ESTRUCTURAS CELULARES, SUS FUNCIONES Y DISTRIBUCIÓN EN LAS CÉLULAS VIVAS. (LÍPIDOS)

LÍPIDOS

También se les conoce como grasas, son insolubles en solventes polares como el agua, pero se disuelven fácilmente en solventes orgánicos no polares, tales como el  alcohol, el éter, la acetona y el cloroformo. Al igual que los carbohidratos están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno como elementos principales, aunque pueden incluir en su estructura otros elementos químicos como fósforo, nitrógeno y azufre. Dada la diversidad de características químicas de los lípidos existen diferentes clasificaciones, atendiendo a los criterios de saponificación. Se clasifican en dos grupos: los que poseen en su composición ácidos grasos (lípidos saponificables) y los que no lo poseen (lípidos insaponificables).

A las moléculas de grasa se les conoce también con triglicéridos y se dicen que son neutros porque contienen grupos no polares. Una molécula de grasa consta de tres moléculas de ácido graso unidas a una molécula de glicerol. El glicerol es un alcohol de tres carbonos que contienen tres grupos hidroxilo. Un ácido graso es una cadena de hidrocarburo larga que termina en un grupo carboxilo (-COOH), la cadena no polar es hidrofóbica, mientras que el grupo carboxilo da a una porción de la molécula las propiedades de un ácido, cada enlace entre el glicerol y el ácido graso está formado por la eliminación de una molécula de agua (figura 2.28). Los ácidos grasos que no aceptan la incorporación de más de un átomo de hidrógeno y que no presentan enlaces dobles, se dice que son saturados, como el ácido esteárico. Los ácidos grasos que presentan átomos de carbono unidos por enlaces dobles, se dice que es no saturado, porque sus átomos de carbono tienen el potencial para formar enlaces adicionales con otros átomos, como el ácido oleico (figura 2.28). Las grasas no saturadas comúnmente se llaman aceites, son más comunes en las plantas que en los animales (aceite de oliva, aceite de cacahuate). Las grasas animales, como la manteca, el tocino o la mantequilla, contienen ácidos grasos saturados y habitualmente sus temperaturas de fusión son más elevadas.

En la Figura Una molécula de grasa está formada por tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol. (De aquí el nombre de “triglicérido”). Las largas cadenas hidrocarbonadas de las que están compuestos los ácidos grasos terminan en grupos carboxilo (-COOH), que se unen covalentemente a la molécula de glicerol. Cada enlace se forma cuando una molécula de agua se elimina (condensación). Las propiedades físicas de una grasa, por ejemplo su punto de fusión, están determinadas por las longitudes de sus cadenas de ácidos grasos y por si las cadenas son saturadas o no saturadas. Aquí se muestra tres ácidos grasos diferentes. Los ácidos grasos esteárico y palmítico son saturados y el ácido oleico es no saturado, como puede verse por el doble enlace en su estructura. 

Los triglicéridos tienen las siguientes funciones: Sirven como reserva de energía. Los animales almacenan grasa en el tejido adiposo y estos depósitos representan reservas alimenticias que se utilizan a corto o a largo plazo. 

1. Protegen al cuerpo del frío, ya que son aislantes térmicos y colaboran a disminuir la pérdida de calor.
2. Protegen, contra la fricción, a ciertas estructuras del organismo como el corazón y las articulaciones.Son abundantes en la vaina de mielina de las fibras nerviosas, donde se considera que desempeñan una función de protección.

Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidos y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo, la piel, las hojas y frutos, están cubiertas de una capa de cera protectora. Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar supanal.

Fosfolípidos: Recibe este nombre una gran variedad de lípidos que además de carbono, hidrógeno y oxígeno contienen fósforo y en muchos casos también nitrógeno. Son ésteres derivados del glicerol o glicerina, en los que uno de los radicales ácidos del glicérido está sustituido por el ácido fosfórico. Todos los

fosfolípidos tienen una “cola”, hidrófoba que consta de dos cadenas de ácidos grasos y una cabeza “hidrófila” (figura 2.29), constituida por un residuo de ácido fosfórico cargado negativamente, el cual está unido, a su vez, a un grupo cargado positivamente. Los fosfolípidos son, por lo tanto, moléculas anfipáticas, ya que en la misma molécula existen las dos regiones, hidrófila e hidrófoba. Por lo cual, tiende a formar membranas cuando se colocan en un medio acuoso, de tal modo que las cabezas están orientadas hacia el agua y las colas hacia el interior, (figura 2.30). Los fosfolípidos desempeñan un papel muy importante en los organismos, ya que son componentes de las membranas celulares tanto de vegetales como de animales, participando en la regulación de la entrada y salida de materiales a la célula. (Transporte a través de la membrana celular).

