Lipidos: funciones

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomolecular) compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.

Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides).

Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:

• Son insolubles en agua

• Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.

Una característica básica de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades biológicas es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lipídos se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C . La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente y su momento dipolar es mínimo. El agua, al ser una molécula muy polar, con gran facilidad para formar puentes de hidrógeno, no es capaz de interaccionar con estas moléculas. En presencia de moléculas lipídicas, el agua adopta en torno a ellas una estructura muy ordenada que maximiza las interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando a la molécula hidrofóbica al interior de una estructura en forma de jaula, que también reduce la movilidad del lípido. Todo ello supone una configuración de baja entropía, que resulta energéticamente desfavorable. Esta disminución de entropía es mínima si las moléculas lipídicas se agregan entre sí, e interaccionan mediante fuerzas de corto alcance, como las fuerzas de Van der Waals. Este fenómeno recibe el nombre de efecto hidrofóbico.

Constituyentes importantes de la alimentación (aceites, manteca, yema de huevo), representan una importante fuente de energía y de almacenamiento, funcionan como aislantes térmicos, componentes estructurales de membranas biológicas, son precursores de hormonas (sexuales, corticales), ácidos

Funciones de los lípidos

FUNCION ENERGETICA

Los lípidos (generalmente en forma de triacilgiceroles) constituyen la reserva energética de uso tardío o diferido del organismo. Su contenido calórico es muy alto (10 Kcal/gramo), y representan una forma compacta y anhidra de almacenamiento de energía.

A diferencia de los hidratos de carbono, que pueden metabolizarse en presencia o en ausencia de oxígeno, los lípidos sólo pueden metabolizarse aeróbicamente

RESERVA DE AGUA

Aunque parezca paradójico, los lípidos representan una importante reserva de agua. Al poseer un grado de reducción mucho mayor el de los hidratos de carbono, la combustión aerobia de los lípidos produce una gran cantidad de agua (agua metabólica). Así, la combustión de un mol de ácido palmítico puede producir hasta 146 moles de agua (32 por la combustión directa del palmítico, y el resto por la fosforilación oxidativa acoplada a la respiración). En animales desérticos, las reservas grasas se utilizan principalmente para producir agua (es el caso de la reserva grasa de la joroba de camellos y dromedarios).

PRODUCCION DE CALOR

En algunos animales hay un tejido adiposo especializado que se llama grasa parda o grasa marrón. En este tejido, la combustión de los lípidos está desacoplada de la fosforilación oxidativa, por lo que no se produce ATP, y la mayor parte de la energía derivada de la combustión de los triacilgliceroles se destina a la producción de calor.

En los animales que hibernan, la grasa marrón se encarga de generar la energía calórica necesaria para los largos períodos de hibernación. En este proceso, un oso puede llegar a perder hasta el 20% de su masa corporal.

FUNCION ESTRUCTURAL

El medio biológico es un medio acuoso. Las células, a su vez, están rodeadas por otro medio acuoso. Por lo tanto, para poder delimitar bien el espacio celular, la interfase célula-medio debe ser necesariamente hidrofóbica. Esta interfase está formada por lípidos de tipo anfipático, que tienen una parte de la molécula de tipo hidrofóbico y otra parte de tipo hidrofílico. En medio acuoso, estos lípidos tienden a autoestructurarse formando la bicapa lipídica de la membrana plasmática que rodea la célula.

En las células eucariotas existen una serie de orgánulos celulares (núcleo, mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, etc.) que también están rodeados por una membrana constituida, principalmente por una bicapa lipídica compuesta por fosfolípidos. Las ceras son un tipo de lípidos neutros, cuya principal función es la de protección mecánica de las estructuras donde aparecen.

FUNCION INFORMATIVA

Los organismos pluricelulares han desarrollado distintos sistemas de comunicación entre sus órganos y tejidos. Así, el sistema endocrino genera señales químicas para la adaptación del organismo a circunstancias medioambientales diversas. Estas señales reciben el nombre de hormonas. Muchas de estas hormonas (esteroides, prostaglandinas, leucotrienos, calciferoles, etc) tienen estructura lipídica.

