Lípidos: qué son, características, ejemplos, estructura, función
¿Qué son los lípidos?
Los lípidos son un importante grupo de macromoléculas orgánicas, de las que forman a todos los seres vivos. Las grasas, los aceites y las ceras son algunos ejemplos de lípidos. Comparten la característica de que son parcialmente insolubles en agua (hidrofóbicos) y bastante solubles en solventes no polares como el éter, el benceno, la acetona, el cloroformo, entre otros.
Los lípidos, como otras moléculas orgánicas, están compuestos principalmente por átomos de carbono, de hidrógeno y de oxígeno, pero generalmente se caracterizan por ser parcialmente insolubles en agua.
Entre sus funciones más importantes destacan la formación de las membranas celulares, la señalización celular y el almacenamiento de energía.
Muy a menudo escuchamos que para mantener una buena salud y alimentarse adecuadamente hay que consumir pocas grasas, por lo que generalmente asociamos a estos compuestos con enfermedades o aspectos muy negativos para nuestra salud.
Sin embargo, las grasas son fundamentales para el funcionamiento de todos los seres vivos, y muchas de ellas deben ser adquiridas por los seres humanos a partir de alimentos como las semillas, los aceites, los frutos secos, los vegetales y ciertos productos de origen animal.
Características y estructura de los lípidos
– Generalmente son moléculas anfipáticas: tienen una región polar, hidrofílica, soluble en agua y otra región apolar, hidrofóbica e insoluble en agua.
– Están compuestos, en su mayoría, por cadenas de átomos de carbono unidos por enlaces simples, dobles o triples (lineales o cíclicas) y átomos de hidrógeno, en uno de cuyos extremos suele haber un grupo químico conocido como grupo carboxilo, que les da una característica ácida (se llaman ácidos grasos).
– Tienen altos pesos moleculares, por lo que también tienen elevados puntos de fusión.
– Los principales tipos de enlaces por medio de los cuales se unen estas moléculas entre sí son puentes de hidrógeno e interacciones de van der Waals.
– Algunos lípidos se encuentran como líquidos a temperatura ambiente, pero otros pueden hallarse como sólidos cristalinos.
– Son moléculas solubles en compuestos orgánicos como el alcohol, el cloroformo, la acetona, etc., pero parcialmente insolubles en agua.
– Suelen ser moléculas sin carga iónica, incoloras, inodoras e insaboras.
-Los lípidos poseen un alto peso molecular que les confiere un elevado punto de fusión Es más alto en los lípidos que contienen mayor cantidad de átomos de carbono. Pero este punto de fusión disminuye cuando los lípidos poseen ácidos grasos con cadenas hidrocarbonadas insaturadas.
Función de los lípidos
Los lípidos forman un grupo de moléculas muy diverso, tanto desde el punto de vista estructural como respecto a sus funciones. Funcionalmente hablando, estas moléculas cumplen algunos papeles importantes:
Formación de membranas biológicas
Todos los seres vivos sobre la biosfera están compuestos por órganos y tejidos que, a su vez, están formados por miles de millones de células. Las células, entonces, son las unidades básicas de los seres vivos y podemos decir que son la estructura viva más pequeña que existe.
Independientemente del tipo de célula de que se trate, todas las células son estructuras separadas del medio que las rodea por una membrana que conocemos como membrana plasmática.
Para algunos organismos unicelulares como las bacterias y las arqueas, por ejemplo, la membrana plasmática es la única membrana que los caracteriza, mientras que para otros organismos, como los animales, las plantas y los hongos, las células tienen complejos sistemas de compartimentos membranosos en su interior.
Cualquiera sea el tipo de membrana al que nos refiramos, estas estructuras que funcionan en la separación de los ambientes intracelular y extracelular están formadas por capas ordenadas de distintos lípidos y proteínas asociadas.
Almacenamiento de energía
Para la mayor parte de los animales vertebrados y para algunos animales invertebrados, los lípidos representan una fuente muy especial de almacenamiento de energía, es decir, forman compuestos que, al ser procesados metabólicamente, liberan grandes cantidades de energía útil para realizar distintas funciones celulares.
