Introducción al estudio de los lípidos. Ácidos grasos y eicosanoides

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1 Introducción al estudio de los lípidos. Ácidos grasos y eicosanoides

2 Concepto de Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .

3 Lípidos - Característica fundamental es la insolubilidad en
agua y la solubilidad en solventes orgánicos - Químicamente, los lípidos son: - Derivados por esterificación y otras modificaciones de ácidos orgánicos monocarboxílicos, llamados ácidos grasos - Derivados por aposición y posteriores modificaciones de unidades isoprenoides

4 Funciones de los lípidos
1. Energética: combustible de alto valor calórico (10 kcal/g) y de uso diferido. Sólo admiten degradación aeróbica (respiración) 2. Estructural: Forman las membranas plasmáticas de todo tipo de seres vivos 3. Informativa: señales químicas como esteroides, prostaglandinas, retinoides, leucotrienos, calciferoles, etc.

5 Saponificación Tejido o producto biológico Extracción con
ClCH3 - C6H14 Fase orgánica Tratamiento con NaOH en caliente Fase acuosa Extracción acuosa Fase orgánica: residuo insaponificable Fase acuosa: componentes de lípidos saponificables

6 Reacción de saponificación

7 Gracias a este comportamiento anfipático los jabones se disuelven en agua dando lugar a micelas monocapas, o bicapas si poseen agua en su interior.

8 También tienen un efecto espumante cuando la monocapa atrapa aire y detergente o emulsionante si contienen pequeñas gotas de lípido.

9 Lípidos saponificables:
R: ácido graso R’: alcohol

10 Lípidos insaponificables
Retinol Colesterol

11 Clasificación I. Lípidos saponificables (lípidos C2)
1. Ácidos grasos y eicosanoides 2. Lípidos neutros 3. Lípidos anfipáticos a. Fosfolípidos b. Glicolípidos II. Lípidos insaponificables (lípidos C5) 1. Esteroides 2. Terpenos

12 El efecto hidrofóbico

13 Ácidos grasos Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).

14 Se conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos :
Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) . Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).

15 Propiedades de los ácidos grasos
Solubilidad. Los ácidos grasos poseen una zona hidrófila, el grupo carboxilo (-COOH) y una zona lipófila, la cadena hidrocarbonada que presenta grupos metileno (-CH2-) y grupos metilo (-CH3) terminales. Por eso las moléculas de los ácidos grasos son anfipáticas, pues por una parte, la cadena alifática es apolar y por tanto, soluble en disolventes orgánicos (lipófila), y por otra, el grupo carboxilo es polar y soluble en agua (hidrófilo). Desde el punto de vista químico, los ácidos grasos son capaces de formar enlaces éster con los grupos alcohol de otras moléculas. Cuando estos enlaces se hidrolizan con un álcali, se rompen y se obtienen las sales de los ácidos grasos correspondientes, denominados jabones, mediante un proceso denominado saponificación.

16

17 Enlaces de hidrógeno en ácidos grasos

18 Ácidos grasos saturados
C2 Acético Etanoico C4 Butírico Butanoico C6 Caproico Hexanoico C8 Caprílico Octanoico C10 Cáprico Decanoico C12 Láurico Dodecanoico C14 Mirístico Tetradecanoico C16 Palmítico Hexadecanoico C18 Esteárico Octadecanoico C20 Araquídico Eicosanoico C22 Behénico Docoeicosanoico C24 Lignocérico Tetraeicosanoico

19 Estructura de los ácidos grasos saturados
Ácido palmítico, C16

20 Ácidos grasos insaturados
C16:1 Palmitoleico 9-cis hexadecenoico C18:1 Oleico 9-cis octadecenoico C18:2 Linoleico 9,12 todo cis octadecadienoico C18:3 Linolénico 9,12,15 todo cis octadecatrienoico C20:4 Araquidónico 5,8,11,14 todo cis eicosatetraenoico

21 Estructura de los ácidos grasos insaturados
Araquidónico Linolénico Linoleico Oleico

22 Ác.linoleico Ác.oleico Ác.linolénico Ác.araquidónico

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25 Enranciamiento de ácidos insaturados

26 Hidroxiácidos grasos

27 Ácidos grasos ramificados

28 Prostaglandinas

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30 Prostaglandina E (PGE)
Prostaglandina F2a (PGF2a)

31 Endoperóxidos de prostaglandina

32 - - Glucocorticoides Lípidos de membrana Fosfolipasa A2 Salicilatos
Ácido araquidónico (C20:4) - Cicloxigenasa Lipoxigenasa PGG2 5-HPETE PGH2 LTA4 PGI2 PGE2 + PGF2a TXA2 LTC4 TXB2

33 Tromboxanos

34 Leucotrieno C4

35 Lípidos simples Son lípidos saponificables en cuya composición química sólo intervienen carbono, hidrógeno y oxígeno.

36 Acilglicéridos Son lípidos simples formados por la esterificación de una,dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples

37 Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:
los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos. Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se producen moléculas de jabón.