En otros casos, los lípidos pueden funcionar como segundos mensajeros. Esto ocurre cuando se activan las fosfolipasas o las esfingomielinasas e hidrolizan glicerolípidos o esfingolípidos generando diversos compuestos que actúan como segundos mensajeros (diacilgliceroles, ceramidas, inositolfosfatos, etc) que intervienen en multitud de procesos celulares.

FUNCION CATALITICA

Hay una serie de sustancias que son vitales para el correcto funcionamiento del organismo, y que no pueden ser sintetizadas por éste. Por lo tanto deben ser necesariamente suministradas en su dieta. Estas sustancias reciben el nombre de vitaminas. La función de muchas vitaminas consiste en actuar como cofactores de enzimas (proteínas que catalizan reacciones biológicas). En ausencia de su cofactor, el enzima no puede funcionar, y la vía metabólica queda interrumpida, con todos los perjuicios que ello pueda ocasionar. Ejemplos son los retinoides (vitamina A), los tocoferoles (vitamina E), las naftoquinonas (vitamina K) y los calciferoles (vitamina D).

Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:

• Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.

• Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos.

• Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

• Función transportadora. El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.

Clasificación de los lípidos

La saponificación es la reacción química que se utiliza para formar jabones a partir de grasas. Consiste en un ataque con una base fuerte, que rompe las moléculas de las grasas más habituales en el tejido adiposo animal, los triglicéridos, para dar lugar a sales de ácidos grasos, que gracias a su naturaleza anfipática, actúan como detergentes. Dicha reacción ha dado nombre a todo un grupo de compuestos lipídicos, que tienen en común estar formados por ácidos grasos y otras sustancias, lo que hace posible que reaccionen de este modo.

LÍPIDOS SAPONIFICABLES

•  Los lípidos saponificables son los lípidos que contienen ácidos grasos en su molécula y producen reacciones químicas de saponificación. A su vez los lípidos saponificables se dividen en:

• Lípidos simples: Son aquellos lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Estos lípidos simples se subdividen a su vez en: Acilglicéridos o grasas (cuando los acilglicéridos son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites) y Céridos o ceras.

• Lípidos complejos: Son los lípidos que además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares: Fosfolípidos y Glicolípidos.

Funciones de los lípidos saponificables

Los ácidos grasos y los triacilglicéridos tienen como función prioritaria servir como reserva de energía, tanto en animales como en vegetales. En estos últimos, pueden acumularse como gotas de aceite, especialmente en ciertas semillas oleaginosas, mientras que en los animales se acumulan en un tejido especial, el adiposo, que también contribuye a su segunda función: la de aislante térmico. Gracias a su baja conductividad térmica los lípidos evitan la pérdida de calor corporal. El tejido adiposo de los animales forma una capa continua, situada por debajo de la epidermis, que reduce al mínimo el enfriamiento, razón por la cual los animales de zonas frías poseen un adiposo más desarrollado. Los ácidos grasos insaturados, y los triacilglicéridos que los contienen, son aislantes especialmente buenos, lo que explica que estos compuestos se encuentren sobre todo en animales procedentes de climas fríos.Las grasas contribuyen al mantenimiento del calor de otra forma distinta: en algunos casos, los organismos queman lípidos exclusivamente para producir calor. Es el caso de la grasa parda, especialmente abundante en los recién nacidos.Los lípidos complejos, los glicerolípidos y los esfingolípidos, desempeñan fundamentalmente una función estructural, ya que son los componentes mayoritarios de las membranas biológicas.Por último, las ceras actúan como impermeabilizantes.

