LPIDOS Dr. Juan Marlon Garca Armas
Definicin
Esta familia de biomolculas no se define por caractersticas
estructurales sino por la tcnica que se utiliza para aislar a
sus miembros: extraccin con solventes no polares (ter de
petroleo, hexano, benceno. etc.)
Los lpidos se subdividen de manera general segn la
presencia de grupos saponificables:
Lpidos saponificables son compuestos con uno o ms grupos que pueden hidrolizarse o saponificarse. En casi
todos los ejemplos son grupos ster.
Los lpidos no saponificables carecen de grupos que puedan hidrolizarse o saponificarse.
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LPIDOS
Lpidos saponificables Lpidos no saponificables
Ceras
Triacilgliceroles
Grasas Aceites
steres de glicerol
Fosfoglicridos
Plasmalgenos
steres de
esfingosina
Esfingomielina Crebrosidos
Esteroides
Terpenos
Otros
Se desdoblan
mediante NaOH(ac)
No se desdoblan
mediante NaOH(ac)
Slo C, H, O C, H, O, P ,N
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LAS CERAS
Casi todas las ceras son steres de alcoholes monohdricos de cadena larga y
de cidos monocarboxlicos de cadena larga, los cuales tienen nmero par de
tomos de carbono.
En cada una de las unidades de alcohol y de cido pueden incorporarse de 26 a
34 tomos de carbono.
Se encuentran en las capas protectoras de las frutas y de las hojas, as como en
el pelo, plumas y la piel
O C
O
R'R
Unidad de alcohol Unidad acil grasa
Componentes de la cera
LOS TRIACILGLICEROLES
Son las molculas de los lpidos mas abundantes, estos son steres del glicerol y de cidos
monocarboxlicos de cadena larga, cidos grasos. Su principal funcin es almacenar
energa qumica.
H2C
HC
O
H2C O
O
C
C
C
O
O
O
R
R'
R''
Unidad acil grasa
Unidad acil grasa
Unidad acil grasa
G
l
i
c
e
r
o
l
Los cidos grasos que se obtienen de los lipidos de la mayora de las plantas y animales
tienen las siguientes caractersticas:
1. Por lo general son cidos monocarboxlicos, RCOOH
2. El grupo R generalmente es una cadena no ramificada
3. El nmero de tomos de carbono es casi siempre par.
4. El grupo R puede ser saturado (grasas) o pueden tener uno o ms enlaces dobles, los
cuales son cis. Las unidades CH2 se presentan entre enlaces dobles (aceites)
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H2C
HC O
O
H2C O
C(CH2)7CH
C(CH2)14CH3
C(CH2)7CH
O
O
O
CH(CH2)7CH3
CHCH2CH CH(CH2)4CH3
Glicerol
Carbono
quiral Unidades de acil
grasos
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS TRIACILGLICEROLES
1. Hidrlisis de los triacilgliceroles
HC
H2C
H2C
O
O
O
C(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
C(CH2)14CH3
C(CH2)7CH=CHCH2CH=CH(CH2)4CH3
O
O
O
+ H2Oenzima
HC
H2C
H2C
OH
OH
OH
Glicerol
HO
HO
HO
C(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
C(CH2)14CH3 C(CH2)7CH=CHCH2CH=CH(CH2)4CH3
O
O O
+
Ac. Oleico
Ac. palmtico
+
Ac. linolenico
Durante la digestin, los trigliceroles se hidrolizan. Las enzimas que se encuentran en el tracto digestivo del hombre y los animales catalizan la hidrlisis de las uniones ster de los triacilgliceroles
H2C
HC O
O
H2C O
C
C
C
O
O
O
R
R
R
+ 3 H2OEnzima
H2C
HC OH
OH
H2C OH
HO
HO
HO
C
C
C
O
O
O
R
R
R
+
Triacilglicerol Glicerol cidos grasos
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2. Saponificacin de los triacilgliceroles: Jabones
HC
H2C
H2C
O
O
O
C(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
C(CH2)14CH3
C(CH2)7CH=CHCH2CH=CH(CH2)4CH3
O
O
O
+ 3NaOH(ac) HC
H2C
H2C
OH
OH
OH
Glicerol
O-
-O
-O
C(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
C(CH2)14CH3 C(CH2)7CH=CHCH2CH=CH(CH2)4CH3
O
O O
+
Oleanato de sodio
Palmitato de sodio
+
Linoleinato de sodio
Na+
Na+
Na+
La saponificacin de las uniones ster en los triacilgliceroles curre por la accin de una base fuerte:
NaOH o KOH, produce glicerol y una mezcla se sales de cidos grasos. Estas sales son jabones
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Los jabones adoptan en medio
acuoso estructuras micelares en
equilibrio con formas libres. Las
grandes micelas esfricas pueden
incluir en su interior grasas
neutras, por lo que los jabones
tienen poder detergente. Los
jabones se clasifican como
tensioactivos, es decir, son
agentes con actividad superficial.
