lunes, 9 de noviembre de 2009

Lípidos II

Lípidos no saponificables

La categoría de "lípidos no saponificables" incluye un conjunto de sustancias de naturaleza lipídica que tienen en común, únicamente, el hecho de que no dan lugar a ácidos grasos cuando se les somete a hidrólisis básica.

Uno de los grupos de compuestos que se incluyen en esta categoría sí guardan, en realidad, relación con los ácidos grasos. Se trata de los eicosanoides, que derivan del ácido araquidónico. Todos ellos participan en procesos que tienen que ver con el dolor y la inflamación, y suelen actuar como mensajeros químicos a corta distancia: son secretados por una célula para influir en las que la rodean. Los eicosanoides incluyen varios tipos de sustancias distintas: las prostaglandinas, las prostaciclinas (su nombre hace referencia a que se aislaron por primera vez de la próstata), los tromboxanos y los leucotrienos. Las prostaglandinas tienen gran importancia como sustancias mediadoras del dolor. De hecho, el mecanismo por el cual la aspirina elimina esta sensación consiste, precisamente, en la inhibición de la síntesis de estas sustancias.

Los cuerpos cetónicos son un grupo de sustancias químicas que se producen en el organismo como resultado de la degradación anómala de los ácidos grasos. En ciertas situaciones patológicas, como la inanición o la diabetes, pueden ser producidos por el hígado y vertidos al torrente sanguíneo, dando lugar a una situación denominada cetosis que tiene graves consecuencias para el organismo.

El grupo más abundante y más diverso de lípidos no saponificables es el constituido por los terpenos o isoprenoides, denominados así porque pueden considerarse como derivados de una molécula de cinco carbonos, el isopreno. Los compuestos biológicos más pequeños de esta naturaleza incluyen dos unidades, y reciben el nombre de monoterpenos. Existen también sustancias formadas por tres (sesquiterpenos), cuatro (diterpenos), seis (triterpenos) u ocho (tetraterpenos) unidades de isopreno, y todos ellos tienen una considerable importancia biológica. Algunos monoterpenos, por ejemplo, son responsables de la mayor parte de los olores emitidos por los seres vivos (el geraniol, el limoneno, la putrescina, la cadaverina...), mientras que entre los tetraterpenos nos encontramos los carotenoides.

Los carotenoides son compuestos de considerable interés biológico, porque poseen naturaleza vitamínica: las vitaminas liposolubles (A, D, E y K) pertenecen a esta familia de sustancias, mientras que el β-Caroteno, a pesar de no ser por sí mismo una vitamina (porque no tiene actividad biológica) puede ser utilizado como precursor de otros compuestos de importancia.

Los esteroides son compuestos derivados de una sustancia policíclica, el ciclopentanoperhidrofenantreno. Estas sustancias tienen una gran importancia biológica; entre ellos se incluyen:
  • El colesterol, que juega un papel fundamental en la regulación de la fluidez de las membranas celulares animales, proporcionándoles un grado de rigidez que les resulta . A pesar de su importancia, un consumo excesivo de colesterol en la dieta puede suponer un problema de salud por el modo en que esta sustancia se transporta en el torrente sanguíneo. Las lipoproteínas de las que forma parte el colesterol exógeno (pero no el sintetizado por el propio organismo) tienen tendencia a formar placas que se adhieren a la superficie interna de los capilares, pudiendo llegar a obstruirlos y dando lugar a problemas circulatorios graves.
  • Las hormonas sexuales tanto masculinas (testosterona) como femeninas (estrógenos, progesterona) son también de naturaleza esteroidea. Las hormonas sexuales son las responsables de la diferenciación sexual secundaria, que establece la diferencia entre ambos sexos de la misma especie. También son responsables de la formación de los órganos sexuales y del comportamiento sexual.
  • Los corticoides son hormonas esteroideas producidas por la corteza de las glándulas adrenales (también conocidas como suprarrenales). Su función consiste en participar en la regulación del metabolismo de los minerales (mineralocorticoides) o de los glúcidos (glucocorticoides).
  • Los ácidos biliares se sintetizan como productos de degradación de grupos nitrogenados (porfirinas) y cumplen un curioso papel biológico doble; por una parte, son sustancias excretables, y como tales se eliminan del organismo a través de las heces. Por otra parte, la presencia de los ácidos biliares en el intestino (vertidos en él desde el hígado, a través de la vesícula biliar) es aprovechada por el organismo gracias a su capacidad para actuar como emulgentes. Los emulgentes son sustancias capaces de dispersar grasas, haciendo que formen gotas de pequeño tamaño, más fáciles de digerir. La función emulgente de los ácidos biliares es fundamental durante la digestión, hasta el punto de que estos compuestos, en principio destinados a ser excretados, son parcialmente reabsorbidos y reciclados en el organismo.
Los esteroides también tienen una gran importancia fisiológica como sustancias de interés medicamentoso. En general, los corticoides se utilizan como antiinflamatorios, mientras que análogos sintéticos de hormonas esteroideas son utilizados como sustancias dopantes por sus efectos anabolizantes (facilitan la absorción de nutrientes y el aumento de masa muscular).

Lipoproteínas

Las lipoproteínas son complejos macromoleculares formados por un conjunto de lípidos y varias proteínas que circulan por el torrente circulatorio. Su función consiste en facilitar el transporte de sustancias liposolubles a lo largo del sistema circulatorio, evitando que dichos compuestos incrementen la viscosidad de la sangre.

