¿Cuáles son las moléculas que componen a los seres humanos?

INTRODUCCION

Los seres vivos se definen tradicionalmente como todos aquellos seres que se nutren, se relacionan y pueden reproducirse. Pero todos los seres vivos tienen otras

características, además de las anteriores, que les son propias.

Este trabajo esta contenido por características de las moléculas que conforman a los seres humanos que como

sabemos son muy indispensables para nuestra vida y sobre todo para nuestro desarrollo pues estas nos dan muchos beneficios como lo conoceremos durante este proyecto.

este trabajo contiene subtemas de mucha importancia como las proteínas y sus componentes, los carbohidratos, los lípidos y su variedades entre otros que serán desarrollados para su

mayor entendimiento.

Moléculas que componen a los seres humanos.

La materia que compone a los seres vivos está formada en un 95% por cuatro bioelementos (átomos) que son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, a partir de los cuales se forman las biomoléculas:

-Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. 

-Biomoléculas inorgánicas: agua, sales minerales y gases.

Características de algunas biomoleculas formadas por CHON

(Carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno)

El elemento esencial de los seres vivos es el carbono, debido a su facilidad para hacer enlaces covalentes y formar largas cadenas estables. Esto permite que se generen gran cantidad de estructuras diferentes, indispensables para realizar todas las funciones de los seres vivos. Aunque encontramos miles de compuestos distintos, para reconocer y analizar a estos formadores de los seres vivos derivados del carbono los clasificamos d acuerdo a su estructura o su función en los siguientes tipos: proteínas, carbohidratos, lípidos o grasas, vitaminas y ácidos nucleicos. Esto junto con el agua y las sales minerales son los componentes esenciales de los seres vivos.

LAS PROTEINAS Y SUS COMPONENTES LOS AMINOACIDOS.

Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxílico (-COOH; ácido). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación que libera agua formando un enlace peptídico. Estos dos "residuos" aminoacídicos forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, para formar un polipéptido. Esta reacción ocurre de manera natural en los ribosomas, tanto los que están libres en el citosol como los asociados al retículo endoplasmático.

Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son alfa-aminoácidos. Por lo tanto, están formados por un carbono alfa unido a un grupo carboxilo, a un grupo amino, a un hidrógeno y a una cadena (habitualmente denominada R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades de los diferentes aminoácidos; existen cientos de cadenas R por lo que se conocen cientos de aminoácidos diferentes, pero sólo 20 forman parte de las proteínas y tienen codones específicos en el código genético.

La unión de varios aminoácidos da lugar a cadenas llamadas polipéptidos o simplemente péptidos, que se denominan proteínas cuando la cadena polipeptídica supera los 50 aminoácidos o la masa molecular total supera las 5.000 uma.

Estructura general de un aminoácido

La estructura general de un aminoácido se establece por la presencia de un

carbono central alfa unido a: un grupo carboxilo (rojo en la figura), un grupo

amino (verde), un hidrógeno (en negro) y la cadena lateral (azul):

"R" representa la cadena lateral, específica para cada aminoácido.

Técnicamente hablando, se los denomina alfa-aminoácidos, debido a que el

grupo amino (–NH2) se encuentra a un átomo de distancia del grupo carboxilo

(–COOH). Como dichos grupos funcionales poseen H en sus estructuras

químicas, son grupos susceptibles a los cambios de pH; por eso, al pH de la

célula prácticamente ningún aminoácido se encuentra de esa forma, sino que

se encuentra ionizado.

Los aminoácidos a pH bajo (ácido) se encuentran mayoritariamente en su

forma catiónica (con carga positiva), y a pH alto (básico) se encuentran en su

forma aniónica (con carga negativa). Sin embargo, existe un pH específico para

cada aminoácido, donde la carga positiva y la carga negativa son de la misma

magnitud y el conjunto de la molécula es eléctricamente neutro. En este

estado se dice que el aminoácido se encuentra en su forma de ion dipolar

o zwitterión.

Los aminoácidos básicos para la vida son 20: alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptófano y valina.Los aminoácidos esenciales para los vertebrados son aquellos que no se pueden sintetizar a partir de otros recursos de la dieta. Esto implica que la única fuente de estos aminoácidos en esos organismos es la ingesta directa a través de la dieta.Hay algunos alimentos que contienen proteínas con todos los aminoácido esenciales, se dice que contienen proteínas de alto valor biológico, de alta o buena calidad. Alguno de estos alimentos son: la carne, los huevos y los lácteos.No todos los aminoácidos son esenciales para todos los organismos, por ejemplo, la alanina en humanos se puede sintetizar a partir de otros productos.En los humanos se han descrito estos nueve aminoácidos esenciales: triptófano, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, valina, leucina, isoleucina e histidina.

Las proteínas son macromoléculas que tienen múltiples funciones en el organismo; controlan las condiciones fisicoquímicas dentro de la célula, forman parte de las estructuras celulares y sobre todo catalizan prácticamente todas las reacciones que tienen lugar en la célula, y en este caso se les

denomina Enzimas. Las unidades estructurales de las proteínas son los

aminoácidos.Los aminoácidos se unen uno al otro, vía los grupos alfa amino de

un aminoácido con el grupo alfa carboxilo de otro aminoácido. A esta unión se le denomina enlace peptídico y al producto se le denomina péptido.

Es la manera como se organiza una proteína para adquirir cierta forma. Presentan una disposición característica en condiciones fisiológicas, pero si se cambian estas condiciones como temperatura, pH, etc. pierde la conformación y su función, proceso denominado desnaturalización. La función depende de la conformación y ésta viene determinada por la secuencia de aminoácidos.

