Introducción a los Lípidos

Los lípidos son biomoléculas orgánicas compuestas principalmente por carbono e hidrógeno, y en menor proporción, oxígeno. Además, pueden contener fósforo, nitrógeno y azufre. Constituyen un grupo de sustancias muy heterogéneas que comparten las siguientes características:

• Son poco densos.
• Son insolubles en agua u otros disolventes polares.
• Son solubles en disolventes orgánicos (no polares), como éter, cloroformo o benceno. Esta solubilidad se debe a la presencia de largas cadenas hidrocarbonadas que carecen de polaridad, lo que las convierte en sustancias hidrófobas.

Ácidos Grasos: Composición y Estructura

Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos (-COOH) en un extremo y poseen una cadena larga hidrocarbonada de tipo lineal o alifática (-CH₂-CH₂-CH₂–). Sus características principales son:

• Suelen tener un número par de carbonos (entre 14 y 22), siendo los más abundantes los de 16 y 18 carbonos.
• Son componentes esenciales de muchos lípidos y se obtienen por hidrólisis, rara vez encontrándose en forma libre.

Tipos de Ácidos Grasos

Ácidos Grasos Saturados

Los ácidos grasos son saturados cuando no poseen enlaces dobles en su cadena hidrocarbonada.

• Son moléculas flexibles.
• Generalmente son sustancias sólidas a temperatura ambiente.

Ácidos Grasos Insaturados

Los ácidos grasos insaturados poseen uno o más enlaces dobles en su cadena. Estos dobles enlaces implican que los dos carbonos involucrados están en el mismo plano, lo que impide la rotación y da lugar a dos configuraciones o isómeros espaciales:

• Isómeros cis: Los dos radicales se encuentran en el mismo plano.
• Isómeros trans: Los dos radicales se encuentran en planos diferentes.

La conformación quebrada de la configuración cis es responsable de su bajo punto de fusión. En los seres vivos, los ácidos grasos insaturados son casi siempre de configuración cis. Los ácidos grasos cis presentan una curvatura en el doble enlace, a diferencia de los trans. Al estar menos compactados, los triglicéridos que los contienen tienen puntos de fusión menores que los saturados y permanecen líquidos a temperatura ambiente, como es el caso de los aceites vegetales y de pescado.

Propiedades de los Ácidos Grasos

Propiedades Físicas

Las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos se mantienen unidas mediante fuerzas de Van der Waals (entre los grupos -CH₂–), y sus grupos carboxilo mediante puentes de hidrógeno.

• Los ácidos grasos saturados son sólidos a temperatura ambiente (punto de fusión alto).
• Los ácidos grasos insaturados son líquidos a temperatura ambiente (punto de fusión bajo).

Sustancias Anfipáticas

Los ácidos grasos son sustancias anfipáticas, lo que significa que poseen una zona polar y una zona apolar:

• Zona Apolar (Hidrófoba): Es la cadena alifática o hidrocarbonada (lipófila). Repele el agua y establece enlaces de Van der Waals con otras moléculas lipídicas. Es insoluble en agua.
• Zona Polar (Hidrófila): Es el grupo carboxilo ionizado (-COO^–). Se disocia como un ácido débil (R-COOH → R-COO^– + H⁺) y establece atracciones de tipo eléctrico con el agua y otras moléculas polares. Es soluble en agua.

En un medio acuoso, los compuestos anfipáticos pueden formar:

• Monocapas: Al introducirse en el agua, la parte polar o hidrófila queda en el exterior, mientras que la apolar o hidrófoba se orienta hacia el interior o hacia otra fase apolar.
• Micelas: Estructuras esféricas donde las colas hidrófobas se agrupan en el interior, y las cabezas hidrófilas se orientan hacia el exterior, en contacto con el agua.

Comportamiento Anfipático de los Jabones

Los jabones son sales de ácidos grasos y presentan un comportamiento anfipático similar:

• La cadena hidrocarbonada actúa como zona lipófila, capaz de establecer enlaces de Van der Waals con moléculas lipídicas y rehúye el contacto con el agua.
• La parte hidrófila (por ejemplo, -COONa) se ioniza, estableciendo atracciones de tipo eléctrico con las moléculas de agua y otros grupos polares.

