QUIMICA DE LOS LIPIDOS

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Contenido
• Lípidos de almacenamiento
• Lípidos estructurales
• Esteroides
• Otros lípidos con actividad biológica específica
 
 
Conceptos clave
1 Los lípidos son un conjunto heterogéneo de compuestos que desempeñan diversas funciones y que comparten la propiedad de
ser hidrofóbicos.
2 Los ácidos grasos son compuestos constituidos por cadenas hidrocarbonadas no ramificadas que poseen un grupo carboxilo en
uno de sus extremos.
3 La esfingosina es la unidad estructural de los esfingolípidos, que son un componente estructural importante de muchas
membranas biológicas
4 El colesterol es el esteroide más abundante y posee una estructura cíclica similar al ciclopentanoperhidrofenantreno.
5 Los compuestos derivados del ácido araquidónico tienen una vida media muy corta y desempeñan diversas funciones de
señalización en las células
 
 
Los lípidos son un grupo de compuestos con diversas propiedades químicas, que tienen como
característica común el hecho de ser solubles en solventes orgánicos –éter, benceno, heptano– e
insolubles en agua. De igual forma, las funciones biológicas de los lípidos son diversas; por ejemplo, las
grasas y los aceites son las principales formas de almacenamiento de energía en muchos organismos, y
los fosfolípidos y esteroles constituyen alrededor de la mitad de la masa de las membranas biológicas.
 
 
Otros lípidos, aunque presentes en cantidades pequeñas, tienen cometidos muy
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importantes; por ejemplo, como acarreadores de electrones, cofactores enzimáticos,
pigmentos que absorben luz, agentes emulsificantes, mensajeros intracelulares y como
hormonas, por mencionar sólo algunos. A continuación se analizan las características de
cada uno de estos lípidos haciendo énfasis tanto en su estructura química como en sus
propiedades físicas más importantes.
 
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Lípidos de almacenamiento
Los lípidos son un importante alimento; una alimentación ideal contiene, por día,
alrededor de 60 g de lípidos, lo que constituye cerca de 30% de las calorías dietéticas
totales necesarias. Los lípidos actúan como amortiguadores físicos y aislantes de la
temperatura corporal; una de sus funciones sobresalientes es la de participar, asociados
con proteínas y carbohidratos, en la composición de las membranas celulares y
subcelulares. Las grasas y los aceites son, de manera casi universal, materiales de
almacenamiento energético en los diferentes organismos; se trata de moléculas muy
reducidas, por lo que su completa oxidación celular hasta CO2 y H2O, de manera similar
a la oxidación explosiva de los energéticos fósiles que se usan en los motores de
combustión interna, es muy exergónica (figura 14-1).
 
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Figura 14-1. Reacciones exergónicas: A) La combustión es un fenómeno oxidativo que permite la liberación
violenta de energía, B) La célula libera energía en forma controlada mediante sucesivas reacciones de oxidación.
 
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Los constituyentes más abundantes de las grasas y los aceites son los ácidos grasos, ácidos
carboxílicos con cadenas hidrocarbonadas de entre 4 y 36 carbonos. Su clasificación, conforme al
número de carbonos de estas cadenas, se muestra en el cuadro 14-1. En algunos ácidos grasos, la cadena
se encuentra por completo saturada (no contiene dobles ligaduras); otros contienen una o más de estas
dobles ligaduras y se les llama insaturados.
 