En los mamíferos como nosotros, los seres humanos, las moléculas lipídicas más empleadas para el almacenamiento de energía se llaman triglicéridos. Los triglicéridos están formados por tres cadenas de ácidos grasos (un tipo de molécula muy común en ciertos lípidos) unidas a una molécula de glicerol (de 3 átomos de carbono).
Desde el punto de vista energético, los triglicéridos contienen mucha más energía que los carbohidratos y es por esta razón que son la principal fuente de almacenamiento energético.
En los animales que hibernan, por ejemplo, los triglicéridos se acumulan en tejidos grasos (adiposos) en grandes cantidades, de modo que ayudan a mantener con vida a estos animales durante el período donde no suelen alimentarse muy seguido.
Señalización intracelular
Además de las funciones anteriores, los lípidos también participan en procesos muy importantes para todas las células: la comunicación entre el medio externo y el medio interno.
Algunos lípidos presentes en las membranas celulares pueden servir como mensajeros químicos que comunican mensajes a través de la célula y generan las respuestas necesarias para mantener la homeostasis interna y adaptarse al ambiente local.
En nuestro cuerpo, muchos ácidos grasos participan en la mediación de importantes procesos neurológicos, especialmente en lo que tiene que ver con la propagación de las ondas de despolarización en las neuronas.
Otras funciones
Los lípidos también son componentes esenciales para muchas reacciones, bien sea como parte integral de una enzima o como transportadores de electrones.
Algunos organismos se valen de lípidos en la superficie de sus membranas para absorber luz, mientras que hay lípidos que son fundamentales para la asociación de proteínas a las membranas celulares, bien sean periféricas o integrales.
Ciertas hormonas esenciales en los seres humanos están formadas por lípidos o son derivadas de estos, como por ejemplo las hormonas esteroideas: la hormona sexual femenina estrógeno, la hormona sexual masculina testosterona, entre otras.
Los lípidos, además, le sirven a algunos animales para flotar y para aislar sus cuerpos de las bajas temperaturas.
Tipos de lípidos
El grupo de los lípidos es sumamente diverso y heterogéneo, por lo que su clasificación suele ser un poco confusa. Una de las formas más sencillas de separarlos es en base a su estructura, con lo que existen los lípidos simples, los complejos y los asociados.
Lípidos simples
Son aquellos compuestos por gliceroles, ésteres y ácidos grasos. A este grupo pertenecen las grasas y las ceras.
Las grasas pueden ser sólidas o líquidas a temperatura ambiente; el aceite, por ejemplo, es una grasa líquida. Muchas ceras, en cambio, son sólidas a temperatura ambiente, como la cera de las abejas, por ejemplo.
Cuando una grasa se hidroliza, generalmente libera ácidos grasos y moléculas de glicerol y cuando una cera se hidroliza los productos liberados son ácidos grasos y alcoholes de cadena larga.
Lípidos compuestos
Los lípidos compuestos son aquellos lípidos que forman parte de compuestos más grandes, unidos a moléculas que no necesariamente tienen características lipídicas: azúcares, proteínas, grupos nitrogenados, etc.
Los representantes más importantes de este grupo son los fosfolípidos, los glucolípidos y las lipoproteínas. Los fosfolípidos, por ejemplo, son parte fundamental de la estructura básica de la mayor parte de las membranas biológicas.
Cuando un fosfolípido es hidrolizado, los productos que se liberan son ácidos grasos, glicerol, ácido fosfórico y alcoholes nitrogenados. Los glucolípidos, por otra parte, están formados por ácidos grasos, glicerol o esfingosina y moléculas de carbohidratos (azúcares).
Finalmente, las lipoproteínas son proteínas que están unidas a porciones lipídicas de distinta naturaleza.
Lípidos asociados
Son macromoléculas lipídicas muy grandes como pigmentos, vitaminas liposolubles y esteroles. Muchos de estos lípidos son empleados para almacenar energía.
Ejemplos de lípidos
En la naturaleza hay cientos de ejemplos interesantes de lípidos y, a continuación, veremos algunos de ellos:
Ceras
Las ceras son un tipo de lípido muy importante; generalmente cumplen funciones de protección. Las plantas producen ceras en sus hojas para evitar perder agua por evaporación y nuestros oídos contienen un tipo de cera que funciona en la protección de nuestros órganos auditivos frente a la introducción de partículas o microorganismos. Las ceras son muy impermeables al agua.
