Transcript Els lípids - IES Ramon Llull

Els lípids
Son el grup de biomolècules orgàniques que compleixen les dues
característiques següents:
• Són insolubles en aigua i en altres dissolvents polars.
• Són solubles en dissolvents orgànics, és a dir, dissolvents
no polars, com l'octà, l'èter, el cloroform, els benzè, etc.
• Els lípids són un grup molt heterogeni de substàncies.
Bàsicament estan compostos per carboni i hidrogen.
La majoria, a més, també presenta oxigen, però en proporcions
molt baixes.
A més, alguns lípids contenen fòsfor, nitrogen i sofre.
Classificació
Dos grups: lípids amb àcids grassos o saponificables i
lípids sense àcids grassos o insaponificables.
Acilglicèrids
Simples
Lípids amb àcids
grassos o
saponificables
Cèrids
Fosfolípids
Complexes
LÍPIDS
Glucolípids
Lípids sense
àcids grassos o
insaponificables
Terpens o isoprenoides
Esteroides
Prostaglandines
1. Concepto y clasificación de los lípidos
PROPIEDADES QUÍMICAS
• Constituidos por C, H, O, P y S.
FUNCIONES BIOLÓGICAS
PROPIEDADES FÍSICAS
• Untuosos al tacto.
• Poco solubles en agua.
• Solubles en disolventes apolares.
CLASIFICACIÓN
(según su estructura molecular)
• Estructurales (membranas celulares).
• Energéticas (triacilglicéridos).
• Vitamínicas y hormonales (esteroides).
SAPONIFICABLES
• Grasas o acilglicéridos
• Ceras
• Fosfolípidos
• Esfingolípidos
INSAPONIFICABLES
• Terpenos
• Esteroides
• Prostaglandinas
09/04/2015
David Alberto Pacheco Montoya
4
Àcids grassos
Característiques i classificació
Són molècules formades per una llarga cadena
hidrocarbonada lineal, amb un nombre parell
d'àtoms de carboni, el darrer dels quals constitueix un
grup carboxil, també anomenat grup àcid.
2. Ácidos grasos: saturados
• No tienen dobles enlaces.
• Suelen ser sólidos a
temperatura ambiente.
03/10/11
David Alberto Pacheco Montoya
6
Es coneixen uns setanta àcids grassos, que es poden
classificar en dos grups:
Saturats tan sols tenen enllaços simples entre els àtoms
de carboni, i les cadenes hidrocarbonades són lineals
(Ex. mirístic, el palmític i l'esteàric).
Insaturats tenen un o diversos enllaços dobles a la
cadenes hidrocarbonada i les seves molècules presenten
colzes, amb canvis de direcció, als llocs on hi ha un doble
enllaç entre àtoms de carboni (Ex. l'oleic i el linoleic).
2. Ácidos grasos: insaturados
• Tienen uno o más dobles enlaces.
• Generalmente líquidos a
temperatura ambiente.
09/04/2015
David Alberto Pacheco Montoya
11
1,54 A
110º
120º
120º
1
120º
2a
3a
3b
O
30,1 Aº
2b
C
110º
O
O–H
123º
C
O–H
Carboni
Oxigen
Hidrògen
Figura 1. (1) Model molecular d’un àcid gras amb bolles i varilles; (2) Àcid esteàric, (2a) model compacte, (2b) fórmula esquemàtica; (3) Àcid oleic, (3a) model compacte, (3b) fórmu
ÀCIDS GRASOS
SATURATS
Nom
Mirístic
Palmític
Esteàric
Lignocè
ric
Fórmula
CH3 – (CH2)12 – COOH
CH3 – (CH2)14 – COOH
CH3 – (CH2)16 – COOH
CH3 – (CH2)22 – COOH
Punt de
fusió (ºC)
53,9
63,1
69,6
86,0
INSATURATS
Nom
Oleic
Linoleic
Fórmula
CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
CH3 – (CH2)4 – CH = CH – CH2 – CH = CH –
(CH2)7 – COOH
Punt de
fusió (ºC)
13,4
- 5,0
Propiedades físico-químicas de los
ácidos grasos
Son moléculas anfipáticas por tener una
zona polar (grupo carboxilo) y otra
apolar (cadena carbonada).
