biología para mayores i

gráfico 1 Los lípidos hidrofóbicos en el pelaje de los mamíferos acuáticos, como esta nutria de río, los protegen de los elementos. (crédito: Ken Bosma)

Los lípidos incluyen un grupo diverso de compuestos que son en gran parte no polares en naturaleza., Esto se debe a que son hidrocarburos que incluyen principalmente enlaces carbono–carbono no polares o carbono–hidrógeno. Las moléculas no polares son hidrofóbicas («temor al agua»), o insolubles en agua. Los lípidos realizan muchas funciones diferentes en una célula. Las células almacenan energía para uso a largo plazo en forma de grasas. Los lípidos también proporcionan aislamiento del medio ambiente para plantas y animales (figura 1). Por ejemplo, ayudan a mantener secas a las aves y mamíferos acuáticos cuando forman una capa protectora sobre el pelaje o las plumas debido a su naturaleza hidrófoba repelente al agua., Los lípidos son también los bloques de construcción de muchas hormonas y son un componente importante de todas las membranas celulares. Los lípidos incluyen grasas, aceites, ceras, fosfolípidos y esteroides.

Grasas y aceites

una molécula de grasa consta de dos componentes principales: glicerol y ácidos grasos. El glicerol es un compuesto orgánico (alcohol) con tres carbonos, cinco hidrógenos y tres grupos hidroxilo (OH). Los ácidos grasos tienen una larga cadena de hidrocarburos a la que se une un grupo carboxilo, de ahí el nombre de «ácido graso.,»El número de carbonos en el ácido graso puede variar de 4 a 36; Los más comunes son los que contienen 12-18 carbonos. En una molécula de grasa, los ácidos grasos se unen a cada uno de los tres carbonos de la molécula de glicerol con un enlace éster a través de un átomo de oxígeno (Figura 2).

la Figura 2. El triacilglicerol se forma por la Unión de tres ácidos grasos a una columna vertebral de glicerol en una reacción de deshidratación. En el proceso se liberan tres moléculas de agua.

durante esta formación de enlace de éster, se liberan tres moléculas de agua., Los tres ácidos grasos en el triacilglicerol pueden ser similares o diferentes. Las grasas también se llaman triacilgliceroles o triglicéridos debido a su estructura química. Algunos ácidos grasos tienen nombres comunes que especifican su origen. Por ejemplo, el ácido palmítico, un ácido graso saturado, se deriva de la palmera. El ácido araquídico se deriva de Arachis hypogea, el nombre científico de los cacahuetes o cacahuetes.

los ácidos Grasos pueden ser saturados o insaturados., En una cadena de ácidos grasos, si solo hay enlaces simples entre carbonos vecinos en la cadena de hidrocarburos, se dice que el ácido graso está saturado. Los ácidos grasos saturados están saturados con hidrógeno; en otras palabras, el número de átomos de hidrógeno unidos al esqueleto de carbono se maximiza. El ácido esteárico es un ejemplo de un ácido graso saturado (Figura 3)

la Figura 3. El ácido esteárico es un ácido graso saturado común.

cuando la cadena de hidrocarburos contiene un doble enlace, se dice que el ácido graso es insaturado., El ácido oleico es un ejemplo de un ácido graso insaturado (Figura 4).

la Figura 4. El ácido oleico es un ácido graso insaturado común.

La mayoría de las grasas insaturadas son líquidas a temperatura ambiente y se llaman aceites. Si hay un doble enlace en la molécula, entonces se conoce como grasa monoinsaturada (por ejemplo, aceite de oliva), y si hay más de un doble enlace, entonces se conoce como grasa poliinsaturada (por ejemplo, aceite de canola).,