Los jabones rebajan la tensin
superficial del agua. Esta
disminucin permite que la
solucin del jabn penetre en la
trama del tejido, aumentando as
su capacidad de lavado.
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3. La Hidrogenacin de aceites vegetales produce mantecas slidas para
pasteleria
Aceite vegetal + H2/ Cat. margarina
R-CH=CH-CH2-CH=CH-COOH + H2/Cat R-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
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LOS CIDOS GRASOS
Los cidos grasos en los seres vivos son generalmente cidos
carboxlicos no ramficados, saturados e insaturados, con un
nmero par de tomos de carbono entre 12 y 24.
CH3(CH2)nCOOH
Frmula general de un cido graso saturado
CH3(CH2)nCH=CH(CH2)nCOOH
Frmula general de un cido graso insaturado
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Composicin promedio de los cidos grasos (%)
Tipo Grasa o
aceite
Acido
mirstico
cido
palmtico
cido
esterico
cido
oleico
cido
linoleico
Otros
Grasas
animales
Mantequilla 8-15 25-29 9-12 18-33 2-4 a
Lardo 1-2 25-30 12-18 48-60 6-12 b
Sebo de res 2-5 24-34 15-30 35-45 1-13 b
Aceites
vegetales
Olivo 0-1 5-15 1-4 67-84 8-12
Cacahuate _ 7-12 2-6 30-60 20-38
Maz 1-2 7-11 3-4 25-35 50-60
Semilla de
algodn 1-2 18-25 1-2 17-38 45-55
Soya 1-2 6-10 2-4 20-30 50-58 c
Semilla de
linaza - 4-7 2-4 14-30 14-25 d
Aceites
de origen
marino
Ballena 5-10 10-20 2-5 33-40 - e
Pescado 6-8 10-25 1-3 - - e
Acidos grasos obtenidos de las grasas y aceites neutros
a Tambin, 3 a 4% de cido butrico, 1 a 2% de ac. Caprlico, 2 a 3% de ac. Cprico, 2 a 5% de ac. Larico
b Tambin 1% de ac. linolnico
c Tambin, 5 a 10% de ac. linolnico
d Tambin, 45 a 60% de ac linolnico
e Grandes porcentajes de otros cidos grasos altamente insaturados
Nombre No de
enlaces
dobles
No total
de
carbonos
Estructura
To de
fusin
(oC)
cido
palmitoleico 1 16 32
cido oleico 1 18 4
cido linolico 2 18 -5
cido
linolenico 3 18 -11
cido
araquidnico 4 20 -50
CH3(CH2)5CH CH(CH2)7COOH
CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOH
CH3(CH2)4CH CHCH2CH CH(CH2)7COOH
CH3CH2CH CHCH2CH CHCH2CH CH(CH2)7COOH
CH3(CH2)4CH CHCH2CH CHCH2CH CHCH2CH CH(CH2)3COOH
cidos grasos insaturados comunes
Los aceites vegetales se designan como insaturados debido a que en sus grupos acilos provienen
en mayor cantidad de acidos grasos insaturados (poseen del tipo CIS). Las unidades acil grasas
saturadas de los cidos palmticos y esterico son mucho ms comunes en las grasas animales
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CH3
CH2
CH
CH
Designacionomega ()
(resto delcido graso)
Las propiedades de los cidos grasos son aquellas que
poseen los compuestos grupos carboxilo, enlaces dobles
(cuando estn presentes) y cadenas hidrocarbonadas
largas.
