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 disolventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, 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). 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 disolventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, 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 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).

Ácidos Grasos

Ácido carboxilo unido a una cadena hidrocarbonada de 4 a 36 C (carbono) que esta en su forma más reducida.

La cadena hidrocarbonada pupede estas saturada, o sea, con enlaces simples; o insaturada, con enlaces dobles.

Las saturadas son lineales y las insaturadas , con enlaces dobles.

 Saturado

 Insaturado

Las saturadas son lineales y las insaturadaspresentan un ´ángulo en la(s) zona(s) del doble enlace.

Su nomenclatura comienza con el número de C que componen el ácido, separado por dos puntos del número de dobles enlaces que se acompaña por un parentesis que contiene un delta con el que se indica la posición de los dobles enlaces. El carbono 1 es el del ácido carboxilo.

Ej:

Ácido láurico 12:0 -->saturado

Ácido oleico 18:1(delta 9) --> insaturado.

Funciones:

Determinadas por el largo de la cadena hidrocarbonada y el número de dobles enlaces.

A tº ambiente los ácidos grasos saturados con cadenas de 12 a 24 C tienen consistencia semisolidad (cerosa) en cambio, los insaturados tienen consistencia líquida (aceitosa). Esto debido a que existe un mayor número de interacciones entre cadenas lineales que tienden a ordenase mejor formando sustancias más sólidas.A pH=7, el grupo carboxilo esta ionizado.

En animales vertebrados, los ácidos grasos circulan en la sangre unidos a una proteína transportadora llamada albúmina sérica.

Triacilgliceroles

Ácidos grasos saturados e insaturados que pueden combinarse con el glicerol para formar triacilglicerol o triglicéridos. Este es un compuesto común para el almacenamiento energético en células eucariontes. Son hidrofóbicos y se almacenan como gotas en células especiales.La almacenación de energía en trigliceridos tiene una ventaja por sobre los carbohidratos que no se acumula agua de hidratación y que en la oxidación rinden más de 2 veces.

Los aceites y grasas presentes en los alimentos animales son genrealmente una mezcla de trigliceridos saturados e insaturados.

La únion de los trigliceridos puede ser hidrolisada por ácido o álcalis. El calentamiento de las grasas animales con NaOH o KOH produce glicerol y las sales de Na+ o K+ de los ácidos grasos, conocidas como jabones. A este proceso se le denomina saponificación.

Los jabones ayudan a solubilizar o dispersar materiales insolubles en agua, formando agregados microscópicos o micelas. Los triglicéridos pueden ser hidrolizados por enzimas llamadas lipasas y liberan los ácidos grasos que son transportados en la sangre (en el instentino hay lipasas y tambiénen los adipocitos).

Las ceras.

Formadas por ácidos grasos de cadenas de 14 a 36 C unidas por un enlace ester a alcoholes de cadena larga de 16 a 30 carbonos.

El punto de fusión de las ceras es mayor que el de los trigliceridos (60º -100º) por lo que son generalmente sólidas a tº ambiente.

Lípidos de la membrana.

Existen tres tipos principales de lípidos de membrana:

1. glicerofosfolípidos
2. esfingolípidos
3. esteroles.

1.- Glicerofosfolípidos

Estos lípidos de membrana son fosfolípidos y están formados por glicerol unido en el C1 a un ácido graso saturado, en C2 a un ácido graso insaturado y en C3 a un grupo fosfato y a un alcohol polar.

2.- Esfingolípidos

Este tipo de lípidos también forma parte de ciertas membranas. entre los esfingolípidos tambíen hay un tipo de fosfolípido que es el esfingomielina.

Los esfingolípidos no contienen glicerol y están formados por una molécula de alcohol aminada de cadena larga que es la esfingosina unida en el C2 que lleva un grupo amino que está unido a un ácido graso saturado y el C1 puede estar unido a un grupo fosfato y al alcohol colina o a uno o más azúcares.Cuando se une un ácido graso en enlace amida al -NH2, el compuesto que se obtiene es una ceramida, la que es la unidad estructural fundamental de todos los esfingolípidos.