Interacciones de Van
der Waals entre zonas
apolares.
Zona polar
Cabezas
polares
C
O
HO
Cadena
alifática
apolar
OH
O
C
Zona apolar
O
HO
Enlaces de
hidrógeno
entre zonas
polares.
C
OH
O
C
Reaccionan con los alcoholes formando ésteres.
Cuanto menor grado de insaturación y mayor
longitud de la cadena, mayor punto de fusión.
09/04/2015
David Alberto Pacheco Montoya
17
Propietats químiques dels àcids grassos
Es comporten com a àcids moderadament forts.
Fet que els permet dur a terme reaccions:
•En l'esterificació un àcid gras s'uneix, amb el grup
carboxil a un alcohol per mitjà d'un enllaç covalent; es
forma un èster i s'allibera una molècula d'aigua.
•La saponificació és una reacció típica dels àcids
grassos, en el qual reaccionen amb àlcalis i donen lloc a
una sal d'àcid gras, que s'anomena sabó.
Esterificación y saponificación
R1
COOH + HO
CH2
R1
CO
O
CH2
R2
COOH + HO
CH
R2
CO
O
CH
R3
CO
O
CH2
+ 3 H2O
Esterificación
R3
COOH + HO
CH2
Ácidos grasos + Glicerina
R1
CO
O
CH2
R2
CO
O
CH
Triacilglicerol
+ 3 Na OH
R1
CO
O
Na
R2
CO
O
Na
R3
CO
O
Na
+
CH2
HO
CH
HO
CH2
HO
Saponificación
R3
CO
O
Triacilglicerol
CH2
Sales de los ácidos grasos
+
Glicerina
Actúan disgregando la
mancha de grasa o aceite
formando pequeñas
micelas en las que las
partes hidrofóbicas
(apolares) rodean la
grasa y las partes
hidrofílicas (polares,
debido al grupo
carboxilato) quedan
expuestas hacia el agua.
De esta manera, se forma
una emulsión (gotas
cargadas negativamente)
que son arrastradas por
el agua en forma de
diminutas partículas.
Propietats físiques dels àcids grassos
b
•La solubilitat. Els àcids grassos de 4 i 6 carbonis són solubles en
aigua, però a partir de 8 carbonis són pràcticament insolubles.
El grup carboxil (-COOH) s’ionitza molt poc, essent el seu pol
hidròfil molt dèbil.
Quan més llarga és la cadena hidrocarbonada, que és lipòfila, més
insolubles són en aigua i més solubles en dissolvents polars.
•El punt de fusió. Els àcids grassos tendeixen a agrupar-se perquè
entre els trams lipòfils de les cadenes es formen enllaços de
van der Waals.
Com que per fondre'ls cal trencar aquests enllaços i
separar-ne les molècules, en els àcids grassos saturats, com més alt és
el nombre de carbonis, més enllaços cal trencar, més energia
calorífica
s'ha de desgastar i, per tant, més alt és el punt de fusió.
b
Formació de ponts d’hidrogen (en vermell) i forces de Van der
Waalls entre molècules d’àcids grassos saturats.
ÀCIDS GRASOS
SATURATS
Nom
Mirístic
Palmític
Esteàric
Lignocè
ric
Fórmula
CH3 – (CH2)12 – COOH
CH3 – (CH2)14 – COOH
CH3 – (CH2)16 – COOH
CH3 – (CH2)22 – COOH
Punt de
fusió (ºC)
53,9
63,1
69,6
86,0
INSATURATS
Nom
Oleic
Linoleic
Fórmula
CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
CH3 – (CH2)4 – CH = CH – CH2 – CH = CH –
(CH2)7 – COOH
Punt de
fusió (ºC)
13,4
- 5,0
Lípids amb àcids grassos o saponificables
Tots són esters d'àcids grassos i un alcohol o un aminoalcohol.