 
Cuadro 14-1. Nomenclatura de los ácidos grasos más comunes en los seres vivos
Ácidos grasos saturados
Fórmula Número de carbonos Nombre común Nombre
sistemático
CH3COOH 2 Ácido acético Ácido etanoico
CH3(CH2)2COOH 4 Ácido butírico Ácido n-butanoico
CH3(CH2)4COOH 6 Ácido caproico Ácido n-hexanoico
CH3(CH2)6COOH 8 Ácido caprílico Ácido n-octanoico
CH3(CH2)8COOH 10 Ácido cáprico Ácido n-decanoico
CH3(CH2)10COOH 12 Ácido láurico Ácido n-dodecanoico
CH3(CH2)12COOH 14 Ácido mirístico Ácido n-tetradecanoico
CH3(CH2)14COOH 16 Ácido palmítico Ácido n-hexadecanoico
CH3(CH2)16COOH 18 Ácido esteárico Ácido n- octadecanoico
CH3(CH2)18COOH 20 Ácido araquídico Ácido n-eicosanoico
Ácidos grasos insaturados
Fórmula Número de
carbonos
y dobles ligaduras
Nombre común
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH 16:1 (Δ9) Ácido palmitoleico
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 18:1 (Δ9) Ácido oleico
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 18:2 (Δ9, 12) Ácido linoleico
CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 18:3 (Δ9, 12, 15) Ácido linolénico
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH 20:4 (Δ5, 8, 11, 14) Ácido araquidónico
 
 
Una nomenclatura simplificada para estos compuestos especifica la longitud de la
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cadena y el número de las dobles ligaduras, separado por dos puntos. Por ejemplo, el
ácido graso de 16 carbonos saturados, conocido como ácido palmítico, se abrevia 16:0; el
ácido de 18 carbonos, ácido oleico, que contiene una doble ligadura, se abrevia 18:1. La
posición de cualquiera de las dobles ligaduras se especifica por números en forma de
superíndice antecedido por la letra griega Δ. Por ejemplo, un ácido graso de 20 carbonos
con una doble ligadura entre el carbono 9 y el carbono 10, y otra doble ligadura entre el
carbono 12 y el carbono 13, se designa 20:2(Δ9,12) (figura 14-2). Los ácidos grasos más
comunes en la naturaleza tienen cadenas lineales sin ramificaciones, de entre 12 y 24
carbonos. La posición de las dobles ligaduras es también bastante regular; en la mayoría
de los ácidos grasos monoinsaturados, la doble ligadura se encuentra entre los carbonos 9
y 10 (Δ9), y las otras dobles ligaduras en los ácidos grasos polinsaturados suelen ser Δ12
y Δ15 (cuadro 14-1); estas dobles ligaduras, presentes en prácticamente todos los ácidos
grasos insaturados que existen en la naturaleza, se encuentran en una configuración tipo
cis (figura 14-2-B).
 
 
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Figura 14-2. Estructuras: A) Ácido graso saturado, B) Ácido graso insaturado, tipo cis.
 
El punto de fusión de los ácidos grasos y de los compuestos que los contienen es
influido en gran medida tanto por la longitud como por el grado de insaturación de su
cadena o cadenas hidrocarbonadas. A temperatura ambiente (25 °C), los ácidos grasos
saturados de 12 a 24 carbonos tienen consistencia cérea, mientras que los ácidos grasos
insaturados de estas longitudes presentan consistencia líquida oleosa. Los mamíferos son
capaces de sintetizar sus propios ácidos grasos saturados y monoinsaturados, pero no los
polinsaturados, por lo que estos últimos se denominan ácidos grasos esenciales. Aquellos
que tienen un número par de átomos de carbono son desde el punto de vista biológico los
más importantes. Esta característica tomará especial importancia al revisar la oxidación
de los ácidos grasos. En los ácidos grasos saturados, las ligaduras sencillas permiten la
rotación libre de los enlaces C-C, mientras que en los insaturados, las dobles ligaduras
impiden la rotación de la molécula. La configuración cis induce lo que podríamos llamar
un doblez en la cadena hidrocarbonada, modificando la conformación de la molécula, y
por lo tanto sus propiedades (la configuración trans en cambio, es muy rara en la
naturaleza). En un ácido graso saturado, la rotación alrededor de cada unión carbono-
carbono da a la molécula gran flexibilidad, por lo que diferentes moléculas pueden
empacarse de manera muy fuerte en arreglos cuasicristalinos (figura 14-3).
 
 
Figura 14-3. Empacamiento de los ácidos grasos.
 