Existen tres subclases de esfingolípidos:

1. esfingomielinas: contienen fosfocolina o fosfoetanolamina como grupo de cabeza polar, se encuentra en las membranas plasmáticas de las células animales; principalmente en la vaina de mielina.
2. glucolípidos o glucoesfongolípidos: son neutros y están asociados a un azúcar (o más) se ubican principalmente en la cara externa de la membrana celular. Existen los cerebrósidos que tienen un solo azúcar unido a la ceramida, denominados asi por su ubicación en el SN, en las membranas plasmáticas de los tejidos nerviosos, cuando se unen a una galactosa. Cuando se unen a una glucosa, pertenecen a las membranas plasmáticas de las células no nerviosas.
3. glangliósidos: formados por una cabeza polar muy grande que contiene varias unidades glucídicas.

La principal función de los esfingolípidos es el reconocimiento biológico. Es más, los grupos sanguíneos estan determinados por ellos.

Los glicerofosfolípidos de las membranas son constantemente renovadas ya que son degradadas y reemplazadas por las fosfolipasas, que rompen especificamente los istintos tipos de uniones. Las fosfolipasas A remueven los ácidos grasos del C1 y C2, dejando un lisofosolípido libre que es degradado por lisofosfolipasas para remover el fosfolipido. La degradación de fosfolípidos permite la expresión de señales extracelulares que activan a una fosfolipasa C que rompe los fosfatidilinositoles, liberando diacilglicerol e inositol fosfato, los que actuan como mensajeros intracelulares . Otros estimulos extracelulares activan a algunas fosfolipasas A que liberan ácido araquidónico que sirve para la síntesis de prostaglandinas, que tambíen son segundos mensajeros.

3.- Esteroles.

Formadores de membrana en menor medida que los dos grupos anteriores. Derivados del colesterol. Los esteroles no contienen ácidos grasos como los esfingolípidos y glicerofosfolípidos . El anillo de colesterol se forma a partir de la condensación de unidades de isoprenos. El colesterol y sus derivados son moléculas planares que tiene un grupo polar (-OH) en el C3 y una larga cadena alifática en el C17. En algunos eucariontes existe el estigmasterol, en vez de colesterol en las membranas.

Existen muchas moléculas derivadas del colesterol que tienen diversas funciones tales como los ácidos biliares, hormonas esreroidales y la vitamina D3.

Carbohidratos

Los carbohidratos o hidratos de carbono están formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) con la formula general (CH₂O)_n. Los carbohidratos incluyen azúcares, almidones, celulosa, y muchos otros compuestos que se encuentran en los organismos vivientes. 

Los Carbohidratos, 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.

Dependiendo de su composición, los carbohidratos pueden clasificarse en:

Simples

• Monosacáridos: glucosa o fructosa
• Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc.
• Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.

Complejos

• Polisacáridos: están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples.
• Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos.
• Función estructural: celulosa y xilanos.

Los monosacáridos son azúcares simples

Clasificación de monosacáridos basado en el número de carbonos 

Número de Carbonos	Categoría	Ejemplos
4	Tetrosa	Eritrosa, Treosa
5	Pentosa	Arabinosa, Ribosa, Ribulosa, Xilosa, Xilulosa, Lixosa
6	Hexosa	Alosa, Altrosa, Fructosa, Galactosa, Glucosa, Gulosa, Idosa, Manosa, Sorbosa, Talosa, Tagatosa
7	Heptosa	Sedoheptulosa

Las estructuras de los sacáridos se distinguen principalmente por la orientación de los grupos hidroxilos (-OH). Esta pequeña diferencia estructural tiene un gran efecto en las propiedades bioquímicas, las características organolepticas (e.g., sabor), y en las propiedades físicas como el punto de fusión y la rotación específica de la luz polarizada. Un monosacárido de forma lineal que tiene un grupo carbonilo (C=O) en el carbono final formando un aldehído (-CHO) se clasifica como una aldosa. Cuando el grupo carbonilo está en un átomo interior formando una cetona, el monosacárido se clasifica como una cetosa. 

