Capítulo 2 Lípidos
La mayoría de las esencias químicas de los lípidos son enzimas y sus derivados formados a partir de ácidos grasos y alcoholes. Los ácidos grasos involucrados en la composición de los lípidos son en su mayoría ácidos carboxílicos de cadena larga con más de 4 carbonos. Los componentes alcohólicos incluyen glicerol (glicerol), esfingosina, alcoholes superiores y esteroles. La composición elemental de los lípidos es principalmente carbono, hidrógeno y oxígeno, y algunos también contienen nitrógeno, fósforo y fósforo.
Los lípidos son una clase de biomoléculas definidas en función de sus propiedades de solubilidad. Varían mucho en su composición química, lo que plantea ciertas dificultades en la clasificación de dichas sustancias. Los lípidos se pueden dividir a grandes rasgos en tres tipos según su composición química. Composición. Categorías principales:
La mayoría de los ácidos grasos en los organismos vivos existen en formas unidas, como triglicéridos, fosfolípidos, glicolípidos, etc., pero una pequeña cantidad de ácidos grasos también existe en estados libres en las células de los tejidos.
Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos compuestos por una larga cadena hidrocarbonada ("cola") y un grupo carboxilo terminal ("cabeza"). La mayoría de las cadenas de hidrocarburos son lineales, con sólo unas pocas ramificaciones o anillos. Los ácidos grasos saturados son aquellos cuya cadena hidrocarbonada no contiene dobles enlaces (enlaces), y los ácidos grasos insaturados que contienen uno o más dobles enlaces. Los ácidos grasos que contienen un solo doble enlace se denominan ácidos grasos monoinsaturados; los ácidos grasos que contienen dos o más dobles enlaces se denominan ácidos grasos poliinsaturados. Las principales diferencias entre los diferentes ácidos grasos son la longitud de la cadena de hidrocarburos (número de átomos de carbono), el número y la posición de los dobles enlaces.
La estructura de los ácidos grasos de origen animal es relativamente simple, con un esqueleto carbonado lineal y generalmente de 1 a 4 dobles enlaces, y algunos ácidos grasos tienen hasta 6. La mayoría de los ácidos grasos contenidos en las bacterias están saturados, algunos son ácidos monoenoicos y muy pocos tienen más de un doble enlace. Algunos contienen grupos metilo ramificados, anillos de ciclopropano o anillos de ciclopropeno. En el reino vegetal, especialmente en las plantas superiores, los ácidos grasos insaturados son más abundantes que los ácidos grasos saturados. Además de los enlaces olefínicos, los ácidos grasos vegetales también pueden contener enlaces clave, grupos hidroxilo, grupos sur, grupos epoxi o grupos ciclopentenilo.
El número de átomos de carbono en el esqueleto de los ácidos grasos naturales es casi siempre un número par. Esto se debe a que los ácidos grasos se sintetizan desde cero utilizando unidades de dos carbonos (en forma de acetil CoA) en los organismos. Los ácidos grasos con átomos de carbono impares son menos abundantes en los organismos terrestres. En raras ocasiones, pero están presentes en cantidades considerables en algunos organismos marinos. La longitud del esqueleto básico de los ácidos grasos naturales varía de 4 a 36 átomos de carbono, la mayoría de los cuales tienen de 12 a 24 átomos de carbono, y los más comunes son de 16 y 18 átomos de carbono, como el ácido palmítico, el ácido esteárico y el ácido oleico. Los ácidos grasos con menos de 14 átomos de carbono se encuentran principalmente en la grasa láctea.
Las propiedades físicas de los ácidos grasos y de los compuestos que los contienen están determinadas en gran medida por la longitud y el grado de insaturación de la cadena hidrocarbonada de los ácidos grasos. Las cadenas de hidrocarburos no polares son responsables de la baja solubilidad de los ácidos grasos en agua; cuanto más larga es la cadena de hidrocarburos, menor es la solubilidad. Los grupos carboxilo de los ácidos grasos son polares y se ionizan a pH neutro, por lo que los ácidos grasos de cadena corta (menos de 10 carbonos) son ligeramente solubles en agua. Los puntos de fusión de los ácidos grasos y de los compuestos que contienen ácidos grasos también se ven afectados por la longitud de la cadena de hidrocarburos y el grado de insaturación. En los vertebrados, los ácidos grasos libres participan en la circulación sanguínea uniéndose a una proteína portadora (albúmina sérica). Los ácidos grasos en forma de ésteres o amidas (triglicéridos, fosfolípidos, esfingolípidos, etc.) son menos solubles. Los ácidos grasos pueden sufrir oxidación y peroxidación, y los ácidos grasos insaturados pueden sufrir adiciones como halogenación e hidrogenación en dobles enlaces.