 
Acilgliceroles como ésteres de ácidos grasos de glicerol
Los triacilgliceroles, triacilglicéridos o grasas neutras son moléculas compuestas por tres
ácidos grasos, cada una de ellas unida por un enlace éster a una molécula de tres
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carbonos, con tres funciones alcohol (-OH), denominada glicerol. Aquellos
triacilgliceroles que contienen el mismo tipo de ácido graso en cada una de las tres
posiciones se denominan triacilgliceroles simples y son nombrados a partir del ácido graso
que contienen. Por ejemplo, los triacilglicerolessimples formados a partir de ácidos
grasos 16:0, 18:0 y 18:1 son los llamados tripalmitina, triestearina y trioleína,
respectivamente (figura 14-4). Los triacilgliceroles mixtos contienen dos o más moléculas
de ácidos grasos diferentes, por lo que para nombrar a estos compuestos se tiene que
definir el nombre y la posición de cada uno de los ácidos grasos que los integran. Los
monoacil-gliceroles y diacil-gliceroles son compuestos que tienen una porción polar que
corresponde al glicerol en los grupos alcohol no esterificados y una porción no polar que
corresponde a la o las cadenas de los ácidos grasos. En vista de que los hidroxilos polares
del glicerol y los carboxilatos polares de los ácidos grasos están unidos por uniones éster,
a los triacilgliceroles se les considera moléculas no polares o hidrofóbicas, debido que son
en esencia insolubles en agua.
 
 
Figura 14-4. Estructura de un triacilglicérido.
 
En la mayoría de las células eucarióticas, los triacilgliceroles forman una serie de gotas
microscópicas en el citosol acuoso, que sirven como depósitos de energía metabólica.
Las células especializadas de los vertebrados llamadas adipocitos pueden almacenar
grandes cantidades de estos triacilgliceroles, prácticamente llenando todo el citoplasma de
estas células. Los triacilgliceroles también se almacenan en las semillas de un buen
número de plantas que proveen de energía y de precursores biosintéticos cuando ocurre
la germinación de la semilla. Los triacilgliceroles pueden considerarse depósitos
concentrados de energía metabólica; su contenido calórico es muy alto, equivalente a 9
kcal/g, y su almacenamiento no requiere agua. En contraste, el valor para carbohidratos y
proteínas es de apenas 4 kcal/g, y cada gramo de carbohidrato o proteína almacenado es
acompañado por 2 a 4 g adicionales de agua. Por ejemplo, en un individuo con peso de
70 kg, unos 11 kg se encuentran en forma de triacilgliceroles, lo que significa una reserva
de energía de alrededor de 100 000 kcal. Si esta cantidad de calorías se almacenara en
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forma de glucógeno, esto equivaldría a por lo menos 63 Kg adicionales.
Los triacilgliceroles almacenados bajo la piel sirven no sólo como almacén de energía,
sino también como aislamiento para soportar bajas temperaturas. La baja densidad de los
triacilgliceroles constituye también la base para otra importante función de estos
compuestos. Por ejemplo, en algunas especies de ballenas, el gran almacenaje de
triacilgliceroles en la cabeza permite ajustar la capacidad de flotación del cuerpo,
dependiendo de la presión a la que están sujetas en sus inmersiones a profundidades
extremas.
Las uniones éster de los triacilgliceroles son susceptibles de hidrólisis, ya sea por ácido,
por álcali o por enzimas. Al calentar la grasa animal con NaOH o KOH, se producen
glicerol y sales de sodio o de potasio de los ácidos grasos para formar jabones. La
utilidad de los jabones reside en su capacidad de solubilizar o de dispersar materiales
insolubles en agua como las propias grasas, formando agregados microscópicos llamados
micelas; el proceso de hidrólisis alcalina de las grasas recibe el nombre de saponificación
(figura 14-5).
 