Para el estudio de la estructura de las proteínas es frecuente considerar una división en cuatro niveles de organización, aunque el cuarto no siempre está presente.Conformaciones o niveles estructurales de la disposición tridimensional:Estructura primaria.Estructura secundaria.Nivel de dominio.Estructura terciaria.Estructura cuaternaria.A partir del nivel de dominio sólo las hay globulares.

La estructura primaria es la forma de organización más básica de las proteínas. Está determinada por la secuencia de aminoácidos de la cadena proteíca, es decir, el número de aminoácidos presentes y el orden en que están enlazados por medio de enlaces peptídicos. Las cadenas laterales de los aminoácidos se extienden a partir de una cadena principal. Por convención, (coincidiendo con el sentido de sintesis natural en RER) el orden de escritura es siempre desde el grupo amino-terminal hasta el carboxi-terminal.La conformación espacial de una proteína está determinada por la estructura secundaria y terciaria. La asociación de varias cadenas polipeptídicas origina un nivel superior de organización, la llamada estructura cuaternaria.

La estructura secundaria de las proteínas es el plegamiento regular local entre residuos aminoacídicos cercanos de la cadena polipeptídica. Se adopta gracias a la formación de enlaces de hidrógeno entre las cadenas laterales (radicales) de aminoácidos cercanos en la cadena.Hélice alfa: En esta estructura la cadena polipeptídica se enrolla en espiral sobre sí misma debido a los giros producidos en torno al carbono alfa de cada aminoácido. Hélice beta: Cuando la cadena principal se estira al máximo que permiten sus enlaces covalentes se adopta una configuración espacial denominada estructura betaGiros beta: Secuencias de la cadena polipepetídica con estructura alfa o beta, a menudo están conectadas entre sí por medio de los llamados giros betaHélice de colágeno: Es una variedad particular de la estructura secundaria, característica del colágeno, proteína presente en tendones y tejido conectivo; es una estructura particularmente rígida.Láminas beta o láminas plegadas: algunas regiones de proteínas adoptan una estructura en zigzag y se asocian entre sí estableciendo uniones mediante enlaces de hidrógeno intercatenarios

Nivel de dominio de las proteínas: se define como una unidad compacta, de características globulares, que suele comprender entre 30-150 aminoácidos y se considera que esta conformación está determinada por la secuencia de aminoácidos.La estructura terciaria de las proteínas es el modo en el que la cadena polipeptídica se pliega en el espacio. Es la disposición de los dominios en el espacio es decir esta adquiere forma tridimensional de manera precisa como en las proteinas globulares.La estructura terciaria poseen cantidades variables de helices-alfa y beta y otras con una estructura flexible que puede cambiar al azar (random coil).La estructura terciaria se realiza de manera que los aminoácidos apolares se sitúan hacia el interior y los polares hacia el exterior.La estructura cuaternaria:En cuanto a los niveles de la estructura de las proteínas, la estructura cuaternaria es la disposición espacial de las distintas cadenas polipeptídicas de una proteína multimérica, es decir, compuesta por varios péptidos. Comprende la gama de proteínas oligoméricas, es decir aquellas proteínas que constan con más de una cadena polipéptida, en la cual además puede existir un comportamiento de alosterismo .La estructura cuaternaria deriva de la conjunción de varias cadenas peptídicas que, asociadas, conforman un ente, un multímero, que posee propiedades distintas a la de sus monómeros componentes.DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS:Cuando la proteína no ha sufrido ningún cambio en su interacción con el disolvente, se dice que presenta una estructura nativa (Figura inferior). Se llama desnaturalización de las proteínas a la pérdida de las estructuras de orden superior (secundaria, terciaria y cuaternaria), quedando la cadena polipeptídica reducida a un polímero estadístico sin ninguna estructura tridimensional fija. Cualquier factor que modifique la interacción de la proteína con el disolvente disminuirá su estabilidad en disolución y provocará la precipitación. Así, la desaparición total o parcial de la envoltura acuosa, la neutralización de las cargas eléctricas de tipo repulsivo o la ruptura de los puentes de hidrógeno facilitará la agregación intermolecular y provocará la precipitación. La precipitación suele ser consecuencia del fenómeno llamado desnaturalización y se dice entonces que la proteína se encuentra desnaturalizadaEn una proteína cualquiera, la estructura nativa y la desnaturalizada tan sólo tienen en común la estructura primaria, es decir, la secuencia de AA que la componen. Los demás niveles de organización estructural desaparecen en la estructura desnaturalizada.

La desnaturalización provoca diversos efectos en la proteína:

cambios en las propiedades hidrodinámicas de la proteína: aumenta la viscosidad y disminuye el coeficiente de difusiónuna drástica disminución de su solubilidad, ya que los residuos hidrofóbicos del interior aparecen en la superficiepérdida de las propiedades biológicas

Los agentes que provocan la desnaturalización de una proteína se llaman agentes desnaturalizantes. Se distinguen agentes físicos (calor) y químicos (detergentes, disolventes orgánicos, pH, fuerza iónica). Como en

algunos casos el fenómeno de la desnaturalización es reversible, es posible precipitar proteínas de manera selectiva mediante cambios en:

la polaridad del disolvente la fuerza iónica el pH la temperatura

La polaridad del disolvente disminuye cuando se le añaden sustancias menos polares que el agua como el etanol o la acetona. Con ello disminuye el grado de hidratación de los grupos iónicos superficiales de la molécula proteica, provocando la agregación y precipitación. Los disolventes orgánicos interaccionan con el interior hidrofóbico de las proteínas y desorganizan la estructura terciaria, provocando su desnaturalización y precipitación. 