38 Ceras Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo , la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora. Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar su panal.

39 10. Lípidos neutros. Lípidos anfipáticos

40 Convención sn- para el glicerol

41 Monoacilgliceroles

42 Diacilgliceroles

43 Triacilgliceroles

44 Ceras

45 Fosfatidil colina o Lecitina
Ácido fosfatídico Colina

46 Fosfatidil etanolamina o cefalina
Fosfatidil serina

47 Difosfatidil glicerol
o cardiolipina

48 Fosfatidil inositol IP3 Fosfatidil inositol bisfosfato

49 Plasmalógeno de colina

50 Esfingomielina

51 Difitanil gliceril éter

52 Lisolecitina Lisocefalina

53 Dodecil sulfato sódico (SDS)
Cetil trimetilamonio (CTA)

54 Esfinganina Esfingosina Ceramida (N-acil esfingosina)

55 (b-galactosil ceramida)
Cerebrósido (b-galactosil ceramida)

56 11. Lípidos isoprenoides

57 Lípidos isoprenoides Formados por aposición de unidades isoprenoides:
Colesterol 11-cis retinal

58 Unión cabeza-cola Unión cola-cola

59 Lípidos isoprenoides: nomenclatura
C5 Monoprenoides Hemiterpenos C10 Diprenoides Monoterpenos C15 Triprenoides Sesquiterpenos C20 Tetraprenoides Diterpenos C30 Hexaprenoides Triterpenos C40 Octaprenoides Tetraterpenos

60 Isopentenol Geraniol Farnesol Escualeno

61 Esteroides Compuestos hexaprenoides estructurados en un
sistema polialicíclico, ciclopentano perhidrofenantreno - Esteroles o alcoholes esteroideos - Calciferoles o vitaminas D - Ácidos biliares - Esteroides hormonales, que incluyen: - Glucocorticoides - Mineralocorticoides - Gestágenos - Estrógenos - Andrógenos

62 Numeración

63 Colestanol Serie allo

64 Coprostanol Serie normal

65 Colesterol

66 Colecalciferol 25-hidroxi colecalciferol

67 Estímulo transcripcional de síntesis de transportador
Colesterol 7-dehidrocolesterol Luz ultravioleta Colecalciferol 1,25 dihidroxi colecalciferol 25-hidroxicolecalciferol 1,25-dihidroxicolecalciferol Estímulo transcripcional de síntesis de transportador intestinal de calcio

68 Ác.cólico Ác.taurocólico Ác.glicocólico

69 (visto por la cara polar)
Ácido cólico (visto por la cara polar)

70 Glucocorticoides Cortisol Mineralocorticoides Aldosterona

71 Gestágenos Progesterona

72 Estrógenos 17-b estradiol

73 Andrógenos Testosterona

74 Terpenos Compuestos poliprenoides no esteroideos, que incluyen:
- Retinoides o vitaminas A - Tocoferoles o vitaminas E - Naftoquinonas o vitaminas K

75 b-caroteno Retinol

76 11-cis retinal todo-trans retinal

77 Unión retinal-opsina

78 El ciclo visual, 1 Opsina 11-cis retinal Rodopsina (11-cis) Retinal
isomerasa hn (cuanto de luz) Impulso nervioso Rodopsina* todo-trans retinal Opsina El ciclo visual, 1

79 + + El ciclo visual, 2 cGMP (canal iónico abierto) cGMP
fosfodiesterasa Rodopsina* Transducina 5’-GMP (canal iónico cerrado) El ciclo visual, 2 Impulso nervioso

80 a-tocoferol

81 Peroxidación en cadena de lípidos O2 Radical libre lipídico, L*
oxigenado, L-O-O* Hidroperóxido L-O-O-H Lípido intacto, L Enranciamiento