Triglicéridos
Los triglicéridos son una fuente muy importante de energía para los animales mamíferos. Consisten en una molécula de glicerol, que tiene 3 átomos de carbono, a la cual se unen tres moléculas de ácidos grasos de distintos números de átomos de carbono.
Grasas
Las grasas como las contenidas en los frutos secos, en las semillas de algunos vegetales y en la carne de algunas frutas como las aceitunas o los aguacates, son lípidos muy importantes para los seres humanos.
El aceite que se extrae de la carne del coco, por ejemplo, es rico en distintos tipos de lípidos como el ácido láurico (de 12 carbonos), el ácido mirístico (de 14 carbonos) y el ácido palmítico (de 16 carbonos).
Fosfolípidos
Los fosfolípidos son de los lípidos más importantes para los seres vivos. Estas moléculas son las que forman el bloque principal de las membranas biológicas.
Están compuestas por un esqueleto de glicerol esterificado a dos moléculas de ácidos grasos y a un grupo fosfato que puede unirse a distintos grupos adicionales. La fosfatidilcolina, la fosfatidiletanolamina y el fosfatidilinositol son buenos ejemplos de fosfolípidos.
Esteroides
Otro ejemplo de lípidos son los esteroides. Los esteroides naturales están presentes en el cuerpo y pueden incluir al colesterol, que es el tipo más común, el estrógeno, la testosterona, las sales biliares encontradas en la bilis intestinal, y el cortisol, químico segregado por el cuerpo.
El colesterol es un lípido de tipo esterol que, a diferencia de los fosfolípidos, tiene una estructura cíclica y no lineal de átomos de carbono. Esta molécula es fundamental para las membranas de las células animales, ya que proporciona cierta fluidez o solidez en determinadas circunstancias.
Ácido palmítico
Es un ácido graso saturado de cadena larga (16 átomos de carbono). Es la principal sustancia de reserva de los animales vertebrados y es producido endógenamente por lipogénesis.
Este ácido graso sirve como molécula base para la síntesis de otros compuestos. Además, la oxidación de 1 solo mol de este compuesto produce cerca de 2,59 moles de ATP, lo que representa un gran aporte de energía para los vertebrados, especialmente en contraste con la oxidación de carbohidratos y proteínas.
Esfingomielina
Se encuentra en la membrana celular de todos los organismos y muchos estudios se han enfocado en su función y estructura, puesto que también forman parte de la vaina de mielina que recubre a los axones de las neuronas en los animales.
La esfingomielina pertenece al grupo de los esfingolípidos y, en el ser humano, este es el esfingolípido más abundante de todo el cuerpo. Se caracteriza por su esqueleto de esfingosina, que está unido mediante un enlace amida a un grupo polar que por lo general es la fosfatidiletanolamina.
Estrógeno
La llamada hormona femenina es un lípido; es producida primariamente por los ovarios y es responsable por el mantenimiento de las características sexuales secundarias femeninas.
Testosterona
La llamada hormona masculina es un lípido; es producida primariamente por los testículos y es responsable por el mantenimiento de las características sexuales secundarias masculinas.
Vitaminas
Las vitaminas solubles en agua son lípidos; la mayoría de ellas son almacenadas en el hígado o en otros órganos del cuerpo. Como por ejemplo la vitamina A, vitamina D, vitamina E o Vitamina K.
Referencias
- Brady, S. (2011). Basic neurochemistry: principles of molecular, cellular, and medical neurobiology. Academic press.
- Ha, C. E., & Bhagavan, N. V. (2011). Essentials of medical biochemistry: with clinical cases. Academic Press.
- Litwack, G. (2017). Human biochemistry. Academic Press.
- Nelson, D., & Cox, M. Lehninger. (2000). Principles of biochemistry, 3.
- Sargent, J. R., Tocher, D. R., & Bell, J. G. (2003). The lipids. In Fish nutrition (pp. 181-257). Academic Press.