Lípidos no saponificables

LIPIDOS INSAPONIFICABLES son Aquellos lípidos que no forman jabones porque carecen de ácidos grasos se dividen en terpenos Y esteroides

TERPENOS Polímeros formados por la condensación de pocas unidades de ISOPRENO. son Polimerización lineal Polimerización cíclica CLASIFICACIÓN Monoterpenos: 2 Isoprenos Diterpenos: 4 Isoprenos Triterpenos: 6 Isoprenos Tetraterpenos: 8 Isoprenos Politerpenos: múltiples Isoprenos

MONOTERPENOS Lípidos formados por la condensación de dos isoprenos son ejemplos limoneno geraniol se encuentran en vegetales son volátiles. aromas. Mentol

DITERPENOS Lípidos formados por la condensación de cuatro isoprenos son pueden ser pigmentos dobles enlaces conjugados es la causa de los pigmentos vitaminas (a, e) (e) componentes de

TRITERPENOS Lípidos formados por la condensación de seis isoprenos son son precursores en la síntesis del colesterol (observación de una ruta metabólica) ruta metabólica

TETRATERPENOS Lípidos formados por la condensación de OCHO isoprenos son son PIGMENTOS B-caroteno, pigmento naranja de la zanahoria y precursor de la vitamina A Color amarillo de las hojas en otoño Color rojo del tomate (¡Dobles enlaces conjugados!)

POLITERPENOS Lípidos formados por la condensación de MÚLTIPLES isoprenos son son Enormes cadenas hidrocarbonadas insaturadas

ESTEROIDES Derivados del CICLOPENTANOPERHIDROFENANTRENO. son Se diferencian en los sustituyentes que hay en el anillo (ver círculos)

ESTEROIDES ESTEROLES OH en C3 Cadena hidrocarbonada en C17

COLESTEROL Regula la fluidez de la membrana. A mayor cantidad mayor rigidez. Se transporta en sangre mediante LIPOPROTEÍNAS. Es precursor de hormonas esteroideas El exceso de los ésteres de colesterol de las LDL se puede depositar en las paredes de las arterias.

VITAMINA D Regula la absorción de fósforo y calcio en el organismo. Se forma a partir del colesterol. su carencia provoca el raquitismo. ESTEROIDES HORMONAS ESTEROIDEAS Hidrófobas – Atraviesan membranas

ESTEROIDES ÁCIDOS BILIARES Compuestos de 24 C Di o tri hidroxilados Se fabrican en el hígado y se almacenan en la vesícula biliar (forman sales). Vertidos en el intestino emulsionan las grasas. colico – desoxicólico. (ácido cólico) (Emulsión)

ESTEROIDES

PROSTAGLANDINAS Son derivados de fosfolípidos que contienen ácido araquidónico funciones vasodilatadores intervienen en inflamación, fiebre, etc estimulan la secreción de mucus interviene en la coagulación contraen la musculatura lisa

Los tipos de grasas que intervienen en la alimentación

Recordemos, las grasas son lípidos saponificables simples, sólidos a temperatura ambiente o líquidos en cuyo caso se llaman aceites. Puede ser:

• Grasas saturadas: Son aquellas grasas que están formadas por ácidos grasos saturados (tienen todos los enlaces completos por H). Aparecen por ejemplo en el tocino, en el sebo, etcétera. Este tipo de grasas es sólido a temperatura ambiente. Son las grasas más perjudiciales para el organismo.

• Grasas insaturadas: Son grasas formadas por ácidos grasos insaturados (tienen uno o más enlaces sin completar con H) como el oleico o el palmítico. Son líquidas a temperatura ambiente y comúnmente se les conoce como aceites. Pueden ser por ejemplo el aceite de oliva o el de girasol. Son las más beneficiosas para el cuerpo humano.

