals entre los tramos lipófilos. Cuanto mayor es la cadena, mayor es el número de enlaces de Van der Waals y por tanto, más fuertemente se atraen.

5 ÁCIDOS GRASOS, PROPIEDADES QUÍMICAS ESTERIFICACIÓN Cuando reaccionan un ácido graso y un alcohol, y se unen mediante un enlace covalente, se produce la esterificación, rindiendo un éster y agua. SAPONIFICACIÓN Reacción de un ácido graso con una base fuerte dando lugar a una sal de ácido graso (llamada comúnmente jabón) y agua. Aunque los ácidos grasos son insolubles en agua,los jabones son dispersables en agua, pudiendo dispersar los lípidos en agua. Al unirse una gota de grasa con moléculas ionizadas de palmitato de sodio se produce el efecto emulsionante o detergente.

6 AUTOOXIDACIÓN O ENRANCIAMIENTO Reacción típica de ácidos grasos insaturados en la cual, los dobles enlaces C=C son atacados por moléculas de O 2. Así dichos enlaces se rompen, dividiéndose la molécula de ácido graso en varios aldehidos. En los tejidos de los seres vivos, dicha reacción es bloqueada por la acción de la vitamina E. CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-COOH + 4 O 2 Ácido graso insaturado CH 3 -CHO + CHO-CH 2 -CHO + CHO-COOH Aldehídos La presencia, o no, de insaturaciones es una de las estrategias que emplean ciertos organismos para sobrevivir frente a los cambios de temperatura. Así por ejemplo, los animales poiquilotermos, cuya temperatura corporal depende de la temperatura externa, en condiciones de bajas temperaturas, evitan la congelación de sus membranas celulares mediante la síntesis de ácidos grasos insaturados que favorecen la fluidez, al tener mayores dificultades a la hora de establecer fuerzas de Van der Waals. EFECTO DE LA VITAMINA E SOBRE LA AUTO OXIDACIÓN DE LOS LÍPIDOS La vitamina E, llamada también vitamina de la fertilidad o tocoferol, es una vitamina liposoluble con capacidad para bloquear la auto oxidación de los lípidos que contienen ácidos grasos insaturados (vitamina A, lípidos de membrana, grasas,...), bloqueando el ataque, por parte del O 2, de los dobles enlaces. Esta vitamina, presente en las hojas verdes, granos de cereal, aceites y huevos, cuyo déficit provoca lesión hepática, infertilidad y distrofia muscular, entre varias especies, está presente en los llamados aceite virgen y aceite puro de oliva, pero se ha perdido en el aceite refinado. De ahí, que el refinado se enrancie con tanta facilidad. El aceite de oliva refinado se extrae mediante tratamiento con disolventes orgánicos y posterior eliminación de impurezas que provoca la pérdida de su vitamina E. El aceite de oliva virgen se extrae por simple presión en frío de las olivas y, por lo tanto, conserva la suficiente cantidad de vitamina E como para quedar protegido de la auto oxidación. El aceite puro de oliva es una mezcla de aceite refinado con aceite virgen, de ahí que también conserve su poder antioxidante.

7 LÍPIDOS SIMPLES U HOLOLÍPIDOS -LÍPIDOS CON ÁCIDOS GRASOS O SAPONIFICABLES- Los lípidos simples están formados exclusivamente por ácidos grasos y un alcohol. Según el alcohol pueden ser: ACILGLICÉRIDOS O GRASAS Son lípidos simples formados por la esterificación de glicerina con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. Como carecen de polaridad también reciben el nombre de grasas neutras. Todos son insolubles en agua. Son, principalmente, energéticos. Según el tipo de ácido graso pueden ser: - ACEITES: Presentan ácidos grasos insaturados y a temperatura ambiente son líquidos, como el aceite de oliva. - SEBOS: Presentan ácidos grasos saturados y a temperatura ambiente son sólidos, como el sebo de buey. - MANTEQUILLAS: Tienen ácidos grasos de cadena corta, por lo que a temperatura ambiente son semisólidos. CÉRIDOS O CERAS Son lípidos simples formados por la esterificación de un alcohol de cadena larga y una molécula de ácido graso. Tiene un marcado carácter lipófilo en los dos extremos de la molécula. En general son sólidas e insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme.