Lípids simples
Són saponificables, en la composició química dels quals tan sols
intervé carboni, hidrogen i oxigen. Hi ha dos grups:
· Acilglicèrids. Formats per l'esterificació d'una, dues o tres
molècules d'àcids grassos amb una molècula de glicerina
(propanotriol). També reben el nom de glicèrids o greixos simples.
Segons els nombre d'àcids grassos que formen la molècula
dels acilglicèrids, es distingeixen tres tipus d'aquests lípids:
o monoacilglicèrids
o diacilglicèrids
o triacilglicèrids
acilglicéridos
Se forman por la esterificación de la glicerina con una, dos o tres moléculas de
ácidos grasos.
CH3
(CH2 )14 COOH + HO
CH 2
CH3
(CH2 )14 CO
O
CH 2
CH3
(CH2 )14 COOH + HO
CH
CH3
(CH2 )14 CO
O
CH
CH3
(CH2 )14 COOH + HO
CH 2
CH3
(CH2 )14 CO
O
CH 2
Ácido palmítico
+ Glicerina
Las grasas en mamíferos se
acumulan en adipocitos.
+ 3 H 2O
Tripalmitina
Al perderse los grupos hidroxilo, en
la esterificación, los acilglicéridos son
32
moléculas apolares.
•Si presenta com a mínim un àcid gras insaturat,
aquest acilglicèrid és líquid i rep el nom d'oli.
•Si els àcids grassos són saturats, és sòlid i rep el
nom de saïm o greix.
•Tots són insolubles en aigua.
•Els triacilglicèrids no tenen polaritat, també
s'anomenen greixos neutres.
Las grasas
proporcionan
alrededor de seis
veces más
energía metabólica
que un peso igual de
glucógeno.
El contenido en grasa
de las personas
normales (21 % en
hombres, 26 % en
mujeres) les permite
sobrevivir en ayuno
de dos a tres meses
Además la apolaridad de
las grasas facilita mucho
su almacenamiento en
forma anhidra (cosa que
no ocurre con el
glucógeno, que se
moviliza más fácilmente).
En los animales, los
adipocitos son células
especializadas en la
síntesis y
almacenamiento de
TAGs, concentrándose
en el tejido adiposo
Cèrids. S'obtenen per esterificació d'un àcid gras
amb un alcohol monovalent de cadena llarga.
També es poden trobar barrejats amb àcids grassos lliures i
esteroides, com en la cera d'abella, l'espermaceti de les
balenes, la lanolina o cera protectora de la llana, el cerumen
del conducte auditiu, etc.
Los alcoholes constituyentes de las ceras también tienen un
número par de átomos de carbono, que oscila entre 16 y 34
Dos de las ceras más comunes son la de carnauba, de origen
vegetal, que se utiliza como cera para suelos y automóviles; y la
lanolina (en la que el componente alcohólico es un esteroide)
que se utiliza en la fabricación de cosméticos y cremas.
Las ceras son blandas y moldeables en caliente, pero duras en
frío. En las plantas se encuentran en la superficie de los tallos y
de las hojas protegiéndolas de la pérdida de humedad y de los
ataques de los insectos. En los animales también actúan como
cubiertas protectoras y se encuentran en la superficie de las
plumas, del pelo y de la piel.
Lípids complexos: fosfolípids i glicolípids.
1- Fosfolípids.
Glicerol + 2 Ac.grasos + altres molècules.
Són saponificables, en l'estructura molecular també
hi ha nitrogen, fòsfor, sofre o un glúcid.
Constitueixen la doble capa lipídica de les
membranes citoplasmàtiques, també s'anomenen
lípids de membrana.
Tots ells presenten una zona apolar i una polar, són
anfipàtics.
