Lípids: Estructura, Classificació i Funcions Bioquímiques
Lípids: Concepte i Característiques
Els lípids són biomolècules formades bàsicament per C, H i O, tot i que alguns també contenen N, P o S. Constitueixen un grup molt heterogeni de substàncies que comparteixen les següents característiques:
- Són insolubles en dissolvents polars (aigua).
- Són solubles en dissolvents orgànics (èter, cloroform, benzè, etc.).
- Són untuosos al tacte.
- Són menys densos que l’aigua.
Àcids Grassos
Concepte i Classificació
Són la unitat bàsica dels lípids saponificables. Estan formats per una cadena hidrocarbonada llarga i lineal, amb un nombre parell d’àtoms de carboni (12-24 C) i amb un grup carboxil (--COOH) a l’extrem:
CH₃ – (CH₂)n – COOH
No se solen trobar en estat lliure, sinó que s’obtenen per hidròlisi d’altres lípids. Se’n coneixen uns 70, i es poden classificar en dos grups:
- Saturats: Tots els enllaços són senzills. Són abundants en els greixos animals. Tenen un punt de fusió més alt (augmenta amb el nombre de C).
- Insaturats: Presenten un (monoinsaturats) o més (poliinsaturats) dobles enllaços. Són abundants en els olis vegetals i en el peix blau. Tenen un punt de fusió més baix.
Hi ha àcids grassos poliinsaturats essencials per a l’ésser humà: la sèrie de l’àcid linoleic (omega-6) i la de l’àcid linolènic (omega-3).
Propietats dels Àcids Grassos
Comportament amfipàtic
Els àcids grassos presenten una cua apolar hidròfoba i un cap polar (grup carboxil) hidròfil. Així doncs, en medi aquós formen pel·lícules superficials, micel·les o liposomes. Entre els grups metilens (-CH₂-) de les cadenes apolars s’estableixen enllaços de Van der Waals.
Esterificació
Un àcid gras s’uneix a un alcohol formant un èster i una molècula d’aigua:
Saponificació
Un àcid gras reacciona amb una base forta (NaOH, KOH) formant una sal d’àcid gras (sabó) i una molècula d’aigua:
Lípids Saponificables
Acilglicèrids
Són èsters de glicerina (propanotriol) amb 1, 2 o 3 àcids grassos, donant lloc a monoglicèrids, diglicèrids i triglicèrids (greixos) respectivament. La reacció és reversible mitjançant lipases (hidròlisi).
A la indústria es fa una hidròlisi alcalina amb sosa (NaOH) o potassa (KOH) per a obtenir sabó (saponificació):
Els greixos són substàncies de reserva d’energia tant als vegetals (llavors, fruits secs) com als animals (teixit adipós). El greix subcutani és un aïllant tèrmic.
Ceres
Són èsters d’un monoalcohol de cadena llarga amb 1 àcid gras. La més coneguda és la cera d’abella (palmitat de miricil) que forma els ruscs, però la funció principal dels cèrids és la protecció i la impermeabilització de superfícies i estructures (pèl, plomes, fruits, fulles, cerumen del conducte auditiu, etc.).
Fosfolípids
Presenten un comportament amfipàtic, ja que tenen una zona polar hidròfila (fosfat) i una zona apolar hidròfoba (àcids grassos). Això els permet formar les bicapes lipídiques, que són l’estructura bàsica de les membranes cel·lulars.
Fosfoglicèrids
Són èsters d’àcid fosfatídic amb un compost polar. L’àcid fosfatídic està format per un diacilglicèrid que té un àcid gras insaturat i un àcid fosfòric. Els més coneguts són la fosfatidilcolina (lecitina), la fosfatidiletanolamina (cefalina) i la fosfatidilserina.
Fosfoesfingolípids
Formats per una ceramida (esfingosina + àcid gras), un àcid fosfòric i un compost polar. El més conegut és l’esfingomielina, que té colina com a compost polar, i és molt abundant a les beines de mielina dels àxons de les neurones.