82 Naftoquinona Menadiona

83 Dicumarol Ác. g-carboxiglutámico

84 Dolicol fosfato

85 METABOLISMO DE LIPIDOS
Biosíntesis del colesterol y ácidos biliares El colesterol es el principal esterol de las células animales. Su origen biosintético es el acetato. Todas las células pueden sintetizarlo a partir de acetil-CoA, aunque es el hígado el tejido cuantitativamente mas importante para su transformación en ácidos biliares Cualquier anomalía en su metabolismo o transporte se vincula a la enfermedad ateroesclerosis Tomado del Lehninger 3ª ed

86 El colesterol (C27) pertenece a los lípidos de naturaleza isoprenoide (C5). Se puede considerar que es un polímero de 6 unidades de isopreno (escualeno) que finalmente se transforma en una molécula de colesterol o

87 La biosíntesis del colesterol se puede organizar en 4 fases (ver imágenes del Lehninger). Ocurre en el citosol y en el RE

88 BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS BILIARES
El colesterol es el precursor de los ácidos biliares en el hígado: ácido cólico (3 OH) ácido desoxicólico (2 OH) ácido quenodesoxicólico (2 OH) ácido litocólico (1OH) Tomada del Mathews

89 HIPOLIPEMIANTES: SÍNTESIS DEL COLESTEROL
3-HMG-CoA.sint. 3-HMG-CoA.reduc. ACETIL-CoA HMG-CoA MEVALONATO 3-ISOPENTENILPIROFOSFATO DIMETILPIROFOSFATO GERANILPIROFOSFATO FARNESILPIROFOSFATO ESCUALENO LANOSTEROL COLESTEROL (3AC) (6AC) (6AC) FOSFORILACIÓN Y DECARBOXILACIÓN 3 PASOS ISOMERASAS (5AC) (10AC) (15AC) (30AC) ESCUAL. SINTETASA (CONDENSACIÓN REDUCTORA) (27AC) (30AC) CICLASAS (ESCUAL. MONOOXIGENASA (30AC) DESMETILACIÓN Y REDUCCIÓN (20 PASOS

90 HIPOLIPEMIANTES: LIPOPROTEINAS
COMPOSICIÓN: NÚCLEO DE TRIGLICÉRIDOS Y ESTERES DE COLESTEROL. CUBIERTA COMPUESTA POR LÍPIDOS MÁS POLARES Y APOPROTEINAS: FOSFOLÍPIDOS. COLESTEROL LIBRE. APOPROTEINAS (A1, A2, A4, B48, B100, CI, CII, CIII, E, D, H). FUNCIÓN: SINTETIZADAS EN HÍGADO E INTESTINO. PAPEL ESTRUCTURAL. SOLUBILIZAN LOS GRUPOS HIDROFOBOS. TRANSPORTAN LOS LÍPIDOS EN LA SANGRE. CONTIENEN LOS SITIOS QUE RECONOCEN RECEPTORES ESPECÍFICOS. ACTIVADORES ENZIMARICOS. COFACTORES ENZIMÁTICOS.

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92 Fuentes de colesterol y grasas
El colesterol solamente viene de los animales Ninguna planta comestible contiene colesterol Aunque las grasas saturadas y acidos transgrasos pueden estar en cualquier parte.

93 © Objetivos de los lípidos (grasa) en la sangre ©
<150 Triglicéridos <100 LDL (perjudicial) >45 >40 HDL (saludable) <200 Colesterol Total Personas con diabetes Público en general

94 CALCULANDO LOS GRAMOS DE GRASA: DIVIDA EL PESO DESEADO POR 3

95 El porcentaje de la grasa individualizada
Es de 25–40% del total de calorías Saturada—<8% Grasa Animal (mantequilla, manteca de cerdo, grasa de tocino) Aceites tropicales (palma, coco) Ácidos Transgrasos—cantidad mínima Aceite hidrogenados o parcialmente hidrogenados Poliinsaturado—10% Muchos aceites vegetales (maíz, soya, girasol) Ácidos grasos Omega-3 (aceite de pescado) Monoinsaturados—12–20% Aceites vegetales (oliva, cacahuete y canola)

96 Ácidos transgrasos Los estudios han encontrado que:
1/3 de los transgrasos viene de la margarina 2/3 viene de los alimentos horneados y fritos Tipos de grasas Reducción del LDL Aceite de soya –12% Margarina líquida –11% Cubo de margarina –9% Manteca –7% Barra de margarina –5%