Cuando un ácido graso no tiene enlaces dobles, se conoce como ácido graso saturado porque no se puede agregar más hidrógeno a los átomos de carbono de la cadena. Una grasa puede contener ácidos grasos similares o diferentes unidos al glicerol. Los ácidos grasos rectos largos con enlaces simples tienden a empaquetarse firmemente y son sólidos a temperatura ambiente. Las grasas animales con ácido esteárico y ácido palmítico (comunes en la carne) y la grasa con ácido butírico (común en la mantequilla) son ejemplos de grasas saturadas. Los mamíferos almacenan grasas en células especializadas llamadas adipocitos, donde los glóbulos de grasa ocupan la mayor parte del volumen de la célula., En las plantas, la grasa o el aceite se almacena en muchas semillas y se utiliza como fuente de energía durante el desarrollo de las plántulas. Las grasas o aceites insaturados son generalmente de origen vegetal y contienen ácidos grasos insaturados cis. Cis y trans indican la configuración de la molécula alrededor del doble enlace. Si los hidrógenos están presentes en el mismo plano, se conoce como grasa cis; si los átomos de hidrógeno están en dos planos diferentes, se conoce como grasa trans. El doble enlace cis causa una curva o «torcedura» que impide que los ácidos grasos se empaqueten firmemente, manteniéndolos líquidos a temperatura ambiente (Figura 5)., El aceite de oliva, el aceite de maíz, el aceite de canola y el aceite de hígado de bacalao son ejemplos de grasas insaturadas. Las grasas insaturadas ayudan a reducir los niveles de colesterol en la sangre, mientras que las grasas saturadas contribuyen a la formación de placa en las arterias.

la Figura 5. Los ácidos grasos saturados tienen cadenas de hidrocarburos conectadas solo por enlaces simples. Los ácidos grasos insaturados tienen uno o más enlaces dobles. Cada doble enlace puede estar en una configuración cis o trans. En la configuración cis, ambos hidrógenos están en el mismo lado de la cadena de hidrocarburos., En la configuración trans, los hidrógenos están en lados opuestos. Un doble enlace cis causa una torcedura en la cadena.

grasas Trans

en la industria alimentaria, los aceites se hidrogenan artificialmente para hacerlos semisólidos y de una consistencia deseable para muchos productos alimenticios procesados. En pocas palabras, el gas hidrógeno se burbujea a través de aceites para solidificarlos. Durante este proceso de hidrogenación, los dobles enlaces de la conformación cis en la cadena de hidrocarburos pueden convertirse en dobles enlaces en la trans– conformación.,

la margarina, algunos tipos de mantequilla de maní y el acortamiento son ejemplos de grasas trans hidrogenadas artificialmente. Estudios recientes han demostrado que un aumento en las grasas trans en la dieta humana puede conducir a un aumento en los niveles de lipoproteínas de baja densidad (LDL), o colesterol «malo», que a su vez puede conducir a la deposición de placa en las arterias, lo que resulta en enfermedad cardíaca. Muchos restaurantes de comida rápida han prohibido recientemente el uso de grasas trans, y se requiere que las etiquetas de los alimentos muestren el contenido de grasas trans.,

los Ácidos Grasos Omega

la Figura 6. Ácido alfa-linolénico es un ejemplo de un ácido graso omega-3. Tiene tres dobles enlaces cis y, como resultado, una forma curva. Para mayor claridad, los carbonos no se muestran. Cada carbono unido individualmente tiene dos hidrógenos asociados con él, tampoco se muestra.

Los ácidos grasos esenciales son ácidos grasos requeridos pero no sintetizados por el cuerpo humano. En consecuencia, tienen que ser complementados a través de la ingestión a través de la dieta., Los ácidos grasos Omega-3 (como el que se muestra en la Figura 6) entran en esta categoría y son uno de los dos únicos conocidos por los seres humanos (el otro es el ácido graso omega-6). Estos son ácidos grasos poliinsaturados y se llaman omega-3 porque el tercer carbono del final de la cadena de hidrocarburos está conectado a su carbono vecino por un doble enlace.

el carbono más alejado del grupo carboxilo está numerado como el carbono omega (ω), y si el doble enlace está entre el tercer y el cuarto carbono de ese extremo, se conoce como un ácido graso omega-3., Nutricionalmente importantes porque el cuerpo no los produce, los ácidos grasos omega-3 incluyen ácido alfa-linoleico (ALA), ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA), todos los cuales son poliinsaturados. El salmón, la trucha y el atún son buenas fuentes de ácidos grasos omega-3. Las investigaciones indican que los ácidos grasos omega-3 reducen el riesgo de muerte súbita por ataques cardíacos, reducen los triglicéridos en la sangre, disminuyen la presión arterial y previenen la trombosis al inhibir la coagulación de la sangre. También reducen la inflamación y pueden ayudar a reducir el riesgo de algunos cánceres en animales.,

al igual que los carbohidratos, las grasas han recibido mucha mala publicidad. Es cierto que comer un exceso de alimentos fritos y otros alimentos» grasos » conduce al aumento de peso. Sin embargo, las grasas tienen funciones importantes. Muchas vitaminas son solubles en grasa, y las grasas sirven como una forma de almacenamiento a largo plazo de ácidos grasos: una fuente de energía. También proporcionan aislamiento para el cuerpo. Por lo tanto, las grasas» saludables » en cantidades moderadas deben consumirse de forma regular.