Existe una regla en la dieta para el consumo de las grasas: "Las de origen vegetal son más beneficiosas que las de origen animal, y las poliinsaturadas son más beneficiosas que las saturadas". Hay unas grasas beneficiosas para el organismo porque disminuyen el nivel del llamado "colesterol malo". El colesterol es un lípido presente en el plasma sanguíneo y en los tejidos de los vertebrados, su exceso se asocia con enfermedades cardiovasculares. Es transportado por dos proteínas LDL (Lipoproteína de baja densidad) y HDL (Lipoproteína de alta densidad). Nos referimos a los aceites llamados "omega-3" y "omega-6". El efecto beneficioso es debido a que con su ingesta disminuye la concentración de LDL y aumenta la de HDL (con las grasas saturadas se produce el efecto contrario). Las lipoproteínas de alta densidad (HDL) pueden retirar el colesterol de las arterias y transportarlo al hígado para su excreción. Las lipoproteínas de baja densidad (LDL) transportan el colesterol a las arterias, si su nivel es más alto que el de HDL el colesterol tenderá a fijarse en las arterias, de ahí que se les conozca como "colesterol bueno" al HDL y "colesterol malo" al LDL.

Importancia para los organismos viviente

Las vitaminas A, D, E y K son liposolubles, lo que significa que solo pueden ser digeridas, absorbidas y transportadas junto con las grasas. Las grasas son fuentes de ácidos grasos esenciales, nutrientes que no se pueden sintetizar en el cuerpo humano. Las grasas juegan un papel vital en el mantenimiento de una piel y cabellos saludables, en el aislamiento de los órganos corporales contra el shock, en el mantenimiento de la temperatura corporal y promoviendo la función celular saludable. Además, sirven como reserva energética para el organismo. Las grasas son degradadas en el organismo para liberar glicerol y ácidos grasos libres.

El contenido de grasas de los alimentos puede ser analizado por extracción. El método exacto varía según el tipo de grasa a analizar. Por ejemplo, las grasas poliinsaturadas y monoinsaturadas son analizadas de forma muy diferente.

Las grasas también pueden servir como un tampón muy útil de una gran cantidad de sustancias extrañas. Cuando una sustancia particular, sea química o biótica, alcanza niveles no seguros en el torrente sanguíneo, el organismo puede efectivamente diluir (o al menos mantener un equilibrio) estas sustancias dañinas almacenándolas en nuevo tejido adiposo. Esto ayuda a proteger órganos vitales, hasta que la sustancia dañina pueda ser metabolizada y/o retirada de la sangre a través de la excreción, orina, desangramiento accidental o intencional, excreción de sebo y crecimiento del pelo.

Es prácticamente imposible eliminar completamente las grasas de la dieta, y, además, sería equivocado hacerlo. Algunos ácidos grasos son nutrientes esenciales, significando esto que ellos no pueden ser producidos en el organismo a partir de otros componentes y por lo tanto necesitan ser consumidos mediante la dieta. Todas las demás grasas requeridas por el organismo no son esenciales y pueden ser producidas en el organismo a partir de otros componentes.

Los fosfolípidos

Son lípidos que se caracterizan por tener en su composición química ácido fosfórico. Son los componentes estructurales de las membranas celulares y de parte de determinados tejidos, como los que forman parte de las vainas de mielina de las neuronas y las que forman parte de las células del músculo cardiaco.

Los fosfolipidos no son esencialmente abundantes en la dieta, encontrándose en determinaos alimentos. Sin embargo su consumo aumenta ya que se utilizan frecuentemente como emulsionantes en la fabricación de margarinas, quesos y otros alimentos comercializados.

El colesterol

Pertenece al grupo de los esteroles; es común en muchos alimentos y tiene múltiples funciones muy importantes, como son:

• Formar parte de la membrana celular

• Formar parte de distintas hormonas femeninas

• Ser precursor de la vitamina D

• Y precursor de ácidos biliares

En los vegetales no existe colesterol, el aportado en la dieta proviene de alimentos de origen animal. Pero además del aportado por la dieta, el organismo sintetiza colesterol en distintos órganos, de manera especial en el hígado, esto implica que su síntesis está asegurada y no hace falta su aporte en la dieta.

