ELS LÍPIDS

Esquema

1. Característiques generals2. Àcids grassos

1.Saturats2.Insaturats3.Propietats dels àcids grassos

3. Nomencaltura i classificació1. Lípids saponificables2. Lípids insaponificables

4. Funcions dels lípids

Introducció

Com els glúcids, els lípids s'usen per aportar energia a l'organisme, però alhora són imprescindibles per a realitzar altres funcions com l'absorció de certes vitamines (les liposolubles), la síntesi d'hormones, formar part de la membrana cel·lular i de les beines nervioses, etc...La paraula lípids prové del grec lypos que significa grassa.

1. Característiques generals

Els lípids són un grup heterogeni de biomolecules orgàniques formades per C, H, O, en les que ocasionalment també hi poden aparèixer P, N i S. Tot i ser un grup molt divers pel que fa a les seves característiques químiques, totes tenen unes característiques físiques en comú:

● No són solubles en aigua.

● Si es poden dissoldre en dissolvents orgànics, com el cloroform, l'peter, el bencé, etc...

● Són menys densos que l'aigua i suren sobre ells

● Són untosos al tacte

2. Els àcids grassosSón molècules formades per llargues cadenes hidrocarbonades (-CH-) lineals, amb un nombre parell de C. Presenten un grup carboxil (-COOH) com a grup funcional. Els àcids grassos més abundants a la Natura contenen entre 16 i 22 àtoms de C.

Els àcids grassos difícilment es troben lliures, solen formar part de determinats lípids, i s'obtenen a partir d'aquests per hidròlisi.

● La part que conté el grup carboxil presenta càrrega negativa en contacte amb l'aigua, per tant presenta caràcter àcid. La resta de la molècula no té polaritat, és apolar i hidròfoba, al ser aquesta part de la molècula molt més gran que la part amb càrrega o polar (grup carboxil), la molècula no es dissol en aigua.

Els C s'uneixen mitjançant enllaços simples, amb la mateixa distància entre ells (1,54 A) i el mateix angle (110º). Això permet que diverses molècules s'uneixin entre elles mitjançant enllaços de Van der Waals, com més gran sigui la cadena, més probabilitat de presentar aquest tipus d'interaccions dèbils. Per això a temperatura ambient, els àcids grassos solen trobar-se en estat sòlid.

2.1 Àcids grassos saturats

Els més importants són l'àcid esteàric i l'àcid palmític

En ells poden aparèixer dobles i triples enllaços entre els C de la cadena, la distància entre els C dels 2 i 3 enllaços no és la mateixa que la que hi ha en els demès enllaços de la molècula, ni tampoc ho són els angles d'enllaç (123º enllaç doble, 110º enllaç simple). Això causa que les molècules tinguin problemes per formar unions entre elles mitjançant

enllaços de Van der Waals. Així, a TºC ambient. Els trobem en estat líquid.

2.2 Àcids grassos insaturats

Els que tenen un únic doble enllaç s'anomenen monoinsaturats, com l'àcid oleic. Mentre que els que presenten dos o més 2 enllaços reben el nom de poliinsaturats, com l'àcid linoleic.

Propietats físiques

La solubilitat

Els àcids grassos són molècules bipolars o amfipàtiques, del grec amphi que significa doble. El cap de la molècula, amb el grup carboxil és polar o iònic, i per tant hodròfil (-COOH), “li agrada l'aigua”, mentre que la resta de la molècula és apolar o hidrófoba, “no li agrada l'aigua”. En les molècules de menys de 8 C no es consideren àc. grassos, doncs són solubles en aigua degut al seu curt tamany. Les molècules de

2.3 Propietats dels àcids grassos

major tamany, ja es consideren àcids grassos, i són molt poc solubles en aigua degut al fet que el grup carboxil s'ionitza

molt poc (-COO- + H+), i resulta insignificant respecte a la força de la part apolar de la molècula.

Com més llarga sigui la cadena, més insoluble en aigua serà.

El punt de fusió

Els àcids grassos tendeixen a agrupar-se pq entre els grups carboxil s'estableixen enllaços d'hidrogen, i entre les cadenes hidrofobes (o lipofiles) es foren unions per forces de Van de Waals.

A més llargues les cadenes, mes unions i més tendència a formar sòlids. Per fondre els sòlids cal trencar aquests enllaços i separar-ne les molècules, a més enllaços hi hagi, com en els àcids grassos saturats, més energia calorífica per trencar els enllaços i més alt el punt de fusió. Els àc. grassos insaturats presenten un punt de fusió menor degut a la seva estructura que no permet la unió mitjançant tants enllaços de Van der Waals.