Ceras

la Figura 7. Las cubiertas cerosas en algunas hojas están hechas de lípidos., (crédito: Roger Griffith)

La cera cubre las plumas de algunas aves acuáticas y las superficies de las hojas de algunas plantas. Debido a la naturaleza hidrofóbica de las ceras, evitan que el agua se pegue en la superficie (Figura 7). Las ceras se componen de largas cadenas de ácidos grasos esterificados a alcoholes de cadena larga.

fosfolípidos

los fosfolípidos son los principales constituyentes de la membrana plasmática, la capa más externa de las células animales. Al igual que las grasas, están compuestas por cadenas de ácidos grasos unidas a una columna vertebral de glicerol o esfingosina., Sin embargo, en lugar de tres ácidos grasos unidos como en los triglicéridos, hay dos ácidos grasos que forman diacilglicerol, y el tercer carbono de la columna vertebral del glicerol está ocupado por un grupo fosfato modificado (Figura 8).

la Figura 8. Un fosfolípido es una molécula con dos ácidos grasos y un grupo fosfato modificado unido a una columna vertebral de glicerol. La adición de un grupo químico cargado o polar puede modificar el fosfato.,

un grupo fosfato Unido solo a un diaglicerol no califica como fosfolípido; es fosfatidato (diacilglicerol 3-fosfato), el precursor de los fosfolípidos. El grupo fosfato es modificado por un alcohol. La fosfatidilcolina y la fosfatidilserina son dos fosfolípidos importantes que se encuentran en las membranas plasmáticas. Un fosfolípido es una molécula anfipática, lo que significa que tiene una parte hidrofóbica y otra hidrofílica., Las cadenas de ácidos grasos son hidrofóbicas y no pueden interactuar con el agua, mientras que el grupo que contiene fosfato es hidrofílico e interactúa con el agua (Figura 9).

la Figura 9. La bicapa fosfolípida es el componente principal de todas las membranas celulares. Los grupos de cabezas hidrofílicas de los fosfolípidos se enfrentan a la solución acuosa. Las colas hidrofóbicas están secuestradas en medio de la bicapa.

la cabeza es la parte hidrofílica, y la cola contiene los ácidos grasos hidrofóbicos., En una membrana, una bicapa de fosfolípidos forma la matriz de la estructura, las colas de ácidos grasos de los fosfolípidos se enfrentan al interior, lejos del agua, mientras que el grupo fosfato se enfrenta al exterior, lado acuoso (Figura 9).

los fosfolípidos son responsables de la naturaleza dinámica de la membrana plasmática. Si una gota de fosfolípidos se coloca en el agua, forma espontáneamente una estructura conocida como micela, donde las cabezas de fosfato hidrófilo se enfrentan al exterior y los ácidos grasos se enfrentan al interior de esta estructura.,

esteroides

a diferencia de los fosfolípidos y grasas discutidos anteriormente, los esteroides tienen una estructura de anillo fundido. Aunque no se parecen a los otros lípidos, se agrupan con ellos porque también son hidrofóbicos e insolubles en agua. Todos los esteroides tienen cuatro anillos de carbono vinculados y varios de ellos, como el colesterol, tienen una cola corta (Figura 10). Muchos esteroides también tienen el grupo funcional-OH, lo que los coloca en la clasificación de alcohol (esteroles).

la Figura 10., Los esteroides tales como colesterol y cortisol se componen de cuatro anillos fundidos del hidrocarburo.

el Colesterol es el esteroide más común. El colesterol se sintetiza principalmente en el hígado y es el precursor de muchas hormonas esteroides como la testosterona y el estradiol, que son secretadas por las gónadas y las glándulas endocrinas. También es el precursor de la vitamina D. El Colesterol es también el precursor de las sales biliares, que ayudan en la emulsificación de las grasas y su posterior absorción por las células., Aunque el colesterol se habla a menudo en términos negativos por los laicos, es necesario para el buen funcionamiento del cuerpo. Es un componente de la membrana plasmática de las células animales y se encuentra dentro de la bicapa fosfolípida. Al ser la estructura más externa en las células animales, la membrana plasmática es responsable del transporte de materiales y el reconocimiento celular y está involucrada en la comunicación de célula a célula.

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