Lípidos: Estructura y Funciones Biológicas

Funciones de los Lípidos

Los lípidos son biomoléculas esenciales que cumplen diversas funciones vitales en el organismo:

Función de Reserva Energética

Los lípidos son la principal reserva energética del organismo: un gramo (g) de grasa produce 9.4 kcal. Esta gran cantidad de energía (E) se debe en gran parte a la oxidación de los ácidos grasos en las mitocondrias. Esta función la realizan principalmente los acilglicéridos y los ácidos grasos. Si la energía solo se pudiera almacenar en forma de glúcidos o proteínas, el organismo pesaría mucho más, ya que los glúcidos se almacenan hidratados.

Función Estructural

Forman las bicapas lipídicas de las membranas plasmáticas y de los orgánulos celulares. Esta función es realizada por:

• Fosfoglicéridos
• Fosfoesfingolípidos
• Glucoesfingolípidos
• Colesterol

Función Protectora

Los lípidos recubren estructuras y ofrecen protección:

• Protección superficial: Recubren la superficie del organismo (ceras).
• Protección térmica: Aislante (tejido adiposo animal).
• Protección mecánica: Amortiguación (tejido adiposo de la planta del pie o mano).

Función Reguladora y Biocatalizadora

Algunos lípidos intervienen en la síntesis de biocatalizadores y reguladores biológicos, como:

• Vitaminas lipídicas
• Hormonas lipídicas (esteroides)
• Prostaglandinas

Función Transportadora

El transporte de lípidos desde el intestino hasta su destino se realiza por emulsión, gracias a los ácidos biliares y los proteolípidos (asociaciones de proteínas específicas con triacilglicéridos, colesterol y fosfoglicéridos), que permiten su transporte por sangre y linfa.

Nota: Los ácidos grasos esenciales son aquellos que el organismo no puede sintetizar, por lo que deben obtenerse obligatoriamente de la dieta.

Glúcidos (Carbohidratos)

Glúcidos: Definición y Composición

Los glúcidos son biomoléculas constituidas por cadenas formadas por Carbono (C), Oxígeno (O) e Hidrógeno (H), generalmente en la proporción (CH₂O)n. Se les denomina azúcares porque muchos de ellos son dulces, o también hidratos de carbono.

Estructuralmente, son átomos de C unidos a grupos alcohólicos o hidrófilos (–OH) y a radicales H (–H). En todos los glúcidos hay un grupo carbonilo (un C unido a un O por un doble enlace). Este grupo carbonilo puede ser:

• Un grupo aldehído (–CHO), dando lugar a un polihidroxialdehído.
• Un grupo cetónico (–CO), que da lugar a una polihidroxicetona.

Monosacáridos

Son glúcidos constituidos por una sola cadena que presentan entre 3 y 6 átomos de C.

Propiedades Físicas

Son sólidos cristalinos, blancos, hidrosolubles y dulces. Su solubilidad en H₂O se debe a los radicales (–OH) y (–H), ya que se establecen fuerzas de atracción eléctrica (puentes de hidrógeno) entre ellos y las moléculas de H₂O, que también son polares.

Propiedades Químicas

Los monosacáridos presentan las siguientes capacidades:

• Oxidación: Son capaces de perder electrones (e⁻) ante otras sustancias que los aceptan, reduciéndose y liberando energía.
• Aminación: Pueden asociarse a grupos amino (–NH₂).
• Reacciones con ácidos: Pueden incorporar grupos fosfato y grupos sulfato, por lo cual pueden contener átomos de Nitrógeno (N), Azufre (S) y Fósforo (P).
• Polimerización: Pueden unirse con otros monosacáridos.

El Reactivo de Fehling y el Poder Reductor

Su capacidad de oxidarse se utiliza para identificar su presencia y valorar su concentración. Se comprueba si reducen o no el reactivo de Fehling, una disolución de color azul de sulfato de cobre en H₂O.

Los grupos cetónicos o aldehído, al oxidarse y pasar a un grupo ácido (–COOH), desprenden e⁻ que son captados por los iones Cu²⁺. Cuando estos iones ganan e⁻ (se reducen), pasan a iones Cu⁺, los cuales forman Cu₂O. El Cu₂O es insoluble y da un precipitado de color rojizo. El cambio de color de azul a rojo revela la presencia de estos glúcidos reductores.

Enlace O-Glucosídico

Este enlace tiene lugar entre el grupo hidroxilo del carbono anomérico del primer monosacárido y cualquier hidroxilo del segundo monosacárido. Quedan enlazados por un átomo de O y se desprende una molécula de H₂O. Hay dos tipos, según si el C del segundo monosacárido es o no anomérico:

Enlace Monocarbonílico

Se establece entre el carbono anomérico del primer monosacárido y un C no anomérico del segundo. El disacárido resultante conserva un carbono anomérico libre, por lo que es capaz de reducir el reactivo de Fehling. Ejemplos: Maltosa, Celobiosa, Lactosa.

Enlace Dicarbonílico

Se establece entre los dos carbonos anoméricos de ambos monosacáridos. El disacárido resultante no tiene poder reductor, ya que ambos carbonos anoméricos están ocupados. Ejemplo: Sacarosa.

Disacáridos

Son el resultado de la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico.

Maltosa o Azúcar de Malta

Formada por dos moléculas de D-glucopiranosa unidas mediante un enlace α(1→4). Se encuentra en la cebada y otras semillas. Se obtiene a partir de la hidrólisis del almidón, por tanto, cumple una función energética.

Lactosa

Formada por una molécula de D-galactopiranosa y una molécula de D-glucopiranosa unidas mediante un enlace β(1→4). Se encuentra libre en la leche de los mamíferos, y durante la digestión se hidroliza mediante la enzima lactasa.

Sacarosa

Formada por una molécula de D-glucopiranosa y una D-fructofuranosa unidas mediante un enlace α(1→2). Se encuentra en la caña de azúcar y en la remolacha azucarera. Es el único de los disacáridos mencionados que no tiene poder reductor sobre el reactivo de Fehling, puesto que presenta un enlace dicarbonílico.

Polisacáridos

Glúcidos formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos. Son sólidos amorfos, insolubles (como la celulosa) o forman dispersiones coloidales (almidón), que no tienen sabor dulce y que no reducen el reactivo de Fehling.

Homopolisacáridos

Polímeros constituidos por un solo tipo de monosacárido.

Almidón

Polisacárido de reserva propio de los vegetales que se acumula en forma de gránulos en el interior de los plastos celulares. Las principales fuentes de almidón son las semillas de cereales, las legumbres y los tubérculos. Los gránulos de almidón son insolubles en H₂O fría, pero en caliente los polímeros más pequeños se dispersan en agua, mientras que los mayores permanecen en los gránulos.

Glucógeno

Polisacárido de reserva energética propio de los animales. Se halla almacenado en el hígado y los músculos. Está formado por cadenas de maltosas.

Celulosa

Polisacárido con función de sostén propio de los vegetales, y principal constituyente de su pared celular. La encontramos en los troncos de los árboles. Está formado por cadenas de celobiosas, las cuales se rompen en β-D-glucopiranosa. Estas cadenas se pueden disponer paralelamente uniéndose mediante enlaces de hidrógeno (H).

Los animales no tienen enzimas capaces de romper el enlace β(1→4), por lo que no pueden aprovechar la celulosa como fuente de energía (E).

Quitina

Componente esencial del exoesqueleto de los artrópodos. Son cadenas de N-acetilglucosamina.