Requerimientos nutricionales en la dieta de la persona con diabetes

Son muy semejantes a las recomendadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para las personas sin diabetes que quieren seguir estando sanas, y son:

• El reparto puede variar de una persona a otra, pero no sobrepasar el 30% de las calorías diarias

• Las grasas saturadas deben ser menos del 10 %

• Las grasas poliinsaturadas también deben ser menos del 10 %

• La cantidad de las monoinsaturadas está relacionada con el porcentaje de los hidratos de carbono y, entre ambos, debe estar entre el 60 y el 70% de las calorías totales

• El colesterol ingerido debe ser menor a 300 mg. Diarios

Los lípidos tienen unas propiedades físicas y químicas que le confieren unas características específicas y con múltiples aplicaciones en la práctica diaria.

Las propiedades físicas son:

1) La untuosidad y la plasticidad. Sus aplicaciones prácticas son:

• El sabor: Los cuerpos grasos envuelven a las partículas de los alimentos durante la masticación y favorecen el contacto con las papilas gustativas. Mejoran así el sabor de las preparaciones en las que son incorporados

• Friabilidad. La grasa da a la masa de harina una mayor friabilidad. Ésta es mayor si se usan ácidos grasos insaturados y tienen una concentración suficiente del resto de los ingredientes y de la manipulación de la masa (un exceso aumenta la dureza)

2) Solventes en los líquidos

• Los lípidos son insolubles en agua, pero sí en solventes orgánicos. Esto se utiliza en laboratorios, como el éter, para valorar el contenido de los lípidos de los alimentos

3) Emulsiones. Es la capacidad de los lípidos para formar partículas pequeñas menores de una micra, en otro líquido. Sus aplicaciones prácticas son:

• Realización de emulsiones inestables, que se destruyen espontáneamente al cabo de un tiempo. El aliño de la ensalada de aceite y vinagre

• Realización de emulsionas estables. Para realizar en cocina salsa emulsionada, el prototipo es la salsa mayonesa. La estabilidad de estas salsas depende de: el grado y método de batido, la forma de añadir los ingredientes, la temperatura y los ingredientes empleados

• Digestión. Para ser digeridos, los lípidos necesitan ser emulsionados por la bilis, que juega el papel de emulsionante

4) Punto de Fusión: El punto de fusión de los lípidos depende del contenido de la mezcla de triglicéridos que contiene. En general las grasas no pueden sufrir un punto de fusión superior a 43º, pues entonces serían mal digeridas. Los aceites se funden a 10º, las mantequillas a 20º y las grasas a 40º. Aplicaciones prácticas:

• Preparaciones Culinarias: El diferente punto de fusión de las grasas sirve para obtener preparados para untar, para pastelería y para cocción

• Extracción de los cuerpos grasos: Para obtener productos con menor contenido en grasa

• Digestión: Las grasas son más fáciles de digerir cuanto más bajo es el punto de fusión respecto a la temperatura corporal

Las propiedades químicas son:

1) Acción del Calor. El calor produce numerosas modificaciones y sus aplicaciones prácticas son:

• Las Frituras. Éstas tienen como objetivo llevar a los alimentos a una temperatura de 170 º para caramelizar el almidón y mejorar el gusto. Para obtener una buena fritura hay que tener en cuenta: evitar el sobrecalentamiento, elegir la materia grasa adecuada, limitar el tiempo de calentamiento y garantizar la seguridad

2) Hidrogenación: Modificando sus propiedades nutricionales. Aplicaciones Practicas:

• Fabricación de jabones

• Enranciamiento hidrolítico para dar sabor y olor característicos

Bibliografía

Bioquímica de Harperhttp://www.monografias.com/trabajos16/lipidos/lipidos#ixzz37glCtmN

Donatelle, R. J. Health, The Basics. 6th ed. San Francisco: Pearson Education, Inc. 2005.

ASESORA: MC. ING. MIRIAM VILCA ARANA

AUTORA :

NOEMI CRUZ RAFAEL