Los lípidos
El aceite vegetal con el que Valentina fríe las papas para el lomo saltado y la manteca de chancho que usa su abuela en Huancayo para el chicharrón están hechos, en esencia, del mismo tipo de molécula: un triglicérido. A temperatura ambiente, uno fluye y la otra es sólida. ¿Qué detalle minúsculo de su estructura explica la diferencia? Este apartado recorre la familia de moléculas insolubles en agua que llamamos lípidos y vuelve al final a esa pregunta.
Qué son los lípidos
Si mezclas aceite con agua en un vaso, nunca se integran: el aceite sube y forma una capa aparte. Esa conducta es lo que une a todos los lípidos.
Se pueden clasificar de dos maneras. Según su polaridad, hay lípidos no polares (triglicéridos, ceras, colesterol), totalmente hidrófobos, y lípidos polares o anfipáticos (fosfolípidos), con una cabeza que sí se lleva bien con el agua.
También se clasifican según una prueba de laboratorio: la saponificación, que consiste en calentar el lípido con una base fuerte (NaOH) y obtener jabón.
| Grupo | Criterio | Ejemplos |
|---|---|---|
| Saponificables | Tienen ácidos grasos unidos por enlaces éster, que la base puede romper y así se forma jabón | Triglicéridos, ceras, fosfolípidos |
| No saponificables | No contienen ácidos grasos esterificados | Colesterol y otros esteroides, terpenos, vitaminas liposolubles (A, D, E, K) |
Tres funciones principales
-
Reserva de energía: los triglicéridos del tejido adiposo.
-
Estructural: los fosfolípidos y el colesterol en las membranas celulares; las ceras que recubren hojas y frutos.
-
Reguladora o de señalización: hormonas esteroideas (testosterona, estrógenos) y vitaminas liposolubles.
¿Qué característica común presentan todos los lípidos respecto al agua? Explica el criterio que distingue los lípidos saponificables de los no saponificables y pon un…
¿Qué característica común presentan todos los lípidos respecto al agua? Explica el criterio que distingue los lípidos saponificables de los no saponificables y pon un ejemplo de cada grupo.
Nombra las tres funciones principales de los lípidos en los seres vivos y pon un ejemplo concreto de un lípido que desempeñe cada una de ellas.
Nombra las tres funciones principales de los lípidos en los seres vivos y pon un ejemplo concreto de un lípido que desempeñe cada una de ellas.
Triglicéridos: la reserva energética
Un gramo de grasa almacena más del doble de energía que un gramo de carbohidrato (también llamado hidrato de carbono), y además se guarda sin agua asociada. Por eso el cuerpo (y una semilla de girasol o un maní) usa grasa como reserva compacta. ¿Qué arquitectura molecular lo permite?
¿Por qué almacena tanta energía? Las cadenas son casi todo C–H, es decir, están muy reducidas: al oxidarse en la respiración celular liberan mucha más energía que un carbohidrato, que ya trae oxígeno en su molécula. Y como son apolares, no atraen agua y se guardan de forma compacta.
¿Qué es un triglicérido? Indica qué moléculas se unen para formarlo y qué tipo de enlace se establece entre ellas.
¿Qué es un triglicérido? Indica qué moléculas se unen para formarlo y qué tipo de enlace se establece entre ellas.
Ácidos grasos: saturados e insaturados
Vuelve a la pregunta inicial: ¿por qué el aceite fluye y la manteca de chancho no? La respuesta está en la forma de las cadenas de sus ácidos grasos.
Observa el esquema de dos ácidos grasos, A y B. Indica cuál es saturado y cuál insaturado, señala qué representa el codo marcado con ? y utiliza el modo en que se…
Observa el esquema de dos ácidos grasos, A y B. Indica cuál es saturado y cuál insaturado, señala qué representa el codo marcado con ? y utiliza el modo en que se empaquetan las cadenas para explicar por qué los aceites vegetales son líquidos a temperatura ambiente mientras que las grasas animales suelen ser sólidas.
Durante la hidrogenación industrial parcial de aceites vegetales ricos en ácido oleico (cis-9-octadecenoico) para la elaboración de margarinas, parte de los dobles…
Durante la hidrogenación industrial parcial de aceites vegetales ricos en ácido oleico (cis-9-octadecenoico) para la elaboración de margarinas, parte de los dobles enlaces se isomerizan dando lugar a ácido elaídico (trans-9-octadecenoico).
- a) Compara la geometría espacial de las cadenas hidrocarbonadas del ácido oleico y del ácido elaídico. Explica cómo afecta la isomería cis/trans a la capacidad de empaquetamiento molecular por fuerzas de Van der Waals y predice cuál de los dos ácidos grasos tendrá un punto de fusión superior.
- b) Si las células endoteliales de los vasos sanguíneos incorporan ácido elaídico en lugar de ácido oleico en los fosfolípidos de su membrana plasmática, predice razonadamente el efecto sobre la fluidez de la bicapa a 37 °C y justifica cómo esta alteración puede contribuir, junto con otros factores, a la disfunción endotelial y al desarrollo de placas de ateroma.
Fosfolípidos: moléculas anfipáticas y membranas
Si depositas fosfolípidos sobre la superficie del agua, se alinean solos y forman una película continua. ¿Qué dualidad química los empuja a hacerlo?
Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas. Explica qué significa este término, qué parte de la molécula es hidrófila y cuál hidrófoba, y qué estructura forman…
Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas. Explica qué significa este término, qué parte de la molécula es hidrófila y cuál hidrófoba, y qué estructura forman espontáneamente cuando se encuentran en un medio acuoso.