 
Figura 14-5. Proceso de saponificación. Los jabones son fabricados mediante la reacción de hidrólisis de
mezclas de triacilglicéridos utilizando KOH.
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Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga y alcoholes monohídricos
pesados. Se puede tomar como ejemplo uno de los constituyentes de la cera de abejas,
un éster del alcohol miricílico y el ácido palmítico (figura 14-6). Las ceras están
ampliamente distribuidas en los reinos animal y vegetal. En los animales se producen con
frecuencia como secreciones y pueden servir como cubierta impermeabilizante de piel,
pelaje o plumas. La misma función protectora la tienen en las plantas, donde las ceras
pueden encontrarse recubriendo frutos, hojas o tallos.
 
 
Figura 14-6. Estructura de una cera.
 
 
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Lípidos estructurales
Como su nombre lo indica, los lípidos estructurales tienen una función de extrema
importancia en biología al ser componentes fundamentales de las lipoproteínas (partículas
que transportan lípidos en la circulación) y de las membranas, tanto la celular como las
de los organelos intracelulares. Los lípidos de las membranas son anfipáticos: la
orientación de sus regiones hidrofóbica e hidrofílica dirige su empaque en la bicapa
membranal. Se han descrito tres tipos generales de lípidos de membrana:
glicerofosfolípidos, en donde las regiones hidrofóbicas están compuestas por dos
moléculas de ácidos grasos unidos al glicerol; esfingolípidos, en donde una única
molécula de ácido graso se une a una amina llamada esfingosina; y esteroles, compuestos
caracterizados por un rígido sistema de cuatro anillos hidrocarbonados unidos entre sí.
Las regiones hidrofílicas en estos compuestos anfipáticos pueden estar constituidas por
un simple grupo -OH, al final del sistema de anillos de los esteroles, o pueden ser
bastante más complejas. Los glicerofosfolípidos y los esfingolípidos contienen alcoholes
polares en sus terminaciones polares y algunos contienen grupos fosfato.
Las diferentes combinaciones de los residuos alquílicos de los ácidos grasos y de las
cabezas polares en estas tres clases de lípidos de membrana dan lugar a una enorme
diversidad de compuestos. Las membranas contienen varias clases de lípidos en donde
dos ácidos grasos están unidos a la molécula del glicerol en posiciones C-1 y C-2, y un
grupo o cabeza polar está unido en posición C-3. La clase más abundante de estos lípidos
polares, contenidos en la mayoría de las membranas, son los glicerofosfolípidos (o sólo
fosfolípidos). En los fosfolípidos, un alcohol polar está unido en la posición C-3 del
glicerol a través de un enlace fosfodiéster (figura 14-7). Todos los fosfolípidos son
derivados del ácido fosfatídico y por lo tanto se nombran conforme a la cabeza polar que
contengan (p. ej., fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina). Todos éstos tienen una carga
negativa en el grupo fosfato a pH de 7.0. En general, los fosfolípidos contienen un ácido
graso saturado en posición C-1 y un ácido graso insaturado en posición C-2, donde
ambos grupos por lo común presentan entre 16 y 18 carbonos de longitud.
 
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Figura 14-7. Estructura de algunos de los fosfolípidos más comunes.
 
La fosfatidilcolina forma soluciones micelares cuando se mezcla con agua, las cuales
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adquieren gran estabilidad en presencia de alguna sustancia con propiedades de
detergentes. Al sustraer un grupo acilo de la molécula de lecitina, lo que es común por
ejemplo cuando actúa sobre ella alguna de las enzimas de los venenos de serpiente, se
produce la isolecitina, molécula tóxica en la mayoría de las células, ya que es por
excelencia una molécula desestabilizadora de las membranas. Sin embargo, se le han
encontrado algunas funciones importantes en la célula.
Algunos tejidos animales, así como algunos organismos unicelulares, son ricos en
lípidos que contienen uniones éter, en donde una de las dos cadenas acilo está enlazada al
glicerol por medio de una unión éter, en lugar de una unión éster. La cadena de ácido
graso enlazada en forma de unión éter puede ser saturada, como en los lípidos alquiléter,
o puede contener una doble ligadura entre C-1 y C-2, como en los plasmalógenos (figura
14-8). El sistema nervioso central contiene cantidades importantes de estos
plasmalógenos, al igual que el tejido cardiaco de los vertebrados, donde alrededor de la
mitad de los fosfolípidos son plasmalógenos. El significado funcional de esta composición
específica en dichas membranas se desconoce; sin embargo, se ha pensado que la mayor
presencia de moléculas de plasmalógenos en estos tejidos confiere a las membranas
celulares una mayor resistencia contra la acción de fosfolipasas, las cuales atacan ácidos
grasos unidos con enlaceséster.
 