Por lo que estos son insolubles en agua y solubles en
disolventes no polares.
Se neutralizan con bases y forman sales.
Pueden esterificarse.
Aquellos que tienen grupos alquenos reaccionan con el
bromo y capturan hidrgeno en presencia de un
catalizador.
Un pequeo de grupo de cidos grasos, los cidos omega-3
es tema de debate cientficos por el valor de los aceites de
pescado o de origen marino en la dieta
Las prostaglandinas son una familia de cidos grasos poco
comn que provienen del cido araquidnico, los cuales
tienen 20 carbonos, anillos de cinco miembros y presentan
una gran variedad de efectos en el organismos
COOH
COOH
HO
HO OH
cido araquidnico
PGF1
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FOSFOLPIDOS
Los fosfolpidos son
steres de glicerol o de
esfingostina, el cual es un
amino alcohol dihdrico
de cadena larga y con un
enlace doble.
Las molculas de
fosfolpido tienen
porciones muy polares o
inicas adems de
cadenas hidrocarbonadas
largas
G
L
I
C
E
R
O
L
Unidad acil grasa
Unidad acil grasa
Fosfato
CH3(CH2)12CH=CHCH-CH-CH2-OH
OH NH2
Esfingocina
CH2
CH
RCOO
RCOO
H2C OPO
O
O-
G
CH2
CH
RCOO
RCOO
H2C OPO
O
O-
Estructura Gral de Fosfoglicrido Grupo fosfatidilo
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HC
CH2
O
CH2
O
O
C
O
R
C
O
R'
P
O
OH
O
cido fosfatdico
G
L
I
C
E
R
O
L
Unidad acil grasa
Unidad acil grasa
Fosfato Aminoalcohol
Componentes de los fosfoglicridos
HOCH2CH2N(CH3)3 HOCH2CH2NH2 HOCH2CHCOO
-
NH3+
+
Colina (catin) Etanolamina Serina (aminocido)
HC O
H2C
H2C
O C
O
R
C
O
R'
O P
O
OCH2CH2NH3+
O-
Cefalina
HC O
H2C
H2C
O C
O
R
C
O
R'
O P
O
OCH2CH2N(CH3)3+
O-
Fosfatidilcolina
CC
O
O
O
O
CH2
CH2
CH2 O P
O-
O
O CH2CH2 N
CH3
CH3
CH3
+
Cola no polar
(regin hidrofbica) Cabeza ionica
(regin hidroflica)
+-
Estructura de la fosfatidilcolina
Cola Cabeza
Diagrama esquemtico de una molcula de fosfatidilcolina
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ESFINGOLPIDOS HC
CH
OHHCH3C(H2C)12HC
H2N
H2C OH
Esfingosina
Los esfingolpidos son una clase de
fosfolpidos que no contienen glicerol, son
compuestos derivados de la esfingosina,
un amino alcohol complejo.
ESFINGOMIELINAS
Las estingomielinas tienen un enlace
amdico con el tomo de nitrgeno de la
esfingosina y un grupo fosfato unido a
un grupo colina localizado en el tomo
de carbono terminal. Las esfingomielinas
tienen su funcin principal en el cerebro
y en el tejido nervioso, sin embargo, se
encuentran en todo el cuerpo,
incluyendo la sangre
HC
CH
OHHCH3C(H2C)12HC
RCONH
H2C OPOCH2CH2N(CH3)3
O
O-
fosfatocolina
Amida
Esfingosina
EsfingosinaESFINGOMIELINA
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TERPENOS
Son molculas formadas por condensacin de unas pocas
unidades de isopreno. Son frecuentes en los aceites
esenciales de plantas.
Qumicamente, la mayora son hidrocarburos (pineno,
limoneno) aunque algunos contienen funciones oxidadas
(alcanfor). A este grupo pertenecen algunos terpenoides de
inters fisiolgico por su carcter de vitaminas o coenzimas
como el retinol (vitamina A), el -tocoferol (vitamina E), la
vitamina K y coenzima Q.
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CAROTENOIDES
Son derivados octaprenoides que constituyen multitud de pigmentos vegetales, como
las de la zanahoria (-caroteno) o el tomate (cantaxantina).