Un aumento de la fuerza iónica del medio (por adición de sulfato amónico, urea o hidrocloruro de guanidinio, por ejemplo) también provoca una disminución en el grado de hidratación de los grupos iónicos superficiales de la proteína, ya que estos solutos (1) compiten por el agua y (2) rompen los puentes de hidrógeno o las interacciones electrostáticas, de forma que las moléculas proteicas se agregan y precipitan. En muchos casos, la precipitación provocada por el aumento de la fuerza iónica es reversible. Mediante una simple diálisis se puede eliminar el exceso de soluto y recuperar tanto la estructura como la función original.

El pH: Los iones H+ y OH- del agua provocan efectos parecidos, pero además de afectar a la envoltura acuosa de las proteínas también afectan a la carga eléctrica de los grupos ácidos y básicos de las cadenas laterales de los aminoácidos. Esta alteración de la carga superficial de las proteínas elimina las interacciones electrostáticas que estabilizan la estructura terciaria y a menudo provoca su precipitación. La solubilidad de una proteína es mínima en su punto isoeléctrico, ya que su carga neta es cero y desaparece cualquier fuerza de repulsión electrostática que pudiera dificultar la formación de agregados.

La temperatura: Cuando la temperatura es elevada aumenta la energía cinética de las moléculas con lo que se desorganiza la envoltura acuosa de las proteínas, y se desnaturalizan. Asímismo, un aumento de la temperatura destruye las interacciones débiles y desorganiza la estructura de la proteína, de forma que el interior hidrofóbico interacciona con el medio acuoso y se produce la agregación y precipitación de la proteína desnaturalizada.

“Tema de interés ”

¿Qué es la insulina?La insulina es una hormona que controla el nivel de azúcar —tambiénllamada glucosa— en la sangre. Las personas con diabetes pueden notener suficiente insulina o no ser capaces de usarla correctamente. Por lotanto, el azúcar se acum

ula en la sangre y fluye hacia la orina, saliendo delcuerpo sin que se haya usado. De esta manera, usted se ve privado de unaimportante fuente de energía.

¿Por qué tengo que recibir insulina?Todas las personas con diabetes tipo 1 y algunas personas con diabetes tipo 2 necesitan recibir insulina para poder controlar su nivel de azúcar en la sangre. En la diabetes tipo 1 su cuerpo no produce nada de insulina. En la diabetes tipo 2 su cuerpo no produce suficiente insulina o no la usa correctamente.

El objetivo de recibir insulina es mantener lo máximo que sea posible un nivel de azúcar en la sangre dentro de los límites normales, de modo tal que usted pueda mantenerse sano. Con el tiempo, los niveles altos de azúcar en sangre pueden provocar problemas de salud graves, como ceguera e insuficiencia renal.

La insulina no puede tomarse por la boca. Esta, por lo general, se administra por medio de inyecciones. También puede administrarse por medio de una bomba. Probablemente va a estar disponible para administrar como aerosol nasal o en otras presentacione

LOS CARBOHIDRATOS: MONOSACARIDOS, DISACARIDOS Y POLISACARIDOS

Los Carbohidratos, también llamados hidratos de carbono, glúcidos o azúcares son la fuente más abundante y económica de energía alimentaria de nuestra dieta.Están presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas.Los carbohidratos se clasifican en monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Un monosacárido, es una unidad, ya no se subdivide más por hidrólisis ácida o enzimática, por ejemplo glucosa, fructosa o galactosa.Los oligosacáridos están constituidos por dos a diez unidades de monosacáridos. La palabra viene del griego, oligo = pocos. Digamos el azúcar que utilizamos es un disacárido y por tanto un oligosacárido.Los polisacáridos son macromoléculas, por hidrólisis producen muchos monosacáridos, entre 100 y 90 000 unidades.Como primera aproximación, desde el punto de vista químico, los carbohidratos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas o compuestos que los producen por hidrólisis ácida o enzimática. Esto es solo parcialmente cierto,

pues en solución acuosa, las estructuras de polihidroxialdehídos o de polihidroxicetonas, permanecen en pequeña proporción en equilibrio con sus formas cíclicas, que son las más abundantes.La glucosa es un monosacáridos con fórmula molecular C6H12O6, la misma que la fructosa pero con diferente posición relativa de los grupos -OH y O=. Es una hexosa, es decir, que contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, esto es, el grupo carbonilo está en el extremo de la molécula. Es una forma de azúcar que se encuentra libre en las frutas y en la miel. Su rendimiento energético es de 3,75 kilocalorías por cada gramo en condiciones estándar.La aldohexosa glucosa posee dos enantiómeros, si bien la D-glucosa es predominante en la naturaleza. En terminología de la industria alimentaria suele denominarse dextrosa (término procedente de «glucosa dextrorrotatoria»1 ) a este compuesto.

Moléculas de D- y L-glucosa

Los puentes de hidrogeno influyen en la solubilidad, por ejemplo los primeros alcoholes son solubles en agua porque forman puentes de hidrogeno con ella, pero a medida que aumenta el número de carbonos, son menos solubles ya que se parecen más al hidrocarburo respectivo.

Los monosacáridos o azúcares son los monómeros, es decir, las unidades de construcción de los polímeros denominados polisacáridos. En otras palabras, los polisacáridos están compuestos or muchos monosacáridos unidos. La glucosa es el monosacárido más común (la mayoría de los seres vivos la utiliza y está compuesto de ella), aunque tambien existen otros como galactosa, fructosa, maltosa, etc...La glucosa es el monómero de muchos polisacáridos como glucógeno, celulosa y almidón. El último está presente en gránulos intracelulares en plantas y les sirve para almacenar energía.MONOSACÁRIDOS 

Los monosacáridos presentan una cadena única de tres a ocho átomos de carbono y son las unidades con las que se construyen los demás glúcidos. Químicamente son polialcoholes en los que se ha sustituido un radical hidroxilo por uno aldehído o cetona. Se nombran añadiendo la terminación -osa al número de carbonos. 