Figura 14-8. Estructura de un plasmalógeno. En la figura se señalan la unión éter entre el carbono 1 del gliceril y
el carbono 1ʼ del ácido graso.
 
La segunda clase más importante de lípidos de membrana está constituida por los esfingolípidos,
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moléculas que también contienen una cabeza polar y dos colas no polares; sin embargo, a diferencia de
los fosfolípidos, estas moléculas no contienen glicerol, sino una molécula de un aminoalcohol de cadena
larga llamado esfingosina (figura 14-9). En esta molécula, los carbonos C-1, C-2 y C-3 contienen grupos
funcionales (OH y NH2), los cuales, en términos estructurales, pueden considerarse homólogos de los
tres grupos hidroxilo de glicerol, presentes en los fosfolípidos. Cuando un ácido graso es unido por un
enlace amida a un grupo NH2, el compuesto resultante se conoce como ceramida, que es desde el
punto de vista estructural similar a un diacilglicerol. Esta molécula de ceramida es la estructura
fundamental, o unidad fundamental, de todos los esfingolípidos (figura 14-9).
 
 
 
Figura 14-9. Estructura de las ceramidas.
 
Existen tres subclases de esfingolípidos, todos derivados de la molécula de ceramida,
pero que difieren en sus cabezas: esfingomielinas, glucolípidos neutros (sin carga) y
gangliósidos (figura 14-10). Las esfingomielinas contienen fosfocolina o fosfoetanolamina
en sus grupos de las cabezas polares y, por lo tanto, se clasifican como fosfolípidos junto
con los glicerofosfolípidos; tienen una semejanza muy importante con las fosfatidilcolinas
en sus propiedades generales, en su estructura tridimensional y en su ausencia de carga
neta. La esfingomielina está presente en la membrana plasmática de la mayoría de las
células animales, donde el principal ejemplo es la mielina, importante estructura que
cubre los axones de las neuronas. Los glucolípidos neutros así como los gangliósidos
tienen uno o varios residuos azúcar en uno de sus extremos, conectados de manera
directa al grupo OH de la posición C-1 de la ceramida, y no contienen fosfato. Estos
esfingolípidos que contienen azúcares son conocidos como glucoesfingolípidos. Los
glucolípidos neutros contienen de 1 a 5 unidades azúcar, las cuales pueden ser D-glucosa,
D-galactosa o N-acetil-D-galactosamina. En general, estos glucoesfingolípidos se
encuentran por lo general en la monocapa externa de la membrana plasmática. Los
cerebrósidos se distinguen entre los glucoesfingolípidos por tener una única molécula de
azúcar unida a la molécula de ceramida. Las moléculas que contienen galactosa se
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encuentran en la membrana plasmática de células del tejido nervioso, y aquellas con
glucosa se encuentran en la membrana plasmática de tejidos no neurales.
 
 
Figura 14-10. Estructura de los esfingolípidos. Los carbonos marcados con los números 1, 2 y 3 pertenecen al
aminoalcohol de 18 carbonos, la esfingosina.
 
Los gangliósidos, moléculas más complejas dentro del grupo de los esfingolípidos,
contienen cabezas polares muy grandes hechas de varias unidades de azúcar. Una o
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varias de estas unidades terminales de azúcar de los gangliósidos consisten en el ácido N-
acetilneuramínico, también conocido como ácido siálico (figura 14-11), el cual presenta una
carga negativa a pH de 7.0. En la actualidad se sabe que estos esfingolípidos intervienen
en importantes acciones de reconocimiento en la superficie celular. Un ejemplo
importante son los determinantes de los grupos sanguíneos humanos A, B y O, los cuales
están definidos de forma básica por moléculas de glucoesfingolípidos.
 