Las lipoproteínas contienen varios tipos de elementos: un componente proteínico (que recibe el nombre de apolipoproteína, que desempeñan varias funciones como mantener la cohesión de la lipoproteína, o permitir su unión con receptores de la superficie de la célula, y diferentes tipos de lípidos: fosfolípidos, triglicéridos, colesterol libre y ésteres de colesterol. La diferente proporción de estos compuestos determinan la diferente densidad de las lipoproteínas que, a su vez, es un factor fundamental en la facilidad o dificultad con la que circulan por el torrente circulatorio.


De menor a mayor densidad, las lipoproteínas que aparecen en el organismo son las siguientes:
  • Quilomicrones y remanentes de quilomicrones, procedentes de la absorción de los lípidos en el intestino.
  • VLDL: lipoproteínas de muy baja densidad
  • IDL: lipoproteínas de densidad intermedia
  • LDL: lipoproteínas de baja densidad
  • HDL: lipoproteínas de alta densidad
Los quilomicrones tienen un circuito reducido en el organismo (van del intestino al hígado recorriendo la vena porta hepática), de modo que las lipoproteínas que suponen un riesgo más grave para el sistema circulatorio son las VLDL. Por el contrario, las HDL no suponen un riesgo vascular grave, razón por la que se suele hablar de "colesterol malo" y "colesterol bueno", en función de la proporción entre VLDL+LDL y HDL que se detecta en la sangre.

Metabolismo de lípidos y lipoproteínas

Las lipoproteínas juegan un papel fundamental en el metabolismo de los lípidos por parte del organismo: desde el momento de su absorción en el intestino hasta el reciclaje de sus productos de degradacion en el hígado, los lípidos siempre son transportados en la sangre formando parte de lipoproteínas.

Cada tipo de lipoproteína tiene una función específica en este proceso metabólico, y ésta es, precisamente, su razón de ser. Siguiendo los pasos de un lípido absorbido a través de la dieta, su recorrido por el organismo podría ser el siguiente:

  1. El lípido es absorbido por las células intestinales, que lo incorporan a un quilomicrón. Éste es vertido directamente a la vena porta hepática, donde puede sufrir alguna modificación antes de llegar al hígado, transformándose en un remanente de quilomicrón.
  2. El higado es el órgano central del metabolismo de los lípidos. En él se forman los tipos de compuestos que realmente va a necesitar el resto del organismo, reestructurando los lípidos absorbidos durante la digestión. Cuando el resto de los órganos del cuerpo necesitan lípidos para su funcionamiento, el hígado vierte al torrente circulatorio general dos tipos de lipoproteínas: las LDL, para consumo preferente por parte del cerebro, y las VLDL, que son utilizadas por el resto de los órganos. Estas lipoproteínas se unen a receptores específicos de la membrana celular, permitiendo que los lípidos sean absorbidos por las células según sus necesidades.
  3. Los lípidos no utilizados por las células permanecen en las lipoproteínas, que de este modo reducen su contenido lipídico y aumentan su densidad. De esta forma, las LDL se transforman en HDL, mientras que las VLDL dan lugar a IDL. Estas lipoproteínas regresan, a través del sistema circulatorio, hasta el hígado, donde son absorbidas y recicladas.
Asociación de lípidos: micelas, bicapas y liposomas

Los lípidos anfipáticos (ácidos grasos, fosfolípidos y glucolípidos, fundamentalmente) tienen un comportamiento químico muy particular cuando se encuentran en un medio acuoso. Si depositamos con cuidado una cierta cantidad de este tipo de lípidos en un medio hidrófilo, los que entran en contacto con el agua tienden a formar una monocapa, es decir, una capa formada por una sola molécula de espesor, en la que las zonas polares de los lípidos se sitúan en contacto con el agua, mientras que las regiones apolares se alejan de ella, como se muestra en la siguiente figura.


Si agitamos una mezcla de este tipo, o si aumentamos la concentración de lípidos, éstos se dispersan por todo el volumen del medio acuoso, dando lugar a la aparición de pequeñas gotas lipídicas, de forma esférica, llamadas micelas. Las micelas poseen una estructura característica, determinada por el comportamiento de los lípidos: la parte externa de la micela está formada por las regiones polares de los lípidos, mientras que las zonas hidrofóbicas se sitúan hacia el centro de la estructura.
Si los lípidos anfipáticos se encuentran entre dos medios acuosos tienden a organizarse espontáneamente formando bicapas, estructuras simétricas formadas por dos series de moléculas enfrentadas unas a las otras, de modo que sus regiones polares quedan expuestas al entorno acuoso, mientras que las zonas hidrófobas quedan ocultas en el centro de la estructura.

Las bicapas pueden ser cerradas, dejando entonces un espacio central de naturaleza hidrófila, aislado del ambiente externo, también hidrófilo, por la bicapa lipídica que constituye su pared.
Los liposomas pueden sintetizarse, y son muy utilizados en la administración de medicamentos hidrosolubles que, para hacer efecto, deben atravesar barreras lipídicas, o que no deben mezclarse con otros medios acuosos.

Sin embargo, la importancia fundamental de los liposomas es que son la estructura básica que constituye las membranas biológicas; cualquier membrana de un orgánulo o de una célula es, esencialmente, un liposoma que permite separar entre sí dos medios acuosos, sin que entre ellos exista paso de sustancias, porque la parte hidrófoba de la pared del liposoma impide que la atraviesen las sustancias polares, haciéndola impermeable.

Aunque las membranas celulares son más complejas, porque en su composición intervienen también diferentes tipos de proteínas que desempeñan funciones fundamentales para su organización y funcionamiento, las propiedades básicas de las mismas se deben a la bicapa de lípidos que las forman.