8 LÍPIDOS COMPLEJOS U HETEROLÍPIDOS -LÍPIDOS CON ÁCIDOS GRASOS O SAPONIFICABLES II- Los lípidos complejos están formados por un alcohol, ácidos grasos, y otros tipos de moléculas: FOSFOLÍPIDOS Se dividen en: Esquema de un fosfolípido - FOSFOGLICÉRIDOS Constan de dos ácidos grasos, una glicerina, un ácido fosfórico y un alcohol. Un ejemplo es la lecitina. - FOSFOESFINGOLÍPIDOS Son ésteres formados por la unión de un ácido graso, una esfingosina, un grupo fosfato y un aminoalcohol como la colina. Un ejemplo es el fosfoesingolípido. GLUCOESFINGOLÍPIDOS Están formados por la unión de un ácido graso, una esfingosina y un glúcido. Carecen de grupo fosfato. Según el tipo de glúcido pueden ser cerebrósidos (con un monosacárido o un oligosacárido sencillo) o gangliósidos (con un oligosacárido complejo).

9 LÍPIDOS SIN ÁCIDOS GRASOS O INSAPONIFICABLES Los lípidos insaponificables carecen de ácidos grasos. Dependiendo de la molécula de la que derivan se clasifican en: ISOPRENOIDES O TERPENOS Son moléculas derivadas de la polimerización de una molécula denominada isopreno. Pueden formar cadenas lineales o cíclicas. Ejemplos de terpenos son el escualeno, el geraniol, el fitol, los carotenos o el caucho. Son esencias vegetales, vitaminas o pigmentos vegetales. ESTEORIDES Los esteroides son derivados del esterano, nombre vulgar del ciclopentanoperhidrofenantreno. Destacan los esteroles y las hormonas esteroideas: - ESTEROLES: Los principales son el colesterol (componente de las membranas celulares y muy importante en el desarrollo de enfermedades cardiovasculares), los ácidos biliares (producidos en el hígado a partir de colesterol), el estradiol (hormona encargada de la aparición de los caracteres sexuales secundarios femeninos) y el grupo de las Vitaminas D (regulan el metabolismo del calcio y su absorción intestinal). ESTERANO - HORMONAS ESTEROIDEAS: Caracterizadas por la presencia de un átomo de oxígeno unido con un doble enlace en el carbono 3. Son las suprarrenales (cortisol y aldosterona) y las sexuales (progesterona y testosterona).

10 PROSTAGLANDINAS Son lípidos cuya molécula básica está constituida por 20 átomos de carbono que forman un anillo ciclopentano y dos cadenas alifáticas, el llamado ácido prostanoico. Las prostaglandinas se sintetizan continuamente y actúan a nivel local. Entre sus funciones, destacan las siguientes: Coagulación sanguínea: Las plaquetas producen tromboxanos que inducen la agregación plaquetaria. Las paredes arteriales producen prostaciclinas que impiden la coagulación. En estado normal, las acciones de ambas prostaglandinas se contrarrestan, pero, en caso de herida, la formación de prostaciclinas se inhibe y los tromboxanos inducen la agrupación de las plaquetas, de forma que se produce la coagulación y el consiguiente cierre de la herida. Dolor e inflamación: En caso de golpes, heridas o infecciones, las prostaglandinas sensibilizan los receptores del dolor y al mismo tiempo, inducen la vasodilatación de los capilares de la zona afectada, y por tanto, su inflamación. Este tipo de respuesta es inhibido por la acción de las cortisonas. Fiebre: El aumento de la concentración de prostaglandinas en el hipotálamo provoca un aumento en la temperatura corporal. La producción de estas prostaglandinas puede inhibirse mediante la ingestión de aspirinas. Regulación de la presión sanguínea: Las prostaglandinas favorecen la eliminación de sustancias a nivel del riñón, por lo que facilita el descenso de la presión sanguínea. Secreción gástrica: Las prostaglandinas reducen la secreción de jugos gástricos, por lo que pueden utilizarse para acelerar la curación de las úlceras gástricas. Regulación del aparato reproductor femenino e iniciación del parto.