 
Figura 14-11. Estructura del gangliósido GM1.
 
 
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Esteroides
Todos los compuestos de esta categoría están emparentados de forma química con el
hidrocarburo insaturado isopreno (figura 14-12). La lista de lípidos derivados del isopreno
incluye un gran número de sustancias biológicas importantes, como colesterol, ácidos
biliares, las vitaminas liposolubles, hormonas sexuales, carotenos y muchas más.
 
 
Figura 14-12. Molécula de isopreno.
 
Los lípidos isoprenoides no tienen parentesco químico con las grasas y los fosfátidos,
pero poseen las mismas propiedades de solubilidad. Por ejemplo, cuando se extrae
material biológico con éter y alcohol, el extracto contiene una mezcla de todos los lípidos
presentes en el material original. Es posible hidrolizar con álcali las grasas y los fosfátidos
para obtener sustancias solubles en agua, mientras que permanecen sin alterar los lípidos
isoprenoides, que no son hidrosolubles, los cuales pueden extraerse de la mezcla con éter.
Como no sufren hidrólisis alcalina suelen llamarse fracción insaponificable.
Saponificación es el nombre que se da a la hidrólisis alcalina de las grasas.
Los esteroides no guardan relación estructural obvia con los triacilglicéridos o los
fosfolípidos. Se encuentran en una gran variedad de formas estructurales, y muchos son
característicos de un grupo particular de animales o de plantas. Sin embargo, todos los
esteroides poseen una misma estructura general de 17 carbonos, dispuestos en tres anillos
de seis átomos de carbono unidos a 1 de 5 carbonos. Esta estructura recibe el nombre de
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ciclopentanoperhidrofenantreno (figura 14-13).
 
 
Figura 14-13. Núcleo de ciclopentanoperhidrofenantreno y molécula de colesterol.
 
El colesterol es, con mucho, el esteroide más ampliamente distribuido y abundante en los tejidos
animales, y en el ser humano forma cerca de 0.2% del peso corporal. Además del núcleo de esteroide,
el colesterol tiene una cadena lateral de ocho átomos de carbono, dos grupos metilo, un doble enlace y
un grupo hidroxilo (figura 14-13). Es una sustancia blanca, cristalina, insoluble en agua y con punto de
fusión de 150 °C.
 
 
Las plantas no poseen colesterol; en su lugar, presentan una gran variedad de esteroles
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emparentados de manera estrecha con él, los fitosteroles. Los fitosteroles mejor
conocidos son estigmasterol del aceite de soya; β-sitosterol del germen de trigo; y
ergosterol, de las levaduras (figura 14-14).
 
 
Figura 14-14. Estructura de esteroles abundantes en plantas y levaduras.
 
En los tejidos animales existen muchos esteroides relacionados con el colesterol.
Algunos de los más importantes son las hormonas esteroides, formadas en la corteza
suprarrenal y en las gónadas; más adelante se mencionarán como lípidos con actividad
biológica. La función de los diferentes esteroides sin actividad hormonal aún no se
esclarece, aunque parece factible que algunos de ellos tengan un cometido crucial en la
relación estructura/función de las membranas biológicas.
Los microorganismos y los tejidos vegetales tienen también esteroides característicos, y
muchos de éstos guardan gran semejanza con el colesterol. Su amplia distribución
sustenta la idea de que estos compuestos tienen una función estructural muy importante
en todas las células. Además, como más adelante se discutirá, el colesterol se considera el
más importante precursor de las hormonas esteroides. La bilis contiene, entre muchos
otros componentes, las sales biliares, que son amidas derivadas de los ácidos biliares y
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los aminoácidos glicina y taurina. Los ácidos biliares poseen el sistema de anillos
ciclopentanoperhidrofenantreno con grupos hidroxilo en las posiciones 3, 7 y 12. Los
anillos A y B están condensados en cis, y la cadena lateral en C17 es de cinco carbonos
de forma invariable (figura 14-15).
 
 
Figura 14-15. Sales biliares.
 