Tetrosas

D-Eritrosa	D-Treosa

Pentosas

D-Ribosa	D-Arabinosa	D-Xilosa	D-Lixosa

La forma anular de la ribosa es un componente del ácido ribonucleico (ARN). La desoxirribosa, que se distingue de la ribosa por no tener un oxígeno en la posición 2, es un componente del ácido desoxirribonucleico (ADN). En los ácidos nucleicos, el grupo hidroxilo en el carbono numero 1 se reemplaza con bases nucleótidas.

       

Ribosa	Desoxirribosa

Hexosas

Hexosas, como las que están ilustradas aquí, tienen la fórmula molecular C₆H₁₂O₆. El químico alemán Emil Fischer (1852-1919) identificó los estereoisómeros de estas aldohexosas en 1894. Por este trabajo recibió un Premio Nobel en 1902.

			D-Alosa D-Altrosa D-Glucosa D-Manosa
			D-Gulosa D-Idosa D-Galactosa D-Talosa

 Estructuras que tienen configuraciones opuestas solamente en un grupo hidroxilo, como la glucosa y la manosa, se llaman epímeros. La glucosa, también llamada dextrosa, es el azúcar más predominante en las plantas y los animales, y es el azúcar presente en la sangre. La forma lineal de la glucosa es un aldehído polihídrico. En otras palabras, es una cadena de carbonos con varios grupos hidroxilos y un grupo aldehído. La fructosa, también llamada levulosa, está ilustrada aquí en forma lineal y anular. La relación entre estas formas se discute más tarde. La fructosa y la glucosa son los principales hidratos de carbono en la miel.

D-Tagatosa (una cetosa)	D-Fructosa	Fructosa	Galactosa	Manosa

Formas lineales y anulares

Los monosacáridos pueden existir en formas lineales y formas anulares, como se ha ilustrado anteriormente. La forma anular es más favorecida en soluciones acuosas, y el mecanismo de la formación de las formas cíclicas es semejante en todos los azúcares simples. La forma anular de la glucosa se crea cuando el oxígeno del carbono numero 5 se enlaza con el carbono que forma el grupo carbonilo (el carbono numero 1) y transfiere su hidrógeno al oxígeno del carbonilo para crear un grupo hidroxilo. Estos intercambios producen alfa-glucosa cuando el grupo hidroxilo resulta en el lado opuesto al grupo -CH₂OH, o beta-glucosa cuando el grupo hidroxilo resulta en el mismo lado que el grupo -CH₂OH. Isómeros como estos, que se diferencian solamente en la configuración del carbono del grupo carbonilo, se llaman anómeros. La letra D en el nombre se derivó originalmente de la propiedad de las soluciones de glucosa natural que desvían el plano de la luz polarizada a la derecha (dextrorotatoria), aunque ahora la letra denota una configuración específica. Monosacáridos que tienen formas cíclicas pentagonales, como la ribosa, se llaman furanosas. Azúcares con formas cíclicas hexagonales, como la glucosa, se llaman piranosas.

D-Glucosa (una aldosa)	α-D-Glucosa	β-D-Glucosa	Ciclación de la glucosa

Estereoquímica

Sacáridos con grupos funcionales idénticos pero con configuraciones espaciales diferentes tienen propiedades químicas y biológicas distintas. La estereoquímica es el estudio de la organización de los átomos en un espacio tridimensional. Se les llama estereoisómeros a los compuestos con enlaces químicos idénticos que se distinguen por tener los átomos en una configuración espacial diferente. Compuestos especulares no superponibles, comparables a un zapato derecho y uno izquierdo, se llaman enantiómeros. Las estructuras siguientes ilustran la diferencia entre la β-D-Glucosa y la β-L-Glucosa. Moléculas idénticas pueden hacerse corresponder rotándolas, pero los enantiómeros, que corresponden a imágenes reflejadas en un espejo, no pueden ser superpuestas. La glucosa es ilustrada frecuentemente en "forma de silla" que es la conformación predominante en disolución acuosa. La conformación de "bote" de la glucosa es inestable.