• Los monosacáridos de tres carbonos se llaman triosas: la aldotriosa es el gliceraldehído y la cetotriosa es la dihidroxiacetona. • Los monosacáridos de cuadro carbonos se denominan tetrosas: la treosa y la

eritrosa son aldotetrosas, y la eritrulosa es una cetotetrosa. • Los monosacáridos de cinco carbonos se conocen como pentosas: en la naturaleza hay cuatro aldopentosas, la D-ribosa, la D-2 desoxirribosa, la D-xilosa y la L-arabinosa; entre las cetopentosas está la D-ribulosa. • Los monosacáridos de seis carbonos se llaman hexosas: la D-glucosa es el glúcido más abundante; polimerizada da origen a polisacáridos de reserva y estructurales; la D-galactosa es una aldohexosa, que junto con la D-glucosa forma el disacárido lactosa; la D-manosa es la aldohexosa; la D-fructosa es la cetohexosa, es levógira y se halla en forma de D-fructofuranosa. 

DISACÁRIDOS

Los disacáridos se forman por dos monosacáridos unidos mediante un enlace glucosídico.Los disacáridos de mayor importancia en biología son:

• Maltosa: formado por dos moléculas de glucosa; se obtiene del almidón y del glucógeno.

• Celobiosa, con dos moléculas de glucosa; se obtiene de la celulosa.

• Lactosa: constituida por una molécula de glucosa y otra de galactosa; se encuentra libre en la leche de mamíferos.

• Sacarosa. La sacarosa es el resultado de la unión de glucosa y fructosa; se encuentra de manera abundante en la caña de azúcar. 

POLISACÁRIDOS

Éstos consisten en cadenas largas formadas por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos, con la consiguiente pérdida de una molécula de agua por enlace. Así es el caso del almidón, el glucógeno y la celulosa, polímeros (moléculas resultantes del encadenamiento de una unidad o monómero) de la glucosa.

a) Almidón. Éste es un polisacárido de reserva de los vegetales; está formado por miles de moléculas de glucosa y se encuentra en semillas y tubérculos. Está integrado por dos tipos de polímeros: 

• Amilosa (almidón no ramificado): formada por la condensación de unidades de glucosa, mediante enlaces glucosídicos alfa 1,4. Por hidrólisis ácida o por enzimas, la amilosa se convierte en un polímero menor, la dextrina. Se separarán maltosas, que por la acción de la enzima maltasa pasan a D-glucosa.

• Amilopectina (almidón ramificado): es un polisacárido cuyas cadenas principales son restos de glucosa unidos en enlaces alfa 1,4, con ramificaciones cada doce glucosas. Las enzimas amilasas separan maltosas, quedando núcleos de ramificación (dextrina límite). Sobre ellos sólo actúa la enzima R-desramificante específica. Después, por la acción de la maltasa se obtiene la glucosa.

b) Glucógeno. El glucógeno, al igual que el almidón, es un polímero ramificado de alfa-glucosa. Éste es un polisacárido de reserva propio de los animales; abundante en hígado y músculos, forma dispersiones coloidales en la célula. Es un polímero de maltosas, con ramificaciones cada ocho o diez glucosas. Las enzimas amilasas darán maltosas y dextrina límite y, posteriormente, la enzima R-desramificante y las maltasas darán glucosa.

c) Celulosa. La celulosa es un polisacárido vegetal con función esquelética o estructural. Este compuesto constituye el elemento principal de la pared celular bacteriana. Las cadenas de celulosa se disponen paralelamente, uniéndose por puentes de hidrógeno y formando microfibrillas que, a su vez, se agrupan en macrofibrillas. El tipo de enlace químico de la celulosa hace que ésta sea inatacable por las enzimas digestivas humanas, por lo que no posee interés alimenticio para el hombre.La celulosa es un polisacárido rígido, insoluble, que contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de glucosa.

Los oligosacáridos son en realidad carbohidratos de 2 a 10 moléculas de monosacáridos. Este término se emplea muy poco.Reactivo de FehlingEl reactivo de Fehling, es una solución descubierta por el químico alemán Hermann von Fehling y que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. Sirve para demostrar la presencia de glucosa, así como para detectar derivados de esta tales como la sacarosa o la fructosa.El licor de Fehling consiste en dos soluciones acuosas:Sulfato de cobre cristalizado, 35 g; agua destilada, hasta 1.000 ml.Sal de Seignette (tartrato mixto de potasio y sodio), 150 g; solución de hidróxido de sodio al 40%, 3; agua, hasta 1.000 ml.Ambas se guardan separadas hasta el momento de su uso para evitar la precipitación del hidróxido de cobre (II).El ensayo con el licor de Fehling se fundamenta en el poder reductor del grupo carbonilo de un aldehído. Éste se oxida a ácido y reduce la sal de cobre (II) en medio alcalino a óxido de cobre(I), que forma un precipitado de color rojo. Un aspecto importante de esta reacción es que la forma aldehído puede detectarse fácilmente aunque exista en muy pequeña cantidad. Si un azúcar reduce el licor de Fehling a óxido de cobre (I) rojo, se dice que es un azúcar reductor.Esta reacción se produce en medio alcalino fuerte, por lo que algunos compuestos no reductores como la fructosa (que contiene un grupo cetona) puede enolizarse a la forma aldehido dando lugar a un falso positivo.Al reaccionar con monosacáridos, se torna verdoso; si lo hace con disacáridos, toma el color del ladrillo.

Los carbohidratos sirven como fibra para la digestión porque hay un tipo de carbohidratos que no se pueden digerir, esto es que no tenemos la capacidad de descomponer o transformar de ese tipo en especial, entonces sus moléculas pasan intactas a través del intestino y el sistema digestivo por lo que ayudan al tránsito de la materia que se va a desechar, por ello facilitan la digestión.