Las amidas de los ácidos taurocólico y glucocólico son excelentes agentes
emulsificantes, ya que tienen estructura no polar y una cadena lateral con carga. Su
principal cometido en el organismo consiste en la emulsificación de las grasas durante la
digestión, para facilitar su degradación enzimática y su absorción.
 
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Otros lípidos con actividad biológica específicaLos eicosanoides son derivados de los ácidos grasos poliinsaturados de 20 carbonos, los cuales
presentan una multitud de acciones de tipo hormonal sobre diferentes tejidos. Estas moléculas no son
trasportadas por la sangre, sino que se producen in situ en la mayoría de las células de los mamíferos y
actúan de forma directa sobre el tejido que los produce. Los eicosanoides son sintetizados a partir del
ácido araquidónico, el cual es un ácido graso poliinsaturado de 20 carbonos, 20:4(Δ5,8,11,14).
 
 
Este grupo incluye tres familias de compuestos: prostanoides, lipoxinas (LX) y
leucotrienos (LT). A su vez, los prostanoides incluyen prostaglandinas (PG),
prostaciclinas (PGI) y tromboxanos (TX).
Los eicosanoides son una clase muy importante de lípidos de vida media muy corta
que desempeñan funciones de señalización, y que inducen una amplia e importante
variedad de respuestas celulares. Por ejemplo, se sabe que algunas prostaglandinas
median la respuesta inflamatoria, así como la regulación de la presión arterial. Las
prostaglandinas se sintetizan y secretan en la mayoría de los tejidos de los mamíferos y,
como ya se ha mencionado, llevan a cabo su función cerca del sitio de síntesis; en
general tienen vida media muy corta, de minutos. Las prostaglandinas son ácidos
carboxílicos de 20 carbonos y contienen un anillo de cinco carbonos (figura 14-16). Son
moléculas cuya clasificación toma en cuenta los sustituyentes en el anillo ciclopentano y
el número de dobles uniones, así como de sus cadenas laterales, lo cual se indica por un
número en forma de subíndice. Por ejemplo, la prostaglandina A o PGA puede contener
en total 1, 2 o 3 dobles ligaduras en sus cadenas laterales, por lo que estas diferentes
subclases se llaman PGA1, PGA2, PGA3. Todas las prostaglandinas con una doble
ligadura en su cadena lateral comprenden la serie 1 (PGA1, PGE1, PGF1) (figura 14-17).
De manera similar, todas las prostaglandinas con dos o tres dobles ligaduras en sus
cadenas laterales comprenden las series 2 y 3, respectivamente.
 
 
Figura 14-16. Núcleo de las prostaglandinas.
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Figura 14-17. Estructura de las prostaglandinas.
 
Algunas prostaglandinas también se representan con el subíndice a (p. ej., PGF2a).
Este subíndice se refiere a la configuración del grupo hidroxilo en el carbono 9 de la
cadena.
Las prostaglandinas son sintetizadas a partir de los dos endoperóxidos PGG2 y PGH2,
los cuales son producto de la acción de la enzima ciclooxigenasa sobre el ácido
araquidónico. En años recientes se ha encontrado que otra enzima, la lipooxigenasa,
actúa sobre el ácido araquidónico para formar una serie de hidroxiácidos grasos, los
tromboxanos y los leucotrienos.
Los tromboxanos son moléculas muy parecidas a las prostaglandinas y comparten el
mismo camino de biosíntesis que el grupo de prostaglandinas 1. Los tromboxanos son
liberados por las plaquetas y son potentes inductores de la formación de trombos. Al
igual que en el caso de las prostaglandinas, el precursor de los tromboxanos 2 es el
PGH2.
Los leucotrienos y los ácidos hidroxieicosatetranoicos (HETES), al igual que los
tromboxanos de la serie 2 de las prostaglandinas, son sintetizados a partir del ácido
araquidónico (figura 14-18). Los leucotrienos y los HETES inducen una amplia variedad
de efectos biológicos, entre los cuales pueden mencionarse la mediación de la
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quimiotaxis, la promoción de la contracción del músculo liso, la mediación de la respuesta
inflamatoria alérgica y la estimulación de la enzima adenilil-ciclasa.
 