Presenten un àcid ortofosfòric a la zona polar.
Els fosfolípids es divideixen en:
1.1- Fosfoglicèrids. Estan formats per
l'esterificació d'un àcid fosfatídic amb un
alcohol o aminoalcohol.
1.2- Els Fosfoesfingolípids estan formats per
la unió d'un àcid gras i una esfingosina, conjunt
que s'anomena ceramida, al qual s'uneix un
grup fosfat i un aminoalcohol. El
fosfoesfingolípid més abundant és
l'esfingomielina.
1.1- Fosfoglicèrids. Estan formats per l'esterificació d'un àcid
fosfatídic amb un alcohol o aminoalcohol.
Los fosfolípidos: fosfoglicérido
Son los principales componentes de las membranas biológicas.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
GRUPO FOSFATO
AMINOALCOHOL O
POLIALCOHOL
O
OH
P
OH
O
CH 2
CH
O
O
C
CH 2
CH 2
...
C
CH 2
CH 2
...
GLICERINA
CH 2 O
O
CH
CH
...
CH 2
CH 3
...
CH 2
CH 2
CH 3
ÁCIDOS GRASOS
Sustituyentes de los fosfolípidos
Según el alcohol que se una al ácido fosfatídico, se tienen
diferentes fosfoglicéridos:
•Fosfatidilcolina o lecitina. Posee el aminoalcohol
colina.
•Fosfatidiletanolamina o cefalina. Posee el
aminoalcohol etanolamina.
•Fosfatidilserina. Posee el aminoalcohol serina.
•Fosfatidilinositol. Posee el alcohol inositol.
•Fosfatidilglicerol. Posee el alcohol glicerol; si el
grupo OH esterifica otra molécula de ácido
fosfatídico se origina el difosfatidilglicerol o
cardiolipina (característico de las mitocondrias de
las células musculares cardíacas).
Principales fosfoglicéridos
1.2- Fosfoesfingolípids estan formats per la unió
d'un àcid gras i una esfingosina, conjunt que s'anomena
ceramida, al qual s'uneix un grup fosfat i un aminoalcohol
Esfingolípidos: Esfingomielinas
Son un tipo de esfingolípidos cuyo grupo polar puede ser fosfocolina o
fosfoetanolamina.
Se encuentran
fundamentalmente
en la vaina de
mielina que rodea
las fibras nerviosas
Els fosfolípids posseeixen un comportament anfipàtic, ja que
presenten una zona polar, formada pel grup fosfat unit a un
alcohol o un aminoalcohol, i una zona lipòfila en la qual hi ha
dos àcids grassos. Aquest comportament amfipàtic els permet
formar les bicapes lipídiques, estructura bàsica de les membranes
cel·lulars.
Comportamiento de los fosfolípidos en
medio acuoso
Los fosfolípidos, cuando se encuentran en medio acuoso, pueden formar las siguientes estructuras:
Región
hidrofóbica
MICELAS
En la superficie externa se
sitúan las cabezas polares
interaccionando con la fase
acuosa.
Las colas apolares se sitúan
en el interior.
Cabezas
polares
BICAPAS
Bicapa de fosfolípidos
Separan dos medios acuosos.
En el laboratorio se pueden
obtener liposomas que
dejan en el interior un
compartimento acuoso.
Agua
Agua
Los fosfolípidos en las membranas biológicas
El carácter anfipático de los fosfolípidos es fundamental en la formación de las membranas biológicas.
Cabezas polares
de fosfolípidos
Colas glucídicas
polares
Colas apolares
de fosfolípidos
Colesterol
Las colas polares
interaccionan entre
sí por Fuerzas de
Van der Waals
Las cabezas polares
interaccionan mediante
puentes de hidrógeno
con el agua
Proteínas
2- Glicolípids.
Són lípids complexos formats per la unió d'una
ceramida i un glúcid.