La intolerancia a la lactosa es una afección de las microvellosidades intestinales debida a que el organismo produce poca o ninguna cantidad de la enzima lactasa, que se deriva en una imposibilidad de metabolización de la lactosa (el «azúcar de la leche»).De esta forma, cuando la ausencia de lactasa impide al organismo asimilar la lactosa se produce un cuadro clínico representativo como manifestación a esta incapacidad de responder adecuadamente a su presencia en el conducto digestivo.

Los Lípidos y sus variedades

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la

mayoría biomoléculas, compuestas principalmente

por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también

pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, que tienen como

característica principal el serhidrofóbicas o insolubles en agua y sí

en solventes orgánicos como la bencina, el alcohol, elbenceno y

el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama

incorrectamentegrasas, 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

(triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora

(esteroides).

Los Lípidos también funcionan para el desarrollo de la Materia gris, el

metabolismo y el crecimiento.

CARACTERISTICAS GENERALES

Los lípidos más abundantes son las grasas,que puede ser de origen

animal o vegetal. Los lípidos son biomoléculas muy diversas; unos están

formados por cadenas alifáticas saturadas o insaturadas, en general

lineales, pero algunos tienen anillos (aromáticos). Algunos son flexibles,

mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una

total Flexibilidad mecánica molecular; algunos comparten carbonos

libres y otros forman puentes de hidrógeno.

La mayoría de los lípidos tiene algún tipo de carácter polar, además de

poseer una gran parte apolar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o

"rechaza al agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes

polares como el agua. Otra parte de su estructura es polar

ohidrofílica ("que ama el agua" o "que tiene afinidad por el agua") y

tenderá a asociarse con solventes polares como el agua; cuando una

molécula tiene una región hidrófoba y otra hidrófila se dice que tiene

carácter anfipático. La región hidrófoba de los lípidos es la que presenta

solo átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno, como la larga

"cola" alifática de los ácidos grasos o los anillos

de esterano delcolesterol; la región hidrófila es la que posee grupos

polares o con cargas eléctricas, como el hidroxilo (–OH) del colesterol,

el carboxilo (–COO–) de los ácidos grasos, el fosfato (–PO4–) de

los fosfolípidos, etc.

CLASIFICACION BIOLOGICA

Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se clasifican

en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos

grasos (lípidos saponificables) o no lo posean (lípidos insaponificables).

Lípidos saponificables

Simples. Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y

oxígeno.

Acilglicéridos. Cuando son sólidos se les llama grasas y cuando son

líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.

Céridos (ceras)

Complejos. Son los lípidos que además de contener en su

molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen

otros elementoscomo 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

Fosfoglicéridos

Fosfoesfingolípidos

Glucolípidos

Cerebrósidos

Gangliósidos

Lípidos insaponificables

Terpenoides

Esteroides

Eicosanoides

LIPIDOS SAPONIFICABLES Ácidos grasos

Son las unidades básicas de los lípidos saponificables, y consisten en

moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada con un

número par de átomos de carbono (12-24) y un grupo carboxiloterminal.

La presencia de dobles enlaces en el ácido graso reduce el punto de

fusión. Los ácidos grasos se dividen en saturados e insaturados.

Saturados. Sin dobles enlaces entre átomos de carbono; por

ejemplo, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido

margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignogérico.

Insaturados. Los ácidos grasos insaturados se caracterizan por poseer

dobles enlaces en su configuración molecular. Éstas son fácilmente

identificables, ya que estos dobles enlaces hacen que su punto de

fusión sea menor que en el resto. Se presentan ante nosotros como

líquidos, como aquellos que llamamos aceites. Este tipo de alimentos

disminuyen el colesterol en sangre y también son llamados ácidos

grasos esenciales. Los animales no son capaces de sintetizarlos, pero

los necesitan para desarrollar ciertas funciones fisiológicas, por lo que

deben aportarlos en la dieta. La mejor forma y la más sencilla para

poder enriquecer nuestra dieta con estos alimentos, es aumentar su

ingestión, es decir, aumentar su proporción respecto los alimentos

que consumimos de forma habitual.Con uno o más dobles enlaces

entre átomos de carbono; por ejemplo, ácido palmitoleico, ácido

oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, ácido linolénico yácido

araquidónico y ácido nervónico.

Los denominados ácidos grasos esenciales no pueden ser sintetizados

por el organismo humano y son el ácido linoleico, el ácido linolénico y el

ácido araquidónico, que deben ingerirse en la dieta.

Acilglicéridos

Los acilglicéridos o acilgliceroles son ésteres de ácidos

grasos con glicerol (glicerina), formados mediante una reacción de

condensación llamada esterificación. Una molécula de glicerol puede

reaccionar con hasta tres moléculas de ácidos grasos, puesto que tiene

tres grupos hidroxilo.

Según el número de ácidos grasos que se unan a la molécula de

glicerina, existen tres tipos de acilgliceroles:

Monoglicéridos. Sólo existe un ácido graso unido a la molécula de

glicerina.

Diacilglicéridos. La molécula de glicerina se une a dos ácidos grasos.

Triacilglicéridos. Llamados comúnmente triglicéridos, puesto que la

glicerina está unida a tres ácidos grasos; son los más importantes y

extendidos de los tres.

Los triglicéridos constituyen la principal reserva energética de

los animales, en los que constituyen las grasas; en

los vegetales constituyen los aceites. El exceso de lípidos es almacenado

en grandes depósitos en el tejido adiposo de los animales.