El -caroteno es un precursor de la vitamina A. En los animales, los carotenoides se almacenan en el
panculo adiposo, con lo que la piel queda coloreada. Por ello, la cantaxantina se utiliza como cosmtico
bronceador de administracin oral. La lutena (3,3' -dihidroxi-a-caroteno) da su color amarillo caracterstico
al cuerpo lteo del ovario, y se haya tambin en muchas fuentes de origen vegetal
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Diterpeno: Taxol
Sesquiterpenos: Sesquiterpenlactona
Triterpenos
ESTEROIDES
Son lpidos isoprenoides
relacionados con el anillo
ciclopentanoperhidrotenantreno,
llamado tambin esterano.
Los esteroides contienen esta
estructura fundamental en diversos
grados de dehidrogenacin, y con
diversas cadenas laterales y grupos
funcionales sustituyentes (hidroxilo,
oxo y carbonilo).
La existencia de cuatro anillos
condensados determina mltiples
posibilidades de isomera cis-trans,
como se detalla en el caso ms
sencillo de la decalina.
La actividad biolgica de estos
compuestos est muy vinculada a su
estructura espacial especfica
A B
C D12
3
45
6
7
8
9
10
11
12
13
1415
16
17
18
19
H
H
H
HA B
A
B
Trans-decalina Cis-decalina
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a. Esteroles
Se haya hidroxilado en el C-3 y posee 27 tomos de carbono
HO
1
5
12
15
20
21
23
2526
27HO
1
5
20
21
23
26
27
28
Colesterol Ergosterol
b.- cidos y sales biliares.
Los cidos biliares son esteroides cuyos anillos A y B estn en posicin cis.
El cido biliar ms importante es el clico (3, 7, 12-trihidroxicolnico).
CH3
CH3
H
HO
COOH1
5
12
15
HOH
OH
H
OH
OH
OH
COOHAcido Clico
3
7
12
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CH3
CH3
H
H
OH
OH
OH
3
7
12
O
NH
COO-Na
+
Una sal biliarH2N
O
OH
H2N
O
OH
Taurina
Glicina
Los cidos biliares, por conjugacin con los aminocidos glicina o taurina, forman los
correspondientes cidos glicoclicos y tauroclicos. Las sales (sdicas, potsicas, etc) de
estos cidos glicoclicos y taurococlicos son las llamadas sales biliares. La especial
configuracin cis de los anillos A-B divide a la molcula en dos partes, una superior
hidrofbica y otra inferior hidrofilica. Esta estructura anfiptica confiere a las molculas de las
sales biliares su tpico carcter detergente, es decir, su capacidad de emulsionar grasas.
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c. Hormonas Esteroideas.
Son sustancias producidas por glndulas endocrinas, que se distribuyen por el torrente sanguneo y ejercen
funciones de regulacin metablica en tejidos especficos Funcionalmente se pueden distinguir cuatro familias de
hormonas esteroideas:
- gestgenos - corticoides - andrgenos - estrgenos
Gestgenos son hormonas femeninas implicadas en
el ciclo menstrual, que adquieren particular
importancia durante el embarazo, el ms
caracterstico es la progesterona (4-pregnen-3.20-
diona).
Corticoides, segregados por la corteza suprarrenal, cuya
accin preferente tiene lugar, segn su estructura, sobre
el metabolismo hidrosalino o sobre el de los glcidos. El
cortisol es un corticoide con accin preferente sobre el
metabolismo glcido.
O
O20
21
O
OHOH2C
HO OH
Progesterona Cortisol
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Andrgenos, son las hormonas virilizantes,
como ejemplo en la especie humana se cita
la testosterona (17-hidroxi-4-androsten-3-
ona).
Estrgenos son hormonas femeninas
implicadas sobre todo en la primera fase del
ciclo menstrual, un estrgeno tpico es el
estradiol (13,5-estradien-3,17 -diol).
O
OH
HO
OHHO
Testosterona Estradiol
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Estn emparentadas metablicamente con los cidos grasos poliinsaturados
(provienen de la dieta). Qumicamente, las prostaglandinas se consideran
derivadas de un hipottico cido prostanoico, de 20 tomos de carbono, con un
anillo pentagonal entre C8 y Cl2
PROSTAGLANDINAS
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