Un equipo de biotecnología diseña vesículas artificiales (liposomas) para encapsular un fármaco antitumoral hidrosoluble y dirigirlo a través del torrente sanguíneo. Un…
Un equipo de biotecnología diseña vesículas artificiales (liposomas) para encapsular un fármaco antitumoral hidrosoluble y dirigirlo a través del torrente sanguíneo. Un miembro del equipo propone sustituir los fosfoglicéridos de la formulación por triacilgliceroles (triglicéridos), argumentando que «al ser lípidos saponificables más económicos y mucho más insolubles en agua, formarán una bicapa aún más estable e impermeable».
- a) Rebate la propuesta del investigador: justifica a partir de la estructura química y la polaridad de ambas biomoléculas por qué los triglicéridos son incapaces de formar bicapas biológicas y describe qué disposición adoptarán espontáneamente al mezclarse con agua.
- b) Explica el comportamiento anfipático de los fosfolípidos en agua y razona por qué las bicapas que forman tienden a cerrarse espontáneamente formando vesículas esféricas huecas.
- c) Predice qué ocurriría con la integridad de la vesícula si se añade al medio una fosfolipasa A2 (enzima que hidroliza uno de los dos ácidos grasos de cada fosfolípido, generando lisofosfolípidos con una sola cola hidrocarbonada). Justifica la respuesta según la geometría de la molécula resultante.
Ceras y lípidos no saponificables
Hay lípidos que no sirven de reserva ni arman membranas, pero son indispensables: la capa que protege la hoja de un cactus de la costa o de una planta de puna, la molécula de la que parten muchas hormonas.
El colesterol
Aunque tiene mala fama, el colesterol es imprescindible. Se intercala entre los fosfolípidos y regula la fluidez de la membrana animal. Además, es precursor de hormonas esteroideas, de ácidos biliares (que ayudan a digerir grasas) y de la vitamina D. El problema aparece con el exceso en sangre, que se asocia con enfermedad cardiovascular.
El colesterol tiene mala fama, pero es una molécula imprescindible. Indica dos funciones del colesterol en el organismo y explica por qué se clasifica como un lípido no…
El colesterol tiene mala fama, pero es una molécula imprescindible. Indica dos funciones del colesterol en el organismo y explica por qué se clasifica como un lípido no saponificable.
Se comparan las ceras cuticulares de dos especies vegetales emparentadas: la especie A, adaptada a un entorno desértico con temperaturas estivales de 42 °C, y la especie…
Se comparan las ceras cuticulares de dos especies vegetales emparentadas: la especie A, adaptada a un entorno desértico con temperaturas estivales de 42 °C, y la especie B, adaptada a un sotobosque templado y húmedo a 20 °C. Las ceras de la especie A tienen un punto de fusión de 65 °C, mientras que las de la especie B funden a 38 °C.
- a) Describe la composición química general de una cera indicando los componentes que reaccionan y el tipo de enlace resultante. Justifica por qué la cutícula externa está formada por ceras y no por fosfolípidos si el objetivo fisiológico es minimizar la transpiración.
- b) Justifica a nivel molecular a qué diferencias en la estructura de los ácidos grasos o alcoholes de las ceras (longitud de la cadena y saturación) puede atribuirse el mayor punto de fusión de la especie A. Predice qué consecuencia tendría para la planta del desierto poseer las ceras de la especie B durante un día de verano a 40 °C.
Vitaminas
Las vitaminas son compuestos orgánicos que el cuerpo necesita en cantidades muy pequeñas y que casi siempre debe obtener de la dieta. Según su solubilidad se dividen en dos grupos.
| Grupo | Vitaminas | Funciones principales |
|---|---|---|
| Liposolubles (se disuelven en grasa y se almacenan en el hígado y el tejido adiposo) | A, D, E, K | A: visión y piel; D: absorción de calcio y huesos; E: antioxidante; K: coagulación de la sangre |
| Hidrosolubles (se disuelven en agua y se eliminan por la orina) | C y complejo B | C: síntesis de colágeno y antioxidante; B: actúan como coenzimas en el metabolismo |
Como las liposolubles se acumulan, su exceso puede ser tóxico; las hidrosolubles se eliminan con facilidad y hay que consumirlas a diario. Las liposolubles son lípidos no saponificables, porque no tienen ácidos grasos esterificados.
Nombra las tres funciones principales de los lípidos en los seres vivos y pon un ejemplo concreto de un lípido que desempeñe cada una de ellas.
Nombra las tres funciones principales de los lípidos en los seres vivos y pon un ejemplo concreto de un lípido que desempeñe cada una de ellas.
Jabones y detergentes
La saponificación de un triglicérido con NaOH da glicerol y las sales sódicas de los ácidos grasos: los jabones. Cada molécula de jabón es anfipática, con una cabeza carboxilato hidrófila y una cola hidrocarbonada hidrófoba.
Los detergentes son sustancias anfipáticas sintéticas que actúan igual que el jabón. Pueden ser iónicos (cabeza con carga) o no iónicos (cabeza polar sin carga). Se llaman biodegradables cuando los microorganismos pueden degradar su cola; los de cola muy ramificada contaminan el agua con espuma persistente.
Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas. Explica qué significa este término, qué parte de la molécula es hidrófila y cuál hidrófoba, y qué estructura forman…
Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas. Explica qué significa este término, qué parte de la molécula es hidrófila y cuál hidrófoba, y qué estructura forman espontáneamente cuando se encuentran en un medio acuoso.
Resumen
Vuelve al principio: el aceite vegetal es líquido porque sus ácidos grasos insaturados, con codos cis, se empaquetan mal; la manteca de chancho es sólida porque sus ácidos grasos saturados, rectos, se empaquetan bien.