La acción limpiadora del jabón reside en la capacidad de la cola hidrocarbonada de la molécula de jabón para disolver las gotitas de grasa insolubles en agua. Las moléculas de jabón rodean la suciedad hasta incluirla en una envoltura denominada micela:

1. La parte apolar (hidrófoba) de la molécula de jabón se disuelve en la gotita de grasa.
2. Los grupos polares se orientan hacia la capa de agua que los rodea.
3. La repulsión entre cargas iguales evita que las gotas de grasa se unan de nuevo.
4. Se forma así una emulsión que puede ser separada de la superficie que se está lavando.

Triacilglicéridos (Triglicéridos)

Los triacilglicéridos son ésteres de glicerol con tres ácidos grasos. Se clasifican según el tipo y número de ácidos grasos:

Clasificación por Tipo de Ácidos Grasos

• Grasas simples: Si los tres ácidos grasos son iguales.
• Grasas mixtas: Si llevan ácidos grasos distintos.
• Las grasas naturales son una mezcla de grasas simples y mixtas.

Clasificación por Número de Ácidos Grasos

Según el número de hidroxilos de la glicerina que están esterificados:

• Triacilglicéridos: Los tres hidroxilos de la glicerina están esterificados. Son los más importantes y abundantes.
• Diacilglicéridos: Dos hidroxilos esterificados.
• Monoacilglicéridos: Un hidroxilo esterificado.

Los triacilglicéridos son totalmente apolares e insolubles en agua. Solo los monoacilglicéridos y diacilglicéridos poseen una débil polaridad debido a los radicales hidroxilo libres en la glicerina. Flotan debido a su baja densidad.

Grasas Animales y Vegetales

Las grasas animales y vegetales son mezclas complejas de triacilglicéridos:

• Grasas animales: Suelen ser sólidas a temperatura ambiente (ej. sebos o tocinos), con una gran proporción de ácidos grasos saturados, lo que les confiere un punto de fusión alto. La manteca o mantequilla es semisólida, con ácidos grasos de cadena corta y un punto de fusión bajo.
• Grasas vegetales: Generalmente líquidas a temperatura ambiente (ej. aceites), con una mayor proporción de ácidos grasos insaturados, lo que resulta en un punto de fusión bajo. Por ejemplo, el aceite de oliva es un éster de tres ácidos oleicos con la glicerina, conocido como trioleína.

Las grasas líquidas pueden transformarse en sólidas mediante un proceso de hidrogenación, conocido como endurecimiento de las grasas. Así se forman las grasas trans.

Hidrólisis de Triacilglicéridos

Hidrólisis Enzimática

Este proceso ocurre en el tubo digestivo de los animales por la acción de enzimas llamadas lipasas:

1. Primero, la bilis emulsiona las grasas.
2. Luego, las lipasas de los jugos intestinal y pancreático las hidrolizan.

Hidrólisis Química (Saponificación)

Se utiliza en la industria para la obtención de jabones. En este proceso, la grasa reacciona en caliente con una base fuerte (como la sosa o potasa), formando glicerina y las sales correspondientes de los ácidos grasos (jabones).

Reacción general:

Grasa + Base Fuerte (NaOH/KOH) → Glicerina + Jabón (Sales de Ácidos Grasos)

Funciones Biológicas de los Lípidos

Reserva Energética a Largo Plazo

• Los lípidos poseen un valor energético superior al de otros combustibles (9 Kcal/g), debido a que la cadena hidrocarbonada (hidrófoba) de los ácidos grasos está muy reducida.
• Se almacenan en estado anhidro (sin agua). A igual cantidad, la grasa proporciona aproximadamente 6 veces más energía que el glucógeno (que se almacena en gránulos hidratados).
• Permiten el almacenamiento de energía en animales sin un aumento significativo de peso.
• En vegetales, facilitan el almacenamiento de energía sin ocupar mucho espacio.

Aislamiento Térmico y Físico (Protección Mecánica)

• Los triacilglicéridos se almacenan en las vacuolas de los adipocitos del tejido adiposo.
• El tejido adiposo se encuentra en el tejido subcutáneo de la piel y rodeando órganos vitales, proporcionando aislamiento y protección contra golpes.