Propietats químiques

Reacció d'esterificació

L'àcid gras s'uneix a un alcohol mitjançant un enllaç covalent anomenat enllaç estèric, dant lloc a un ester i alliberant una molècula d'aigua

Reacción de esterificación: Es la reacción química que se produce entre un ácido orgánico y un alcohol para dar un éster más agua.

R1-C-=

OO-H H-

Ésteragua

O-CH2-R2

R1-COOH + HOCH2-R2 R1-COO-CH2-R2 + H2OÁcido orgánico alcohol éster agua

(i+2)

Ácido orgánicoalcohol

Reacción de esterificación: Es la reacción química que se produce entre un ácido orgánico y un alcohol para dar un éster más agua.

R1-C-=

OO-H H-

Ésteragua

O-CH2-R2

R1-COOH + HOCH2-R2 R1-COO-CH2-R2 + H2OÁcido orgánico alcohol éster agua

(i+2)

Ácido orgánicoalcohol

Aquesta reacció és bàsica, doncs la major part dels lípids són esters d'àcid gras amb un alcohol. Durant la digestió, aquests èsters s'hidrolitzaran i daran lloc a un àcid gras i aun alcohol.

Reacció de saponificació

És la reacció d'un àcid gras amb una base forta (NaOH o KOH) dant lloc a una sal d'àcid gras que reb el nom de sabó.

Aquesta és una reacció molt important, doncs si bé els àcids grassos són insolubles en aigua, les molècules de sabó formes grups anomenats micel·les que es dispersen en l'aigua, estàn formant dispersions col·loïdals. La diferència està en el fet que el grup -COONa o -COOK s'ionitzen molt,

es a dir, originen molts radicals -COO-, mentre que el grup

-COOH síonitza molt poc (-COO- i H+).

Gràcies a aquest comportament amfipàtic dels sabons (la part polar i la part apolar tenen la mateixa força), aquests es poden dissoldre en aigua dant lloc a micel·les o bicapes si presenten aigua en el seu interior.

De manera que la part hidròfila estableix enllaços elèctrics amb les molècules d'aigua i altres molècules polars, mentre que la part hidròfoba estableix enllaços de Van der Waals amb altres molècules lipídiques

Així doncs quan posem sabó a l'aigua, els grups carboxils es disposen dins de l'aigua, mentre que la part hidrofoba queda fora d'ella formant una fina pel·lícula en la superfície

Si agitem, la pel·lícula s'enfonsa, i les molècules es disposen formant una estructura amb els grups carboxils dirigits cap a l'aigua i la part hidrocarbonada cap a l'interior de l'estructura, formant unes esferes anomenades micel·les, que constitueixen dispersions coloidals.

Si dins les micel·les si posa aigua, es formen les bicapes lipídiques (membrana cel·lular).

Quan una micel·la agafa aire en el seu interior, es diu que té efecte escumos. Mentre que si en el seu interior reté gotetes de lípids es parla d'efecte emulsionant o detergent.

Sabó

Els ésters es descomposen bullint-los amb solucions diluides de NaOH i KOH. Com a producte s'obté glicerol (alcohol) i sals sòdiques o potàsiques dels àcids grassos, anomenades sabons

Activitats● Exercicis 1 i 2 pàgina 49● Ex. 14, 15, 16, 17 pàgina 56● Investiga:

– Hi ha àcids grassos essencials en la dieta?● Justifica:

– Com es formen les pompes de sabó?

3. Nomenclatura i classificació

Degut a la seva gran diversitat, la classificació dels lípids també pot ser diversa, segons la seva composició química o segons la seva importància i funció biològica

3.1 Lípids SaponificablesSón aquells lípids que coneten àc. grassos en la seva estructura i poden realitzar la reacció de saponificació.

3.1.1 Acilglicèrids

Formats per l'esterficació d'un, dos o tres àcids grassos amb un alcohol anomenat glicerina (propanotriol), anomenant-se monoacilglicèrid, diacilglicèrid o triglicèrid segons el nombre d'àc. grassos esterificats.

Els triglicèrids s'anomenen també greixos neutres pq no tenen polaritat.

Classificació

Es classifiquen segons l'estat que presenten a temperatura ambient.

Olis: Líquids a Tº ambient, presnten com a mínim 1 àc. gras insaturat o són de cadena curta, o ambdues coses. Els trobem en les plantes oleaginoses com per exemple les llavors de girasol, la soja, o les olives: L'oli d'oliva està format per la trioleina (glicerina + 3 àc. oleics)

Sèu: Amb tots els àc. grassos saturats i de cadena llarga, són sòlids a Tº ambient.

