3.4: Lípidos

Objetivos de aprendizaje

• Describir la estructura química general de los lípidos, enumerar tres subtipos de lípidos importantes en el funcionamiento humano y describir su estructura y función

Los lípidos contienen los mismos elementos que los carbohidratos: carbono, hidrógeno y oxígeno (C, H y O). Sin embargo, los lípidos están hechos principalmente de cadenas (o anillos) de hidrocarburos y contienen menos grupos hidroxilo polares (-OH). Esto hace que la mayoría de los lípidos sean moléculas hidrófobas no polares (no se disuelven bien en agua).

Los lípidos incluyen un grupo diverso de compuestos orgánicos. Aquí se describen solo tres de ellos: triglicéridos, fosfolípidos y esteroides.

Los triglicéridos incluyen grasas y aceites. Son el tipo de lípidos más comunes que se encuentran en
nuestros tejidos grasos corporales y en nuestra dieta y sirven principalmente como almacén de energía.

Los triglicéridos consisten en una molécula de glicerol y tres moléculas de ácidos grasos (ver Figura\(\PageIndex{1}\) a continuación). El glicerol es un compuesto orgánico con tres carbonos, hidrógenos y grupos hidroxilo (-OH). Los ácidos grasos son una larga cadena de carbonos con hidrógenos unidos a ellos. Un grupo carboxilo (ácido) (-COOH) está unido a un extremo de la cadena. El número más común de carbonos en la cadena de ácidos grasos varía de 12 a 18.

Figura\(\PageIndex{1}\) Durante la síntesis de triglicéridos, el glicerol cede tres átomos de hidrógeno, y los grupos carboxilo en los ácidos grasos dan cada uno un grupo hidroxilo (-OH) formando tres moléculas de agua. Esta es una reacción de síntesis de deshidratación

Existen dos clases de ácidos grasos: saturados e insaturados (ver Figura\(\PageIndex{2}\) a continuación). Los ácidos grasos saturados tienen todos los carbonos vecinos en la cadena de hidrocarburos unidos por enlaces covalentes simples. Esto maximiza el número de átomos de hidrógeno unidos al esqueleto de carbono. Entonces, decimos que los carbonos en la cadena están saturados de hidrógenos. Los ácidos grasos insaturados tienen al menos dos carbonos vecinos en la cadena hidrocarbonada unidos por dobles enlaces covalentes. Esto no permite que todos los carbonos en la cadena maximicen el número de átomos de hidrógeno unidos al esqueleto de carbono. Entonces, los carbonos en la cadena están insaturados (o no saturados) con hidrógenos.

La mayoría de los triglicéridos hechos de ácidos grasos insaturados son líquidos y se llaman aceites. Los triglicéridos hechos de ácidos grasos saturados son semisólidos a temperatura ambiente (por ejemplo, grasa en mantequilla y carne).

Figura Los ácidos grasos\(\PageIndex{2}\) saturados tienen cadenas hidrocarbonadas conectadas solo por enlaces simples. Los ácidos grasos insaturados tienen uno o más dobles enlaces. 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 hidrocarbonada. En la configuración trans, los hidrógenos están en lados opuestos. Un doble enlace cis provoca una torcedura en la cadena.

Los fosfolípidos son los componentes principales de las membranas celulares (la capa que separa el contenido interno de una célula del exterior), y las membranas dentro de las células (las capas envolventes que componen los compartimentos celulares internos). Los fosfolípidos están compuestos por cadenas de ácidos grasos

Los fosfolípidos están compuestos por cadenas de ácidos grasos unidas a una cadena principal de glicerol (ver Figura\(\PageIndex{3}\) a continuación). Sin embargo, en lugar de tres ácidos grasos unidos como en los triglicéridos, tienen dos ácidos grasos. El tercer carbono de la cadena principal de glicerol está unido a un grupo que contiene fósforo modificado. Las dos cadenas de ácidos grasos son no polares, por lo que no interactúan con el agua, son hidrofóbicas. El grupo que contiene fósforo es polar, por lo que sí interactúa bien con el agua, es hidrófilo. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas (amphi- = “ambos, ambos lados”; pathos = “sufrimiento, sensación”), lo que significa que tienen un lado hidrófobo y un lado hidrófilo.