Céridos

Las ceras son moléculas que se obtienen por esterificación de un ácido

graso con un alcohol monovalente lineal de cadena larga. Por ejemplo la

cera de abeja. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y

a temperatura ambiente se presentan sólidas y duras. En

los animales las podemos encontrar en la superficie del

cuerpo, piel, plumas, cutícula, etc. En los vegetales, las ceras recubren

en laepidermis de frutos, tallos, junto con la cutícula o la suberina, que

evitan la pérdida de agua por evaporación.

Fosfolípidos

Los fosfolípidos se caracterizan por poseer un grupo fosfato que les

otorga una marcada polaridad. Se clasifican en dos grupos, según

posean glicerol o esfingosina.

Fosfoglicéridos

Los fosfoglicéridos están compuestos por ácido fosfatídico, una molécula

compleja compuesta por glicerol, al que se unen dos ácidos grasos (uno

saturado y otro insaturado) y un grupo fosfato; el grupo fosfato posee

un alcohol o un aminoalcohol, y el conjunto posee una marcada

polaridad y forma lo que se denomina la "cabeza" polar del

fosfoglicérido; los dos ácidos grasos forman las dos "colas" hidrófobas;

por tanto, los fosfoglicéridos son moléculas con un fuerte

carácteranfipático que les permite formar bicapas, que son la

arquitectura básica de todas las membranas biológicas.

Los principales alcoholes y aminos de los fosfoglicéridos que se

encuentran en las membranas biológicas son la colina (para formar

la fosfatidilcolina o lecitina),

la etanolamina(fosfatidiletanolamina o cefalina), serina (fosfatidilserina)

y el inositol (fosfatidilinositol).

Fosfoesfingolipidos

Los fosfoesfingolípidos son esfingolípidos con un grupo fosfato, tienen

una arquitectura molecular y unas propiedades similares a los

fosfoglicéridos. No obstante, no contienen glicerol, sinoesfingosina, un

aminoalcohol de cadena larga al que se unen un ácido graso, conjunto

conocido con el nombre de ceramida; a dicho conjunto se le une un

grupo fosfato y a éste un aminoalcohol; el más abundante es

la esfingomielina, en la que el ácido graso es el ácido lignocérico y el

aminoalcohol la colina; es el componente principal de la vaina de

mielina que recubre los axonesde las neuronas.

Glucolípidos

Los glucolípidos son esfingolípidos formados por

una ceramida (esfingosina + ácido graso) unida a un glúcido,

careciendo, por tanto, de grupo fosfato. Al igual que los

fosfoesfingolípidos poseen ceramida, pero a diferencia de ellos, no

tienen fosfato ni alcohol. Se hallan en las bicapas lipídicas de todas las

membranas celulares, y son especialmente abundantes en el tejido

nervioso; el nombre de los dos tipos principales de glucolípidos alude a

este hecho:

Cerebrósidos. Son glucolípidos en los que la ceramida se une

un monosacárido (glucosa o galactosa) o a un oligosacárido.

Gangliósidos. Son glucolípidos en los que la ceramida se une a un

oligosacárido complejo en el que siempre hay ácido siálico.

Los glucolípidos se localizan en la cara externa de la bicapa de las

membranas celulares donde actúan de receptores.

LIPIDOS INSAPONIFICABLES

Terpenos

Los terpenos, terpenoides o isoprenoides, son lípidos derivados

del hidrocarburo isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno). Los terpenos

biológicos constan, como mínimo de dos moléculas de isopreno. Algunos

terpenos importantes son los aceites

esenciales (mentol, limoneno,geraniol), el fitol (que forma parte de la

molécula de clorofila), las vitaminas A, K y E, los carotenoides (que

son pigmentos fotosintéticos) y elcaucho (que se obtiene

del árbol Hevea brasiliensis).Desde el punto de vista farmacéutico, los

grupos de principios activos de naturaleza terpénica más interesantes

son: monoterpenos y sesquiterpenos constituyentes de los aceites

esenciales, derivados de monoterpenos correspondientes a los iridoides,

lactonas sesquiterpénicas que forman parte de los principios amargos,

algunos diterpenos que poseen actividades farmacológicas de aplicación

a la terapéutica y por último, triterpenos y esteroides entre los que se

encuentran las saponinas y los heterósidos cardiotónicos.

Esteroides

Los esteroides son lípidos derivados del núcleo

del hidrocarburo esterano (ociclopentanoperhidrofenantreno), esto es,

se componen de cuatro anillos fusionados de carbono que posee

diversos grupos funcionales (carbonilo, hidroxilo) por lo que la molécula

tiene partes hidrofílicas e hidrofóbicas (carácter anfipático).

Entre los esteroides más destacados se encuentran los ácidos biliares,

las hormonas sexuales, las corticosteroides, la vitamina D y el colesterol.

El colesterol es el precursor de numerosos esteroides y es un

componente más de la bicapa de las membranas celulares.Esteroides

Anabólicos es la forma como se conoce a las substancias sintéticas

basadas en hormonas sexuales masculinas (andrógenos). Estas

hormonas promueven el crecimiento de músculos (efecto anabólico) así

como también en desarrollo de las características sexuales masculinas

(efecto andrógeno).

Los esteroides anabólicos fueron desarrollados a finales de 1930

principalmente para tratar el Hipogonadismo, una condición en la cual

los testículos no producen suficiente testosterona para garantizar un

crecimiento, desarrollo y función sexual normal del individuo.

Precisamente a finales de 1930 los científicos también descubrieron que

estos esteroides facilitaban el crecimiento de músculos en los animales

de laboratorio, lo cual llevo al uso de estas sustancias por parte de

físicos culturistas y levantadores de pesas y después por atletas de otras

especialidades.

El abuso de los esteroides se ha diseminado tanto que hoy en día afecta

el resultado de los eventos deportivos.