● Mantega: àc. grassos de cadena curta, semisòlids a Tº ambient. La seva fluidesa dependrà del seu contingut d'àc. grassos insaturats.

Funcions

● Actuen com a combustible energètic, són els griexos. Són molècules molt reduides que a l'oxidar-se totalment, alliberen molta energia (9Kcal/g, Glúcids 4Kcal/g)

● Funcionen com a reserva energètica. Acomulen molta energia en poc pes. En comparació amb els glúcids, la seva combustió produeix el doble d'energia.

Els animals usen els lípids com a reserva energètica per a poder desplaçar-se millor (el nostre cos no soportaria el

pes si tota l'energia s'acumules en forma de glúcids)

● Serveixen com aïllament tèrmic. Consdueixen el calor molt malament. Els animals de zones fredes solen presentar una gran capa de teixit adipòs.

● Són bons amortidors mecànics, absorbeixen l'energia dels cops i protegeixen estructures sensibles o que pateixen desgast.

Activitats● Investiga:

– Quina diferència hi ha entre l'oli refinat, el verge i el pur d'oliva?

– Quina relació hi ha entre els àcids grassos saturats i les malalties cardiovasculars?

– Als EEUU han inventat l'Olestra, un oli que no engreixa● Exercici 5, 6, 7, 8 i 9 pàgina 51● Exercicis 18 i 19 pàgina 56

3.1.2 Cèrids

També anomenats ceres, es formen per l'esterificació d'un àcid gras de cadena llarga (14-36 C) amb un monoalcohol de cadena llarga (16-30 C), dant lloc a una molècula totalment apolar, molt hidròfoba, doncs no presenta cap càrrega i la seva estructura és d'un tamany important.

Funcions

Les seves carcaterístiques permeten que la funció principal de les ceres sigui la impermeabilització, revestint fulles, fruits, flors o tallus joves, així com els teguments de molts animals, el pèl o les plomes estan recoberts d'una capa cèrea per a impedir la pèrdua o entrada d'aigua, sobre tot en animals petits.

També es poden trobar barrejats amb àc. grassos lliures i esteroides, com la cera d'abelles, la lanolina, la cera de la llana, etc...

Activitats● Exercici 4 pàgina 51● Exercici 20 i 21 pàgina 56● Investiga:

– Com es produeix la cera?

3.1.3 Lípids complexos o de membrana

Ésters d'àcid gras amb un alcohol i un tercer tipus de molécula que pot ser un glúcid, un àcid fosfòric, un derivat aminat o altres. Són les principals molècules constituents de la bicapa lipídica de la membrana plasmàtica. Com els sabons, tenen un caràcter amfipàtic molt marcat, en contacte amb l'aigua es disposen formant bicapes, amb la zona lipofílica cap a l'interior i la zona hidròfila en contacte amb les molècules d'aigua.

Classificació

Glicerolípids

Formats per dos àcids grassos units per enllaç ester a dos grups alcohol de la glicerina, que presentarà el tercer grup unit a una molècula diferent:

GlicerolípidsGliceroglucolipids

Glicerofosfolipids

EsfingolipidsEsfingoglucolipids

Esfingofosfolipids

● Gliceroglucolípid: El tercer -OH de la glicerina està unit a un glúcid. Els trobem en les membranes bacterianes i en les cèl·lules vegetals.

● Glicerofosdolípid o fosfolípids: El tercer -OH de la glicerina està unit a un àcid fosfòric. Formant l'estructura d'àcid fosfatídic. Són components de la membrana plasmàtica.

● Fosfoglicèrids: Els diferents fosfolípids deriven de l'estructura anterior, i s'anomenen amb el prefix fosfatidil + el nom de l'alohol que s'uneix a l'àcid fosfatídic L'alcohol pot ser un

amino alcohol, porta un grup amino (-NH2), com la Serina,

l'Etanolamina o la Colina i formar el que s'anomena fosfaminolípid.

Esfingolípids

Derivats d'una molècula anomenada ceramida, que està formada per un àcid gras unit per enllaç ester a l'esfingosina, un alcohol de cadena llarga. Segons la molècula que s'uneixi a la ceramida parlarem de:

● Esfingoglucolípids o Glicoesfingolípids: Resulten de la unió de la ceramida amb un glúcid monosacàrid com la glucosa i la galactosa entre d'altres. Es troben en les membranes plasmàtiques de totes les cèl·lules, es situen en la cara externa de la membrana, on fan la funció de receptors de membrana. Molt abundants en les neurones cerebrals on actuen de receptors dels neurotransmissors. Se'n diferencien dos tipus principals:

● Cerebròsids: Presenten un únic monosacàrid o oligosacàrid de menys de 15 monosacàrids.