Figura 2.29 Una molécula de fosfolípidos está formada por dos ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol, como en una grasa y por un grupo fosfato unido al tercer carbono del glicerol. También contiene habitualmente un grupo químico adicional, indicado con la letra R. Las “colas”, de ácido insolubles en agua

(hidrofóbicas), la “cabeza” polar que contiene a los grupos fosfato y R, es soluble (hidrofílica). 

Figura 2.30 a) Dado que los fosfolípidos tienen cabezas solubles en agua y colas insolubles en ella, tienden a formar una película delgada en una superficie acuosa, con sus colas extendidas por encima del agua. b) Rodeadas de aguas, se distribuyen espontáneamente en dos capas, con sus cabezas hidrofílicas (amantes del agua), extendidas hacia fuera y sus colas hidrofóbicas (temerosas del agua) hacia adentro. Esta disposición constituye la base estructural de la base estructural de las membranas celulares.

Glucolípidos: (“lípidos con azúcar”), se clasifican en cerebrósidos y gangliósidos. En este grupo de lípidos, el tercer carbono de la molécula de glicerol no está ocupado por un grupo fosfato, sino por una cadena de carbohidrato corta. Al igual que la cabeza de fosfato de un fosfolípido, la cabeza de carbohidrato de un glucolípido es hidrofílica, y las colas de ácidos grasos son hidrofóbicos. En solución acuosa, los glucolípidos se comportan del mismo modo que los fosfolípidos y también son componentes importantes de las membranas celulares, especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.

Esteroides: Son estructuralmente diferentes a todos los otros lípidos. Todos los esteroides están compuestos de 4 anillos de carbono fusionados (figura 2.31), con diferentes grupos funcionales salientes. Comprenden dos grupos de sustancias:

• Esteroles: Como el colesterol y la vitamina D
• Hormonas esteroides: Como las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales.

“El colesterol se encuentra en las membranas celulares (exceptuando las células bacterianas), aproximadamente el 25% (en peso seco), de la membrana de un glóbulo rojo es colesterol. También es un componente principal de la vaina de mielina, la membrana lipídica que envuelve a las fibras nerviosas de conducción rápida, acelerando el impulso nervioso. El colesterol es sintetizado en el hígado a partir de ácidos saturados y también se obtiene en la dieta principalmente en la carne, el queso y las yemas de huevo. Las altas concentraciones de colesterol en la sangre están asociadas con la arterosclerosis, en la cual el colesterol se encuentra en depósitos grasos en el interior de los vasos sanguíneos enfermos. Las hormonas sexuales y las hormonas de corteza adrenal (la porción más externa de las glándulas suprarrenales, que se encuentran por encima de los riñones) también son esteroides. Estas hormonas se forman a partir del colesterol en los ovarios, testículos, corteza suprarrenal y otras glándulas que las producen”

Prostaglandinas: Son lípidos cuya molécula básica está constituída por 20 átomos de carbono que forman un anillo ciclopentano y dos cadenas alifáticas. Estas sustancias tienen una marcada actividad biológica a nivel celular sobre distintas funciones, como secreción de ácido en el estómago, contracción y relajamiento de músculos, regulación de la temperatura corporal, agregación de las plaqueteas sanguíneas, control de la inflamación y de la permeabilidad vascular.

Terpenos: Son constituyentes notables de ciertos vegetales, y a ellos se deben su olor y sabor característicos. Son componentes importantes de los “aceites esenciales” derivados de dichos vegetales, por ejemplo, los terpenos alcanfor, limonero y mentol se presentan en el aceite de alcanfor, de limón y de menta, respectivamente. Un alcohol terpenoide llamado fitol forma parte de la molécula de clorofila.

Otros terpenoides incluyen el caucho (o hule) natural y los pigmentos carotenoides que absorben la energía lumínica en la fotosíntesis y originan los colores amarillo y naranja de las zanahorias, los follajes del otoño y otro materiales vegetales. Las vitaminas liposolubles A, D, E y K, se sintetizan a partir de los mismos precursores de cinco carbonos como los terpenos. Los carotenos vegetales son precursores de la vitamina A, la cual se encuentra solamente en los animales.