Figura Los\(\PageIndex{3}\) fosfolípidos están compuestos por glicerol, dos “colas” hidrofóbicas no polares y una “cabeza” hidrofílica polar. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas.

Cuando las moléculas de fosfolípidos están en una solución acuosa (agua) a menudo forman una bicapa
(dos capas) con los grupos de cabeza hidrófilos de los fosfolípidos enfrentados a la
solución acuosa y las colas hidrófobas en el medio de la bicapa (ver Figura\(\PageIndex{4}\) a continuación).
De manera similar, una bicapa de fosfolípidos separa el ambiente acuoso interno y externo
de las células.

Figura\(\PageIndex{4}\) En una membrana celular (la superficie que rodea una célula), una bicapa de fosfolípidos forma la estructura básica. Las colas de ácidos grasos hidrófobos de los fosfolípidos se enfrentan entre sí, alejadas del agua, mientras que los grupos fosfato hidrófilos se enfrentan a las superficies externas, las cuales son acuosas.

Los esteroides son pequeños lípidos donde la cadena principal hidrocarbonada se ha unido en cuatro anillos con varios grupos funcionales unidos a los anillos. Los esteroides, al igual que otros lípidos, son no polares e hidrófobos. Ver estructura de esteroides en la figura\(\PageIndex{5}\) a continuación.

El esteroide más importante para la estructura y función humana es el colesterol. El colesterol ayuda a proporcionar estructura a las membranas celulares y es un componente de la bilis, lo que ayuda en la digestión de las grasas dietéticas. El colesterol también es un sustrato en la formación de muchas hormonas, señalizando moléculas que el cuerpo libera para regular procesos en sitios distantes. Como se muestra en la Figura\(\PageIndex{5}\), el cortisol es una de estas hormonas y regula la respuesta al estrés.

Figura\(\PageIndex{5}\) Estructura de los esteroides. El colesterol y el cortisol comparten la misma estructura de cuatro anillos típica de los esteroides.

Tabla\(\PageIndex{1}\) Resumen estructura de lípidos, funciones y ejemplos

Tipo de Lípido	Estructura	Función General	Ejemplos
Triglicérido (grasas y aceites)	Glicerol más 3 ácidos grasos	Almacena energía para su uso en un momento posterior
Fosfolípidos	2 Ácidos grasos más glicerol más un grupo fosfato	Forma la membrana celular (capa que separa el contenido interno de una célula del exterior) y las membranas dentro de las células (las capas envolventes que forman los compartimentos celulares internos).
Esteroide	Moléculas de anillo de carbono	Soporte estructural de membranas celulares; sustrato para la producción de hormonas esteroideas;	Colesterol
		Las hormonas esteroides regulan muchos procesos metabólicos y de desarrollo	Cortisol, estrógeno, testosterona

Conceptos, términos y verificación de hechos

Preguntas de estudio Escribe tu respuesta en forma de oración (no respondas usando palabras sueltas)

1. ¿Qué es un lípido?
2. ¿De qué elementos están hechos los lípidos?
3. ¿Cuáles son las tres clases de lípidos descritas en el módulo?
4. ¿Cuál es la diferencia de estructura entre triglicéridos, fosfolípidos y esteroides (incluya una descripción de cada uno de ellos en su respuesta)?
5. ¿Cuál es la diferencia entre los ácidos grasos saturados y los ácidos grasos insaturados?
6. ¿Qué significa que los fosfolípidos son moléculas anfipáticas (incluya una descripción de una molécula de fosfolípido en su respuesta?
7. ¿Cuáles son las funciones de los diferentes lípidos?