● Gangliòsid: Presenten un oligosacàrid complex.

● Esfingofosfolipids o fosfoesfingolípids : El grup alcohol de la ceramida s'uneix a una molècula d'àcid ortofosfòric que alhora s'uneix amb una altra molècula d' etanolamina o de colina. Les més importants són les esfingomielines, molt abundants en els teixits nerviosos, on formen part de les beines de mielina que protegeixen els axons. Mostren també comportament amfipàtic.

Activitats● Exercicis: 23, 24, 25, 36 i 37 pàgina 56 i 57

3.2 Lípids Insaponificables

No presenten àcids grassos en la seva composició3.2.1 Esteroides

Derivats del ciclopentà perhidrofenantré.

Esterols

Presenten un grup hidroxil unit al C 3 i una cadena alifàtica en el C 17. Dins d'aquest grup destaquen el colesterol, l'estradiol, la testosterona, l'aldosterona, la progesterona, etc...:

● Colesterol: Forma part de les membranes de les cèl·lules dels animals, a les que confereixen estabilitat, doncs se situen entre els fosfolípids i els fixen. A partir d'aquesta molécula se sintetitzen la major part d'esteroides

● Àcids biliars: Són un grup de molècules produides al fetge a partir del colesterol, i de les que deriven les sals biliars que s'encarreguen de l'emulsió dels greixos a l'intestí, fet que afavoreix l'acció de les lipases i la posterior absorció inetstinal.

● Vitamines D: Format per un conjunt d'esterols que regulen el metabolisme del calci i la seva absorció inetstinal. La síntesi de la vit. D és induïda per l'acció dels ratjos UV sobre la pell. La seva manca causa raquitisme en nens i osteomalàcia en adults.

● L'estradiol: Es l'hormona encarregada de regular l'aparició de caràcters sexuals 2aris.

● Hormones esteroides: Són els esteroides que tenen un àtom d'oxígen unit al C 3 per mitjà d'un doble enllaç. Se'n diferencien dos grups:

● Hormones suprarenals com l'aldosterona que incrementa la reabsorció d'ions de Na i Cl al ronyó; i el cortisol, que actua afavorint la síntesi de glucosa i de glicogen i el catabolisme de lípids i proteïnes. Aquestes hormones es sintetitzen a les càpsules suprarenals,

situades a l'extrem apical del ronyó.

● Les hormones sexuals, entre les que destaquen les prostaglandines, que prepara als òrgans sexuals femenins per a la gestació, i la testosterona, responsable dels caràcters sexuals masculins.

Activitats● Exercicis: 26, 27, 28, 29, 37 i 38 pàgines 56 i

57

3.2.2 Isoprenoides

Els isoprenoides o terpens es formen per la unió de molècules d'isopré. Les estructures que s'originen poden ser lineals o cícliques. Aquests enllaós poden ser excitats per la llum o la temperatura. Al canviar la seva posició emeten una senyal. Per això, aquestes molècules estàn relacionades amb la recepció d'estímuls llumínics o químics.

Classificació dels terpens

NombreNº d'isoprens que

componen la molècula

Funció Exemple

Monoterpens 2 Aroma i essències Geraniol i mentol

Sesquiterpens 3 Intermediari en la síntesi del colesterol

Farnesol

Diterpens 4 Formen pigments i vitamines

Fitol, vitamina A, E, K

Tetraterpens 8 Pigments vegetals Carotens, xantofiles

Politerpens n Aïllants Làtex, cautxo

3.2.3 Prostaglandines

Són lípids formats a partir d'un àcid gras, anomenat àcid araquidònic. El seu nom prové de la prostata, doncs fou el primer lloc on s'aïllaren. Pe`ro també les trobem en altres teixits.

Compleixen funcions relacionades amb processos imflamatoria, com el dolor, la febre, els edemes i l'envermelliment.

Estimulen els receptors del dolor i inicien la vasodilatació capilar.

La seva producció s'inhibeix amb la presència d'àcid acteil salisílic (aspirina).

Algunes funcionen com a vasodilatadors, regulant la pressió sanguinia.

Promouen la contracció de la musculatura llisa.

Intervenen en la coagulació sanguinea.

Activitats● Exercicis: 10, 11, 12 i 13 pàgina 55● Exercicis: 30, 31 i 32 pàgina 56● Activitats:

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/actividades/act4a.htm

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/actividades/act4a.htm

4. Funcions dels lípids