Eicosanoides

Los eicosanoides o icosanoides son lípidos derivados de los ácidos

grasos esenciales de 20 carbonos tipo omega-3 y omega-6. Los

principales precursores de los eicosanoides son el ácido araquidónico,

el ácido linoleico y el ácido linolénico. Todos los eicosanoides son

moléculas de 20 átomos de carbono y pueden clasificarse en tres

tipos: prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos.

Cumplen amplias funciones como mediadores para el sistema nervioso

central, los procesos de la inflamación y de la respuesta inmunetanto

de vertebrados como invertebrados. Constituyen las moléculas

involucradas en las redes de comunicación celular más complejas

delorganismo animal, incluyendo el hombre.

FUNCIONES DE LOS LIPIDOS

Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones biológicas:

Función de reserva energética. Los triglicéridos son la principal

reserva de energía de los animales ya que un gramo de grasa

produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación,

mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1

kilocalorías por gramo.

Función estructural. Los fosfolípidos, los glucolípidos y

el colesterol forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares.

Los triglicéridos del tejido adiposo recubren y proporcionan

consistencia a los órganos y protegen mecánicamente estructuras o

son aislantes térmicos.

Función reguladora, hormonal o de comunicación celular.

Las vitaminas liposolubles son de naturaleza lipídica (terpenos,

esteroides); las hormonas esteroides regulan el metabolismo y las

funciones de reproducción; los glucolípidos actúan como receptores

de membrana; los eicosanoides poseen un papel destacado en

la comunicación celular, inflamación, respuesta inmune, etc.

Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino

hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a

los ácidos biliares y a las lipoproteínas.

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.

LAS VITAMINAS, INDISPENSABLES EN

PEQUEÑAS CANTIDADES

Las vitaminas son compuestos heterogéneos imprescindibles para la vida, que al ingerirlos de forma equilibrada y en dosis esenciales promueven el correcto funcionamiento fisiológico. La mayoría de las vitaminas esenciales no pueden ser sintetizadas (elaboradas) por el organismo, por lo que éste no puede obtenerlas más que a través de la ingesta equilibrada de vitaminas contenidas en los alimentos naturales. Las vitaminas son nutrientes que junto a otros elementos nutricionales

actúan como catalizadoras de todos los procesos fisiológicos (directa e indirectamente).

Las vitaminas son precursoras de coenzimas, (aunque no son propiamente enzimas) grupos prostéticos de las enzimas. Esto significa, que la molécula de la vitamina, con un pequeño cambio en su estructura, pasa a ser la molécula activa, sea ésta coenzima o no.

Los requisitos mínimos diarios de las vitaminas no son muy altos, se necesitan tan solo dosis de miligramos o microgramos contenidas en grandes cantidades (proporcionalmente hablando) de alimentos naturales. Tanto la deficiencia como el exceso de los niveles vitamínicos corporales pueden producir enfermedades que van desde leves a graves e incluso muy graves como la pelagra o la demencia entre otras, e incluso la muerte. Algunas pueden servir como ayuda a las enzimas que actúan como cofactor, como es el caso de las vitaminas hidrosolubles.

Clasificación de las vitaminasLas vitaminas se pueden clasificar según su solubilidad: si lo son en agua hidrosolubles o si lo son en lípidos liposolubles. En los seres humanos hay 13 vitaminas, 9 hidrosolubles (8 del complejo B y la vitamina C) y 4 liposolubles (A, D, E y K).

Vitaminas Hidrosolubles

Las vitaminas hidrosolubles son aquellas que se disuelven en agua.

Se trata de coenzimas o precursores de coenzimas, necesarias para

muchas reacciones químicas del metabolismo.

Se caracterizan porque se disuelven en agua, por lo que pueden pasarse

al agua del lavado o de la cocción de los alimentos. Muchos alimentos

ricos en este tipo de vitaminas no nos aportan al final de prepararlos la

misma cantidad que contenían inicialmente. Para recuperar parte de

estas vitaminas (algunas se destruyen con el calor), se puede

aprovechar el agua de cocción de las verduras para caldos o sopas.

A diferencia de las vitaminas liposolubles no se almacenan en el

organismo. Esto hace que deban aportarse regularmente y sólo puede

prescindirse de ellas durante algunos días.

El exceso de vitaminas hidrosolubles se excreta por la orina, por lo que

no tienen efecto tóxico por elevada que sea su ingesta, aunque se

podría sufrir anormalidades en el riñón por no poder evacuar la totalidad

de líquido.

Vitaminas Liposolubles

Las vitaminas liposolubles son la A, D, E y K. Se caracterizan por disolverse en grasas y aceites. Normalmente se almacenan en tejidos adiposos y en el hígado. 

Pertenecen a este grupo las vitaminas A, D, E y K. Son solubles en grasa y se encuentran en la grasa de los alimentos que las contienen. Son bastante estables al calor.

Se absorben en el intestino delgado y para ello requieren la presencia de sales biliares que solubilicen la grasa que las contiene.

Su exceso se almacena en hígado y tejido adiposo, por lo que no es necesario su aporte diario. Se eliminan por las heces. Si se consumen en exceso pueden resultar tóxicas. 

AvitaminosisLa deficiencia de vitaminas puede producir trastornos más o menos graves, según el grado de deficiencia, llegando incluso a la muerte. Respecto a la posibilidad de que estas deficiencias se produzcan en el mundo desarrollado hay posturas muy enfrentadas. Por un lado están los que aseguran que es prácticamente imposible que se produzca una avitaminosis, y por otro los que responden que es bastante difícil llegar a las dosis de vitaminas mínimas, y por tanto, es fácil adquirir una deficiencia, por lo menos leve.

Normalmente, los que alegan que es "poco probable" una avitaminosis son mayoría. Este grupo mayoritario argumenta que:

Las necesidades de vitaminas son mínimas, y no hay que preocuparse por ellas, en comparación con otros macronutrientes.