β-D-Glucosa	β-L-Glucosa	β-D-Glucosa (forma de silla)
β-D-Glucosa	β-L-Glucosa	β-D-Glucosa (forma de bote)

Azúcar-alcoholes, Aminoazúcares, y Ácidos urónicos

Los azúcares pueden ser modificados en el laboratorio o por procesos naturales para producir compuestos que retienen la configuración de los sacáridos, pero con grupos funcionales diferentes. Los azúcar-alcoholes, también llamados polioles, alcoholes polihídricos, o polialcoholes, corresponden a las formas hidrogenadas de las aldosas y cetosas. Por ejemplo, glucitol (sorbitol), tiene la misma forma lineal que la glucosa, pero el grupo aldehído (-CHO) se reemplaza con -CH₂OH. Otros azúcar-alcoholes comunes incluyen los monosacáridos eritritol y xilitol, y los disacáridos lactitol y maltitol. Los azúcar-alcoholes tienen aproximadamente la mitad de las calorías que otros carbohidratos y se usan frecuentemente en productos "sin azúcar" o de bajas calorías.

Xilitol, que tiene los grupos hidroxilos con la orientación de la xilosa, es un ingrediente común en dulces y chicles "sin azúcar" porque tiene aproximadamente la dulzura de la sucrosa y solamente el 40% de las calorías. Aunque este azúcar-alcohol parece ser inofensivo para los humanos, una dosis pequeña de xilitol puede causar insuficiencia hepática y muerte en los perros.

Los aminoazúcares o amino-sacáridos reemplazan un grupo hidroxilo con un grupo amino (-NH₂). La glucosamina es un aminoazúcar que se usa para regenerar el cartílago y para reducir el dolor y la progresión de la artritis.

Los ácidos urónicos tienen un grupo carboxilo (-COOH) en el carbono que no es parte del anillo. Los nombres de los ácidos urónicos retienen la raíz de los monosacáridos, pero el sufijo -osa cambia a -urónico. Por ejemplo, el ácido galacturónico tiene la misma configuración que la galactosa, y la configuración del ácido glucurónico corresponde a la glucosa. 

                          
       
Glucitol o Sorbitol
(un azúcar alcohol)   Glucosamina
  (un aminoazúcar)    Ácido glucurónico
(un ácido urónico)     

Bibliografía http://www.scientificpsychic.com/fitness/carbohidratos1.html http://www.salud.bioetica.org/carbohidratos.htm http://www.enbuenasmanos.com/articulos/muestra.asp?art=57 http://www.ejemplode.com/38-quimica/602-carbohidratos.html Gibbons, B.J., Roach, P.J., and Hurley, T.D., Crystal Structure of the autocatalytic initiator of glycogen synthesis, glycogenin. J. Mol. Biol. 319:463-477, 2002. The Merk Index, Ninth Edition, 1976. Gonzáles Canga, A., et al., Glucomannan: Properties and Therapeutic Applications, Nutr. Hosp., 19(1) 45-50, 2004. J. P. Roubroeks, R. Andersson, D. I. Mastromauro, B. E. Christensen and P. Åman, Molecular weight, structure and shape of oat (1→3),(1→4)-b-D-glucan fractions obtained by enzymatic degradation with (1→4)-b-D-glucan 4-glucanohydrolase from Trichoderma reesei, Carbohydr. Polym. 46 (2001) 275-285.