Glicolípids (o Glicoesfingolípids)
Lípids formats per la unió d’una ceramida (esfingosina + àcid gras) i un glúcid. Se situen a la cara externa de la membrana cel·lular (especialment de les neurones del cervell), on actuen com a receptors cel·lulars. Segons el glúcid que contenen podem diferenciar:
- Cerebròsids (glúcid = glucosa o galactosa)
- Gangliòsids (glúcid = oligosacàrid)
Lípids Insaponificables
Terpens (o Isoprenoides)
Són polímers lineals o ciclats, derivats de l’isoprè (2-metil-1,3-butadiè). Es troben als vegetals, com a pigments o elements aromàtics. Es classifiquen segons el nombre d’isoprens que contenen.
Monoterpens (2 isoprens)
Són essències vegetals com ara el mentol (menta), el geraniol (gerani), el timol (farigola) i el limonè (llimona).
Sesquiterpens (3 isoprens)
Són bàlsams i altres substàncies, sovint de gust amarg. Per exemple el farnesol.
Diterpens (4 isoprens)
Són coneguts el fitol, que forma part de la molècula de clorofil·la, i les vitamines A (retinol), E (tocoferol) i K (fil·loquinona).
Triterpens (6 isoprens)
Entre els quals podem esmentar l’esqualè, que es troba al fetge dels taurons, i és precursor del colesterol.
Tetraterpens (8 isoprens)
Destaquen els carotenoides, que són pigments vegetals vermells (carotens) o grocs (xantofil·les). En són exemples el licopè (tomàquet), i el β-carotè (pastanaga) que és precursor de la vitamina A.
Politerpens (més de 8 isoprens)
Destaca el cautxú, format per milers d’isoprens disposats linealment.
Esteroides
Són lípids derivats de l’esterà (ciclopentàperhidrofenantrè):
Esterols
Esteroides amb un grup hidroxil (-OH) en el C3 i una cadena carbonada en el C17. Cal destacar:
- Colesterol, que és un component de la membrana cel·lular dels animals, a la qual dona estabilitat. És precursor d’altres esteroides.
- Àcids biliars, que s’encarreguen de l’emulsió dels greixos.
- Vitamines D, que regulen l’absorció intestinal del calci. Distingim la vitamina D2 (calciferol) en els vegetals, que prové de l’ergosterol, i la vitamina D3 (colecalciferol), que prové del colesterol. La seva síntesi és induïda pels rajos ultraviolats.
- Estradiol, hormona que regula l’aparició dels caràcters sexuals secundaris femenins.
Hormones Esteroides
Esteroides amb un oxigen en el C3 mitjançant un doble enllaç.
- Hormones sexuals femenines (progesterona) i masculines (testosterona).
- Hormones suprarenals (corticoides), com ara l’aldosterona, que regula l’excreció d’aigua als ronyons, i el cortisol, que regula la síntesi del glicogen.
Prostaglandines
Lípids derivats del prostanat (anell ciclopentà amb dues cadenes alifàtiques). Es sintetitzen a partir dels àcids grassos que formen part dels fosfolípids, i actuen com a hormones locals i de vida curta. Les seves funcions són molt diverses:
- Intervenen en la resposta inflamatòria: vasodilatació, augment de la permeabilitat dels teixits permetent el pas dels leucòcits, antiagregant plaquetari i estímul de les terminacions nervioses del dolor.
- Provoquen la contracció de la musculatura llisa. Això és especialment important en la de l'úter de la dona.
- Intervenen en la regulació de la temperatura corporal (aparició de febre).
- Secreció de mucus a les parets de l’estómac.
- Controlen el descens de la pressió arterial en afavorir l'eliminació de substàncies en el ronyó.
Funcions dels Lípids
Reserva energètica
Els greixos són la principal reserva energètica. Proporcionen 9,4 kcal/g en front de les 4,1 kcal/g dels glúcids, de manera que ocupen menys espai.
Estructural
Els fosfolípids, els glicolípids i el colesterol constitueixen les membranes cel·lulars. Les ceres proporcionen protecció i impermeabilitat a fruits, plomes, etc., i els greixos són protectors tèrmics en animals de climes freds.
Reguladora
Compleixen aquesta funció els pigments fotosintètics, les vitamines liposolubles, les hormones esteroides i les prostaglandines.
Transport
Les lipoproteïnes transporten lípids per la sang, i els àcids biliars emulsionen els greixos per a poder ser transportats i degradats.