11 COLESTEROL El colesterol es una sustancia grasa natural, presente en todas las células del cuerpo humano y necesaria para el normal funcionamiento del organismo. El colesterol es un factor de salud e imprescindible en el metabolismo de cualquier célula. Sólo resulta peligroso para nuestra salud si se elevan sus niveles en sangre (hipercolesterolemia), entonces el colesterol se convierte en el principal enemigo de la pared de las arterias coronarias y se incrementa el peligro de sufrir un ataque al corazón. La mayor parte del colesterol se produce en el hígado, que fabrica aproximadamente ml al día, aunque también se puede obtener de alimentos como la yema de huevo, las vísceras (hígado, riñones y cerebro), las comidas grasas, la mantequilla,... El colesterol interviene en la formación de ácidos biliares, necesarios para la digestión de las grasas; forma parte de la membrana celular, sin él no tendríamos estructuras celulares; en la piel, el colesterol se transforma en vitamina D por acción de los rayos solares, protege a la piel de muchos agentes químicos y evita la deshidratación por vaporización. Además a partir del colesterol se forman ciertas hormonas, como las sexuales y las tiroideas. Aunque establecer cual sería la cifra normal de colesterol es difícil, se sabe que las personas con niveles de colesterol en sangre de 240 tienen el doble de riesgo de tener un infarto de miocardio que aquellas con cifras de 200. Hoy se aceptan como normales los siguientes valores COLESTEROL TOTAL: COLESTEROL LDL: normal: normal: menos de 200 mg/dl. menos de 100 mg/dl. normal-alto: normal- alto: entre 200 y 240 mg/dl. de 100 a 160 mg/dl. alto: alto: por encima de 240 mg/dl por encima de 160 mg/dl TRIGLICÉRIDOS: normal: menos de 150 mg/dl. normal-alto: entre 100 y 500 mg/dl. alto: por encima de 500 mg/dl Aunque la relación entre hipercolesterolemia y cardiopatía isquémica es gradual se considera hipercolesterolemia a los niveles de colesterol total superiores a 200 mg/dl e hipertrigliceridemia cuando el nivel de triglicéridos es superior a mg/dl. Como norma general el colesterol LDL debe ser inferior a mg/dl y el colesterol HDL debe ser superior a 35 mg/dl en el varón y 40 mg/dl en la mujer. TIPOS DE COLESTEROL La sangre transporta el colesterol desde el intestino o el hígado hasta los órganos que lo necesitan. Para hacer más fácil su transporte en la sangre se une a unas partículas llamadas lipoproteínas: lipoproteína de baja densidad (LDL) y lipoproteína de alta densidad (HDL). Las lipoproteínas de baja densidad (LDL) son las encargadas de transportar nuevo colesterol desde el hígado a todas las células de nuestro organismo. La lipoproteína de alta densidad (HDL) tienen la misión contraria, recoger los sobrantes no utilizados de colesterol y transportarlos de nuevo al hígado para su almacenamiento o excreción al exterior a través de la bilis.

12 LAS ARTERIAS SANAS ESTÁN ABIERTAS Y CUANDO HAY MUCHO COLESTEROL "MALO" EN TIENEN UNA PARED INTERIOR LISA. SU SANGRE, SE PUEDE FORMAR UNA CAPA ESPESA LLAMADA PLACA EN LAS PAREDES DE SUS ARTERIAS. ESTA CAPA HACE A LA ARTERIA MÁS ESTRECHA, Y SU CORAZÓN PODRÍA NO RECIBIR SUFICIENTE OXÍGENO. El colesterol que se une a la partícula LDL, es el colesterol malo, debido a que cuando hay más de lo necesario se deposita en la pared de las arterias, formando las placas de ateroma. El colesterol que se une a la partícula HDL es el colesterol bueno, porque se encarga de transportar el exceso de colesterol malo de nuevo al hígado para ser destruido, protegiendo por tanto las paredes de las arterias. Cuando se sintetiza mucho colesterol LDL malo por parte del hígado o cuando las moléculas que fabrica no tienen una estructura adecuada, las células de nuestro organismo son incapaces de absorber todo ese colesterol que queda circulando en la sangre durante largo tiempo hasta que se deposita en la pared de la arteria. De este modo comienza un fenómeno muy complicado de depósito de calcio, células sanguíneas y otros productos que producen el estrechamiento progresivo de esa arteria y dificulta la circulación de la sangres a su través. Este es exactamente el origen de la arterosclerosis. POR QUÉ EL COLESTEROL-HDL ES EL COLESTEROL BUENO? Altas concentraciones de colesterol-hdl en el plasma se asocian a menor riesgo de ateroesclerosis coronaria. A la inversa, altos niveles de colesterol LDL y de triglicéridos son marcadores biológicos de mayor riesgo cardiovascular. No todo colesterol es malo. De hecho, no hay colesteroles distintos, ni buenos ni malos, sino que se trata de la misma molécula que es esencial para la vida. Lo que lo diferencia son el tipo de lipoproteínas en que es transportado en el organismo: el que es transportado por las partículas de lipoproteinas de baja densidad LDL en la circulación, se asocia con mayor riesgo de ateroesclerosis, y se suele denominar colesterol «malo». Al contrario, el colesterol transportado por las partículas de lipoproteínas de alta densidad HDL en la circulación se asocia con menor riesgo de ateroesclerosis, y se suele denominar colesterol «bueno». Las lipoproteínas son partículas esféricas formadas por proteína y lípidos: colesterol libre y esterificado, triglicéridos y fosfolípidos, cuya función es transportar colesterol y triglicérido en la sangre. Se distinguen unas de otras de acuerdo a su densidad, que varía según la proporción de sus componentes. Y no son estáticas, sino que van transformándose unas en otras según si van perdiendo o adquiriendo alguno de estos componentes. Transporte reverso de colesterol: las HDL van y vienen removiendo el colesterol "libre" de los tejidos periféricos, devolviéndolo al hígado para su eliminación. AI; A II; A IV; C II; CIII; B48; B100; E:Apolipoproteínas o Apoproteínas. La lipoproteína de menor densidad es llamada quilomicrón. Contiene un 80% de triglicéridos. Se forma en el intestino, a partir de los triglicéridos y colesterol de la dieta. En la pared de los vasos sanguíneos de los tejidos, principalmente adiposo y muscular, los triglicéridos por