Se hace un abuso de suplementos vitamínicos. En nuestro entorno se hace una dieta lo suficientemente variada para cubrir

todas las necesidades. La calidad de los alimentos en nuestra sociedad es suficientemente alta.

Por el lado contrario se responde que:

Las necesidades de vitaminas son pequeñas, pero también lo son las cantidades que se encuentran en los alimentos.

No son raras las carencias de algún nutriente entre la población de países desarrollados: hierro y otros minerales, antioxidantes (muy relacionados con las vitaminas), etc.

Las vitaminas se ven afectadas negativamente por los mismos factores que los demás nutrientes, a los que suman otros como: el calor, el pH, la luz, el oxígeno, etc.

Basta que no se sigan las recomendaciones mínimas de consumir 5 porciones de verduras o frutas al día para que no se llegue a cubrir las necesidades diarias básicas.

Cualquier factor que afecte negativamente a la alimentación, como puede ser, cambios de residencia, falta de tiempo, mala educación nutricional o problemas económicos; puede provocar alguna deficiencia de vitaminas u otros nutrientes.

Son bien conocidos, desde hace siglos, los síntomas de avitaminosis severas. Pero no se sabe tan bien como diagnosticar una deficiencia leve a partir de sus posibles síntomas como podrían ser: las estrías en las uñas, sangrado de las encías, problemas de memoria, dolores musculares, falta de ánimo, torpeza, problemas de vista, etc.

Por estos motivos un bando recomienda consumir suplementos vitamínicos si se sospecha que no se llega a las dosis necesarias. Por el contrario, el otro bando lo ve innecesario, y avisan que abusar de suplementos puede ser perjudicial.

Hipervitaminosis y toxicidad de las vitaminas

Las vitaminas aunque son esenciales, pueden ser tóxicas en grandes cantidades. Unas son muy tóxicas y otras son inocuas incluso en cantidades muy altas.La toxicidad puede variar según la forma de aplicar las dosis. Como ejemplo, la vitamina D se administra en cantidades suficientemente altas como para cubrir las necesidades para 6 meses; sin embargo, no se podría hacer lo mismo con vitamina B3 o B6, porque sería muy tóxica.Otro ejemplo es el que la suplementación con vitaminas hidrosolubles a largo plazo, se tolera mejor debido a que los excedentes se eliminan fácilmente por la orina.

Las vitaminas más tóxicas son la D, y la A, también lo puede ser la vitamina B3.Otras vitaminas, sin embargo, son muy poco tóxicas o prácticamente inocuas.La B12 no posee toxicidad incluso con dosis muy altas. A la tiamina le ocurre parecido, sin embargo con dosis muy altas y durante mucho tiempo puede provocar problemas de tiroides. En el caso de la vitamina E, sólo es tóxica con suplementos específicos de vitamina E y con dosis muy elevadas. También se conocen casos de intoxicaciones en esquimales al comer hígado de mamíferos marinos (el cual contiene altas concentraciones de vitaminas liposolubles).

Recomendación para evitar deficiencias de vitaminas

La principal fuente de vitaminas son los vegetales crudos, por ello, hay que igualar o superar la recomendación de consumir 5 raciones de vegetales o frutas frescas al día.

Hay que evitar los procesos que produzcan perdidas de vitaminas en exceso:

Hay que evitar cocinar los alimentos en exceso. A mucha temperatura o durante mucho tiempo.

Echar los alimentos que se vayan a cocer, en el agua ya hirviendo, en vez de llevar el agua a ebullición con ellos dentro.

Evitar que los alimentos estén preparados (cocinados, troceados o exprimidos), mucho tiempo antes de comerlos.

La piel de las frutas o la cáscara de los cereales contiene muchas vitaminas, por lo que no es conveniente quitarla.

Elegir bien los alimentos a la hora de comprarlos, una mejor calidad redunda en un mayor valor nutritivo.

Aunque la mayoría de los procesamientos perjudica el contenido vitamínico, algunos procesos biológicos pueden incrementar el contenido de vitaminas en los alimentos, como por ejemplo:

La fermentación del pan, quesos u otros alimentos. La fabricación de yogur mediante bacterias. El curado de jamones y embutidos. El germinado de semillas, para ensaladas.

Los procesos industriales, normalmente suelen destruir las vitaminas. Pero alguno puede ayudar a que se reduzcan las pérdidas:

El vaporizado del arroz consigue que las vitaminas y minerales de la cáscara se peguen al corazón del arroz y no se pierda tanto al quitar la cáscara.Hay que recordar que el arroz con cáscara tiene 5 veces más vitamina b1 (y otras vitaminas) que el que está pelado.

La congelación produce pérdidas en la calidad de las moléculas de algunas vitaminas inactivando parte de ellas, es mejor consumir los alimentos 100% frescos.

Los procesos de esterilización UHT, muy rápidos, evitan un exceso de pedidas vitaminas que un proceso más lento bien puede neutralizar el efecto de algunas enzimas destructoras de vitaminas como las que se encuentran dispersas en el jugo de naranja.

No consumir vitaminas en los niveles apropiados (contenidas en los alimentos naturales) puede causar una grave enfermedad.

Conclusión

El conocimiento que poco a poco vamos construyendo nos convierte en seres humanos más completos y nos permite “abrir” muchas puertas cerradas para la ignorancia. Y además del placer que nos puede dar el saber, este conocimiento debe servir para mejorar nuestro desarrollo y el de los demás.

Así, por el momento, ya conocemos un poco más sobre que moléculas nos componen y cuáles son sus funciones.

También aprendimos que las vitaminas son súper importantes para nuestro cuerpo y que no debemos de dejar de comer ya que sin ellas nuestro cuerpo se debilita y nos podemos enfermar y el extremo que seria morir.