Igual que els fosfoesfingolípids, posseeixen
esfingosina, però no tenen un grup fosfat i
perquè, en lloc d'un alcohol, presenten un glúcid.
cerebròsid
Es troben formant part de les bicapes lipídiques de
les membranes citoplasmàtiques de totes les
cèl·lules, especialment les neurones del cervell.
Grups:
o cerebròsids són molècules en les quals
una cadena glucídica que pot tenir entre un
i quinze monosacàrids s'uneix a la ceramida.
o gangliòsids són molècules en les
quals la ceramida s'uneix a un
oligosacàrid complex en el qual sempre
cerebròsid
Monosacàrid: glucosa o galactosa
Lípids sense àcids grassos o
insaponificables
Els terpens o isoprenoides.
Són molècules lineals o cícliques formades
per la polimerització de l'isoprè.
Es classifiquen segons el nombre de
molècules d'isoprè que contenen:
6. Isoprenoides o Terpenos
Químicamente son derivados del isopreno y se clasifican
según el número de moléculas de isopreno que los forman.
MONOTERPENOS
TRITERPENOS
DITERPENOS
TETRARPENOS
POLITERPENOS
 Monoterpens (2 molècules), algunes essències
vegetals
(EX. Metanol de la menta, el limonè de la llimona
i el geraniol del gerani).
 Diterpens (4 molècules), el fitol, alcohol que
forma part de la clorofil·la, i les vitamines A, E i
K.
 Tetraterpens
i
carotenoides, que són
pigments fotosintètics. Es divideixen en carotens,
de color vermell, i xantofil·les, de color groc. Els
carotenoides són precursors de la vitamina A.
 Entre els politerpens, el cautxú.
CLASIFICACIÓN DE LOS TERPENOS
Nombre
nº de isoprenos que
componen la molécula
Función
Ejemplo
Monoterpenos
2
Aromas y esencias.
Geraniol, mentol.
Sesquiterpenos
3
Intermediario en la síntesis del colesterol.
Farnesol.
Ditepenos
4
Forman pigmentos y vitaminas.
Fitol, vitamina A, E, K.
Triterpenos
6
Intermediario en la síntesis del colesterol.
Escualeno.
Tetraterpenos
8
Pigmentos vegetales.
Carotenos, xantofilas.
Politerpenos
n
Aislantes.
Látex, caucho.
Els esteroides:
Deriven
de
l'esterà
perhidrofenantrè.
CH3
CH3
o
ciclopentà
Hi ha 2 Grups:
Esterols. Posseeixen un grup hidroxil
unit al carboni 3 i una cadena alifàtica en
el carboni 17 (ex. El colesterol, els àcids
biliars, les vitamines D i l'estradiol).
Hormones esteroides. Es
caracteritzen per la presència d'un àtom
d'oxigen unit al carboni 3 per mitjà d'un
doble enllaç.
Hi ha dos grups d'hormones derivades de
l'esterà: les hormones suprarenals i les
hormones sexuals.
- Hormonas suprarrenales: aldosterona y
cortisol.
- Hormonas sexuales: Testosterona,
progesterona y estrogenos.
Esteroides
Son derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno
ESTEROLES
HORMONAS ESTEROIDEAS
ÁCIDOS BILIARES
La vitamina D es un heterolípido insaponificable del grupo de
los esteroides. Se le llama también vitamina del raquitismo ya
que su déficit provoca esta enfermedad. Es una provitamina
soluble en grasas y se puede obtener de dos maneras:
•Mediante la ingesta de alimentos que contengan esta
vitamina, por ejemplo: la leche y el huevo.
•Por la transformación del colesterol o del ergosterol
(propio de los vegetales) por las radiaciones solares.
Hay varias formas de esta vitamina: la vitamina D2 se deriva
del ergosterol en la dieta, mientras que la vitamina D3 se
deriva del colesterol vía 7-dehidrocolesterol.
Los rayos ultravioletas de la luz solar son los responsables de
la producción de ambas formas de vitamina.