 
Figura 14-18. Síntesis de leucotrienos vía lipooxigenasa.
 
 
Hormonas esteroides
Las principales hormonas esteroides son las hormonas suprarrenales, las hormonas
sexuales (andrógenos y estrógenos) (figura 14-19) y las hormonas derivadas de la vitamina
D. El ergosterol se convierte en calciferol o vitamina D2 por efecto de la radiación
ultravioleta (figura 14-20).
 
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Figura 14-19. Hormonas sexuales, estrógenos u hormonas femeninas, progesterona y andrógenos u hormonas
masculinas.
 
 
Figura 14-20. El calciferol o vitamina D2, se puede sintetizar a partir de ergosterol.
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Estas hormonas son liposolubles y alcanzan con facilidad el citosol de las células blanco
a través de la membrana plasmática. La mayor parte de los receptores de hormonas
esteroides están localizados en el núcleo; otros pueden desplazarse del citosol al núcleo
sólo cuando están unidos a la hormona.
Las hormonas suprarrenales se producen en células de la capa externa de las glándulas
suprarrenales, que, como su nombre indica, se ubican encima de los riñones. En la
corteza suprarrenal se producen más de 50 hormonas corticoesteroideas pertenecientes a
dos familias: los glucocorticoides y los mineralocorticoides (figura 14-21). Los
glucocorticoides afectan por lo general el metabolismo intermedio, y los
mineralocorticoides intervienen en la regulación de las concentraciones de electrólitos en
la sangre.
 
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Figura 14-21. Glucocorticoides y mineralocorticoides.
 
Los andrógenos (testosterona) y los estrógenos se sintetizan en mayor medida en
testículos y ovarios, en ese orden. Estas hormonas afectan el desarrollo y el
comportamiento sexual, así como una gran variedad de funciones reproductoras y no
reproductoras. Las hormonas esteroides producidas a partir de la vitamina D, por
enzimas presentes en el hígado y en los riñones, regulan el metabolismo del Ca2+ y del
fosfato, incluyendo la formación y movilización de fosfato cálcico en el hueso.
 
Preguntas de reforzamiento
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1 La presencia de dobles ligaduras en las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos provoca que:
 
a) No puedan ser metabolizados.
b) Disminuya su punto de fusión.
c) Aumente su punto de fusión.
d) Se almacenen con facilidad.
2 El isopreno es la unidad estructural hipotética de:
 
a) Ácidos grasos
b) Triacilglicéridos.
c) Esteroides.
d) Gangliósidos.
e) Esfingosina.
3 El glicerol es componente de:
 
a) Esteroides.
b) Ceras.
c) Prostaglandinas.
d) Triacilglicéridos.
4 La ceramida se caracteriza por
 
a) Poseer un ácido graso unido a una molécula de esfingosina.
b) Poseer un ácido graso unido a una molécula de glicerol.
c) No poseer ácidos grasos.
d) Poseer una estructura cíclica.
5 Los leucotrienos son ejemplos de lípidos derivados de:
 
a) Ácido araquidónico.
b) Colesterol.
c) Ácido esteárico.
d) Esfingosina.
Respuestas: 1. b, 2. c, 3. d, 4. a, 5. a.
 
Referencias
Fessenden RJ, Fessenden JS: Química orgánica. Ciudad de México: Grupo Editorial Iberoamérica, 1983.
Gunstone FD: Fatty Acid and Lipid Chemistry. Luxemburg: Springer Science,1996.
Gunstone FD, Harwood JL, Dijktra AJ: The Lipid Handbook, 3rd ed. Boca Raton FL: CRC-Taylor and Francis Group. 2007.
Small DM: The Physical Chemistry of lipids. New York NY: Plenum Press, 1986.
Rodwell VW, Bender D, Botham KM, Kennelly PJ, Weil A. Harpers Illustrated Biochemistry. 30th ed. New York NY:
McGraw Hill.
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