Lípidos y la membrana celular Bioquimica, CHEM 4220 Universidad Interamericana de PR Recinto de Bayamón J.Roberto Ramirez Vivoni, Ph.D. Alberto L. Vivoni Alonso

Lípidos Biomoléculas con componentes alifáticos que los hacen solubles en solventos no-polares Clasificaciones* Por estuctura Por propiedades químicas y físicas Por función *No hay un esquema aceptado universalmente para clasificar los lípidos.

Clasificación por estructura Acidos grasos y sus derivados Ej.: glicéridos, fosfolípidos, ceras Derivados de isopreno Ej.: esteroides, vitaminas A, E y K Lípidos complejos Ej.: lipoproteínas, glicolípidos

Clasificación por propiedades químcas y físicas Solubilidad: grado de solubilidad Polaridad: grupos polares y/o no polares Estado: sólido, líquido, punto de fusión Saponificación: Contienen grupos éster

Clasificación por función Estructurales: forman membranas Transductores: transmiten señales Almacenaje de energía: liberan energía cuando se metabolisan

Clasificación por estructura: Acidos grasos Saturados CH3CH2CH2CH2CH2CH2CO2H Insaturados CH3CH2CH=CHCH2CH2CO2H

Solubilidad Nombre Estructura Solubilidad Ácido butanóico CH3(CH2)2CO2H soluble Ácido láurico CH3(CH2)10CO2H poco soluble Ácido palmítico CH3(CH2)14CO2H insoluble

Punto de fusión: Acidos grasos saturados Nombre Estructura C p.f. Ácido láurico CH3(CH2)10CO2H 12 – Ácido mirístico CH3(CH2)12CO2H 14 54° Ácido palmítico CH3(CH2)14CO2H 16 63° Ácido esteárico CH3(CH2)16CO2H 18 70°

Acidos grasos insaturados

Nomenclatura: Acidos grasos insaturados # de carbonos: # de enlaces dobles Ej.: Posición de dobles enlaces: Dn o (n) 18:3 18:3 D9,12,15 o 18:3(9,12,15)

Nomenclatura w

Glicéridos Se forman de la esterificación de glicerol (o glicerina)

Triglicéridos (o triacilglicéridos) No son compuestos específicos sino mezclas

Ejemplos de triglicéridos Grasas Aceites Típicamente sólidos Menos ácidos grasos insaturados Provienen de animales Típicamente líquidos Más ácidos grasos insaturados Provienen de vegetales

Hidrólisis de triglicéridos •Triglérido + H2O → 3 ácidos grasos + glicerina •Con enzimas “lipasas”

Saponificación Anfipático

Fosfoglicéridos (o fosfolípidos) Anfipático

Estructuras de fosfolípidos en solución

Representación de fosfolípidos

Otros derivados de ácidos grasos Ceras: Esteres de ácidos grasos con alcoholes de cadena larga. •Hidrofóbicos -insolubles en agua e impermeables •Saponificables -como categoría de lípidos •Punto de fusión sobre 45°C •Baja viscosidad •Moldeables

Esfingolípidos Tienen un espinazo de esfingosina. Importantes en transmisión de señales y reconocimiento celular.

Eicosanoides: Acidos grasos oxigenados Acido araquidónico Prostaglandina

Procesos controlados por Prostaglandinas •Activan inflamación en coyunturas •Producen fiebre •Producen dolor •Inducen la coagulación de sangre •Regulan el sueño •Inducen parto

Isoprenoides Terpenos Esteroides Vitaminas lípidas (A, D, E y K)

Terpenos •Derivados de isopreno: •Usos como aromatizadores y remedios naturales

Estructuras de terpenoides b-Caroteno Vitamina A (Retinol)

Esteroides: Estructura básica

Colesterol Componente esencial de membranas. Componente para síntesis de ácidos biliares, hormonas esteroidales y vitaminas A, D, E y K.

Hormonas sexuales Testosterona Estradiol

Otros esteroides importantes Progesterona Promueve gestación Involucrada en menstruación Desarrollo de caracteres femeninos Cortisol Control de azúcar en la sangre Supresión del sistema imunológico Metabolismos de grasas, proteínas y carbohidratos

Sales biliares: facilitan la emulsificacion de las grasas Acido colico

Lípidos complejos: Glicolípidos Se encuentran en las membranas celulares Proveen energía Asisten en la comunicación célula-a-célula.

Lípidos complejos: Lipoproteínas Quilomicrón

Lípidos complejos: Lipoproteínas Quilomicrón – transporta triglicéridos del intestino al tejido adiposo. Very Low Density Lipoprotein (VLDL) – Transporta triglicéridos del hígado al tejido adiposo. Low Density Lipoprotein (LDL) – Transportan colesterol del hígado a las células. (colesterol malo). High Density Lipoprotein (HDL) – Recolecta colesterol del tejido corporal y lo regresa al hígado. (colesterol bueno).

Membrana celular Separa el interior del exterior de las células. Permeable hacia ciertos iones y moléculas orgánicas. Controla el movimiento de sustancias hacia dentro y fuera de la célula. Consiste de una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas.

Modelo mosáico fluído de membrana celular

Transporte a través de membranas Transporte pasivo: no requiere energía Ejemplo: difusión, osmosis. Transporte activo: realizado por proteínas transmembránicas y requiere energía Ejemplo: bomba de sodio y calcio, endocitosis, exocitosis.

Permeabilidad relativa de la bicapa Tipo sustancia Ejemplos Comportamiento Gases CO2, N2, O2 Permeables Moléculas pequeñas sin carga urea, agua, etanol Parcial permeable Moléculas grandes sin carga glucosa, fructosa no-permeable Iones K+, Na+, Cl-, HCO3- Moléculas polares con carga ATP, AA’s, G6P

Transporte pasivo: Difusión Movimiento de una sustancia en un gradiente de mayor a menor concentración. Ej.: O2, CO2, y H2O. (Permeabilidad selectiva).

Transporte pasivo: Osmosis Difusión de agua a través de una membrana semipermeable de menor a mayor concentración de soluto.

Transporte pasivo: Difusión facilitada

Transporte activo Movimiento en contra de un gradiente (de menor a mayor concentración del soluto)

Transporte activo: endocitosis y exocitosis