Les prostaglandines:
La molècula bàsica és el prostanat, constituït per vint
carbonis que formen un anell ciclopentà i dues cadenes
alifàtiques.
Es sintetitzen a partir dels àcids grassos insaturats que formen
part dels fosfolípids de les membranes cel·lulars.
Se pueden resumir las funciones de las
prostaglandinas en tres puntos:
•Intervienen en la respuesta inflamatoria:
vasodilatación, aumento de la permeabilidad de
los tejidos permitiendo el paso de los leucocitos,
antiagregante plaquetario, estímulo de las
terminaciones nerviosas del dolor...
Provocan la contracción de la musculatura
lisa. En el semen humano hay cantidades
pequeñas de prostaglandinas para favorecer la
contracción del útero .Del mismo modo, son
liberadas durante la menstruación, para
favorecer el desprendimiento del endometrio.
Así, los dolores menstruales son tratados
muchas veces con inhibidores de la liberación
de prostaglandinas.
Intervienen en la regulación de la
temperatura corporal.
Controlan el descenso de la presión arterial
Funcions dels lípids
 De reserva. Són la principal reserva energètica de
l'organisme. Un gram de greix produeix 9,4 kcal en
les reaccions metabòliques d’oxidació, mentre que
els pròtids o els glúcids només produeixen 4,4 kcal
/ g.
 Estructural. En la cèl·lula, els lípids formen les
bicapes
lipídiques
de
les
membranes
citoplasmàtiques i de les membranes dels orgànuls
cel·lulars. Compleixen aquesta funció els
fosfolípids, els glucolípids, el colesterol, etc.
Als òrgans, recobreixen estructures i donen
consistència, com la cera dels cabells.
Altres tenen funció tèrmica, com els
acilglicèrids, que s’emmagatzemen en
teixits adiposos d’animals que viuen a
climes freds.
Altra funció estructural dels lípids és la
protecció mecànica, com la dels teixits
adiposos situats en la planta del peu i la
palma de la mà de l’home
Biocatalitzadora. Són substàncies que
possibiliten o afavoreixen les reaccions
químiques que es produeixen en els éssers vius.
Compleixen aquesta funció les vitamines
lipídiques, les hormones esteroidees i les
prostaglandines.
El transport dels lípids des de l'intestí fins al
lloc on s'utilitzen o fins al teixit adipós, on
s'emmagatzemen, es realitza mitjançant l’emulsió
dels lípids gràcies als àcids biliars i els proteolípids,
associacions de proteïnes específiques amb
triacilglicèrids, colesterol, fosfolípids, etc., que
permeten el seu transport per la sang i la limfa.
TABLA RESUMEN DE LOS LÍPIDOS
INSAPONIFICABLES
SAPONIFICABLES
TIPO
NATURALEZA QUÍMICA
FUNCIÓN
ÁCIDOS GRASOS
Ácidos orgánicos monocarboxílicos
saturados o insaturados.
Precursores de otros lípidos.
ACILGLICÉRIDOS
Glicerina esterificada con uno, dos o tres
ácidos grasos.
Reserva energética y aislante.
CERAS
Ésteres de un ácido graso y un
monoalcohol ambos de cadena larga.
Protección y revestimiento.
FOSFOLÍPIDOS
Glicerina esterificada con un grupo
fosfato, unido a su vez a un aminoalcohol
o polialcohol y dos ácidos grasos.
Formación de membranas
biológicas.
ESFINGOLÍPIDOS
Una ceramida unida a un grupo polar.
Membranas biológicas,
especialmente en el sistema
nervioso.
TERPENOS
Derivados de la polimerización del
isopreno.
Pigmentos y vitaminas.
ESTEROIDES
Derivados del
ciclopentanoperhidrofenantreno.
Vitaminas, hormonas y
ácidos biliares
PROSTAGLANDINAS
Derivados de fosfolípidos con ácidos
grasos poliinsaturados.
Muy diversas.