13 acción de una enzima, la lipasa lipoproteica (LPL), son disgregados en sus componentes ácidos grasos y glicerol, los que penetran a las células. Los remanentes de quilomicrones, con proporcionalmente menos triglicéridos, son captados por el hígado y metabolizados allí. Las VLDL o lipoproteínas de muy baja densidad, que se forman en el hígado, contienen un 52% de triglicérido y un 22% de colesterol libre y esterificado. Al igual que los quilomicrones, en la pared de los vasos sanguíneos de los tejidos adiposo y muscular, liberan triglicéridos. Una porción de los remanentes de VLDL (IDL) son captados por el hígado. La otra parte sigue descomponiendo sus triglicéridos, transformándose en LDL. Las lipoproteínas de baja densidad o LDL contienen un 47% de colesterol. Se forman de las VLDL que liberan triglicéridos y pierden proteína. Son el principal transportador de colesterol hacia los tejidos. Las LDL se pueden oxidar transformándose en agentes dañinos capaces de iniciar la lesión ateroesclerótica. Por esto, niveles elevados de LDL son inconvenientes en cuanto representan una mayor probabilidad de generar partículas LDL oxidadas potencialmente dañinas. Las lipoproteínas de alta densidad HDL, contienen proporcionalmente más proteína, un 50%, y un 19% de colesterol mayoritariamente esterificado. Son heterogéneas, se han descrito varias subclases, según su densidad y composición proteica. Se forman en el hígado y en el intestino como partículas pequeñas, ricas en proteínas, que contienen relativamente poco colesterol. Luego de liberarse al torrente sanguíneo, las HDL nacientes recolectan colesterol libre, fosfolípidos y apoproteínas de otras lipoproteinas como quilomicrones y VLDL. Se unen a la superficie de las células de tejidos periféricos e inducen el traspaso de colesterol libre desde la célula hacia la partícula. Así, las HDL nacientes se convierten en HDL maduras, ricas en colesterol, las que entregan el colesterol al hígado, y a los tejidos esteroidogénicos (glándula suprarrenal, ovarios y testículos). En el hígado el colesterol se utiliza principalmente para la secreción biliar, tanto como colesterol libre o como sales biliares. PREVENCIÓN El colesterol elevado (hipercolesterolemia) es uno de los factores de riesgo de las enfermedades cardiovasculares que pueden ser modificables al igual que otros como son el tabaquismo, sedentarismo, etc. La prevención más importante y fácil de hacer es una buena dieta en la que nos olvidemos de las grasas saturadas, acompañada de ejercicio todos los días. La Dieta Mediterránea, recomendada por los especialistas, incluye un aporte de grasas que provienen fundamentalmente de los ácidos grasos monoinsaturados y poliinsaturados presentes sobre todo en el aceite de oliva, el pescado y los aceites de semillas. Es importante recomendar el consumo de vegetales, legumbres, cereales, hortalizas, frutas y pescados. Está comprobado que el ejercicio físico produce cambios hemodinámicos, hormonales, metabólicos, neurológicos y respiratorios. Un programa de ejercicio físico aeróbico (caminar, carrera suave, ciclismo, natación...) a intensidad moderada (65-70 por ciento de su frecuencia cardiaca máxima) y desarrollado de manera regular (tres a cinco sesiones por semana), tiene efectos beneficiosos sobre los niveles de lípidos plasmáticos. Estos efectos beneficiosos incluyen la disminución de los niveles de triglicéridos y de LDL colesterol malo y el aumento de HDL-colesterol bueno. Se puede aconsejar a todo los sujetos con hiperlipidemia que realicen algún tipo de ejercicio físico en la medida que les sea posible, previa consulta médica para realizar una evaluación individual con una revisión de su aparato cardiovascular y su capacidad física.