Lípidos: estructura y función

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1 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

2 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

3 Funciones: Energética Presentes en membranas biológicas (fosfolípidos, glucolípidos, colesterol y ceras) Desempeñan papeles como "mensajeros" químicos (hormonas esteroideas) Vitaminas liposolubles Generalidades 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 CO 2 + H 2 O 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 Mensajeros celulares Diversas funciones (cofactores)

4 Lípidos de almacenamiento: ácidos grasos Saturados Insaturados Grupo carboxilo Cadena hidrocarbonada

5 Ácidos grasos * * * *

6 Ácidos grasos * * * * Longitud Solubilidad y punto de fusión y ebullición A 20-25º cadena corta son líquidos cadena larga son sólidos

7 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 Ácido graso Ácido graso Monoacilglicéridos Monoglicéridos Diacilglicéridos Diglicéridos Triacilglicéridos Triglicéridos 1-esteroil, 2-linoleoil, 3-palmitoil glicerol 18:0 18:2 16:0

8 Lípidos de almacenamiento: acilglicéridos Triglicéridos Apolares Insolubles en H 2 O Menos densos que el H 2 O 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 TG con AG insaturados Líquidos a Tª amb. Grasas TG con AG saturados Sólidos a Tª amb.

9 Ácidos grasos (% del control) Composición de tres grasas comestibles (25ºC) Grasas animales: Ricas en AG saturados Sólidas a Tª ambiente Grasas vegetales: Ricas en AG insaturados Líquidas a Tª ambiente Aceite de oliva Mantequilla Sebo de buey Líquido Sólida, blanda Sólido, duro

10 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 H 2 O Funciones: Almacenamiento de combustible metabólico Protección e impermeabilidad Aplicación en industria alimenticia, farmacéutica y cosmética

11 Lípidos estructurales de membrana Glicerofosfolípidos Esfingolípidos Esteroles Esfingofosfolípidos Glucolípidos

12 Lípidos estructurales de membrana: Glicerofosfolípidos Glicerofosfolípidos o fosfoglicéridos (fosfolípidos) G L I C E R O L Ácido graso Ácido graso Fosfato G L I C E R O L Ácido graso Ácido graso Fosfato X Ácido fosfatídico Saturado 16 o 18 C Insaturado 18 o 20 C Glicerofosfolípido (fórmula general)

13 Lípidos estructurales de membrana: Glicerofosfolípidos Nomenclatura: Fosfatidil + grupo de cabeza Cola hidrofóbica Cabeza hidrofílica Colina Fosfato Glicerol Ácidos grasos Fosfatidilcolina Cabeza hidrofílica Cola hidrofóbica

14 Lípidos estructurales de membrana: Glicerofosfolípidos Glicerofosfolípido (fórmula general) Fosfatidilcolina

15 Fosfolípidos Derivados de glicerofosfolípidos: ácido graso en C1 unido a glicerol por enlace éter Glicerofosfolípido (fórmula general) Plasmalógeno Factor activador plaquetario 50% FL tejido cardíaco Señal molecular Papel en agregación plaquetaria, inflamación y respuesta alérgica

16 Lípidos estructurales de membrana Glicerofosfolípidos Esfingolípidos Esteroles Esfingofosfolípidos Glucolípidos

17 Esfingosina Esfingosina Lípidos estructurales de membrana: Esfingolípidos Esfingosina Ácido graso H Esfingosina H X = H Ceramida Esfingofosfolípidos Esfingomielinas Glucoesfingolípidos Ácido graso Ácido graso Fosfato Fosfolípidos X Azúcar Neutros: Cerebrósidos Globósidos Gangliósidos

18 Lípidos estructurales de membrana: Esfingolípidos Esfingosina Ácido graso Esfingomielina Glucoesfingolípidos

19 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

20 Lípidos estructurales de membrana Glicerofosfolípidos Esfingolípidos Esteroles Esfingofosfolípidos Glucolípidos

21 Lípidos estructurales de membrana: Esteroles Ciclopentanoperhidrofenantreno Isopreno Colesterol (3-OH, 5, 6, colesteno) Libre en membrana plasmática Precursor de productos con actividad biológica

22 Lípidos con actividad biológica Isoprenoides Pigmentos (Carotenos) Vitaminas (A, E, K) Transportadores Electrónicos: Ubiquinona, plastoquinona Otros: Dolicol Terpenos Esteroides Hormonas esteroideas Ácidos biliares Vitamina D Eicosanoides Prostaglandinas Tromboxanos Leucotrienos

23 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)

24 Lípidos con actividad biológica: Isoprenoides Vitamina A Ácido retinoico Señal hormonal Señal neuronal Vitamina A 1 (Retinol) (C 20 ) β-caroteno (C 40 ) Deficiencia: Sequedad mucosas, piel y ojos Retraso crecimiento y desarrollo Ceguera nocturna

25 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

26 Lípidos con actividad biológica: Esteroides Hormonas esteroideas Hormonas sexuales Hormonas corticales Testosterona Estradiol Cortisol Aldosterona Ácidos biliares Ácido taurocólico

27 Lípidos con actividad biológica: Esteroides Vitamina D 3 También llamada colecalciferol Regula: Captación Ca 2+ en intestino Captación PO 4- en huesos Expresión génica Vitamina D3 Piel (inactiva) Deficiencia: Raquitismo 1,25-dihidroxicolecalciferol Hígado, riñones (activa)

28 Lípidos con actividad biológica: Eicosanoides Derivan del ácido araquidónico (20:4 D 5,8,11,14 ) ácido araquidónico Prostaglandina E 1 (PGE 1 ) Inflamación Contracción musculatura lisa Tromboxano A 2 Agregación plaquetaria Vasoconstricción Leucotrieno A 4 Reguladores respuesta imnune Contracción musculatura lisa

29 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