El cuerpo humano y los mamíferos pueden producir una variedad de ácidos grasos, pero no pueden introducir más de ▲ 9 dobles enlaces en los ácidos grasos, por lo que no pueden sintetizar ácido linoleico y ácido linolénico. Debido a que estos dos ácidos grasos son esenciales para el funcionamiento del cuerpo humano pero deben ser proporcionados por la dieta, se denominan ácidos grasos esenciales.
Los eicosanoides, o ácidos eicosanoides, se derivan de PUFA de 20 carbonos (que contienen al menos tres dobles enlaces). Se llaman así porque todos ellos contienen 20 átomos de carbono. Estos compuestos incluyen moléculas de señalización infantil; prostaglandinas, tromboxano y leucotrienos. Pueden ser sintetizados por muchos tejidos y células de humanos y mamíferos.
Los eicosanoides son hormonas locales en el cuerpo. Sus efectos generalmente se limitan a la vecindad del sitio de síntesis y su vida media es de sólo decenas de segundos a minutos. Funciona en concentraciones muy bajas y la misma sustancia puede producir diferentes efectos en diferentes tejidos. Los extractos lipídicos de semen humano contienen sustancias activas que, cuando se inyectan en animales, provocan contracción del músculo liso y disminución de la presión arterial.
Como se pensaba que estas sustancias se originaban en la próstata, se las llamó prostaglandinas y más tarde se demostró que estas sustancias se distribuyen ampliamente en los tejidos humanos y animales.
Las prostaglandinas pueden aumentar la temperatura corporal (fiebre), promover la inflamación (y producir dolor), regular el flujo sanguíneo hacia órganos específicos, controlar el transporte transmembrana, modular la transmisión sináptica, inducir el sueño y estimular el parto y la menstruación uterina. los músculos se contraen. Se ha demostrado que las prostaglandinas funcionan en muchos tejidos regulando la síntesis de moléculas mensajeras intracelulares a través de receptores celulares específicos. Aunque los mecanismos moleculares de acción de las prostaglandinas no se conocen bien, en la práctica se han explotado sus efectos fisiológicos. Por ejemplo, la PGE1 se utiliza para inducir el parto en mujeres embarazadas a término y también se utiliza para inducir un aborto espontáneo o muerte fetal a medio plazo. Las prostaglandinas también se utilizan en la cría de animales para inducir a un grupo de animales a entrar en celo al mismo tiempo.
La prostaglandina PGI2 se llama prostaciclina, que se sintetiza a partir del ácido araquidónico y es la principal prostaglandina producida por el endotelio vascular. La prostaciclina es un vasodilatador, especialmente de las arterias coronarias, y previene la agregación plaquetaria y la adhesión de las plaquetas a las superficies endoteliales. Se utiliza durante la cirugía de derivación cardiopulmonar para reducir el riesgo de coagulación. La prostaciclina es inestable y se convierte rápidamente en productos inactivos.
El tromboxano TX se aisló por primera vez a partir de plaquetas. Es la principal sustancia prostaglandina producida por las plaquetas. El efecto del TXA2 es opuesto al de la prostaciclina. Provoca contracción arterial, induce la agregación plaquetaria y promueve la trombosis. La vida media del TXA2 es de solo 30 segundos y se hidroliza rápidamente. TXB2 en agua. Este es un metabolito inactivo.
El leucotrieno LT se encontró por primera vez en los glóbulos blancos y contiene tres dobles enlaces ***-yugo, de ahí su nombre. Los leucotrienos pueden favorecer la quimiotaxis, la inflamación y las reacciones alérgicas o alérgicas. LTC4 y LTD4 son los componentes activos de sustancias de reacción lenta en reacciones alérgicas; su función es provocar la contracción del músculo liso, aumentar la permeabilidad microvascular y el estrechamiento de las arterias coronarias; su efecto al provocar el estrechamiento de las vías respiratorias pulmonares (asma) es 1.000 veces mayor que el de las sustancias de reacción lenta en las reacciones alérgicas; el de la histamina. LTB4 atrae neutrófilos y eosinófilos, glóbulos blancos que aparecen en grandes cantidades en los sitios de inflamación.
La aspirina (ácido acetilsalicílico) se ha utilizado médicamente durante más de cien años como antiinflamatorio, analgésico y antipirético. La aspirina inhibe la síntesis de prostaglandinas al inhibir la PGH sintasa. aspirina El grupo hidroxilo acetilado en el centro activo inhibe irreversiblemente la actividad ciclooxigenasa de la sintasa, inhibiendo el primer paso en la síntesis de prostaglandinas, por lo que es un potente fármaco antiinflamatorio. Al parecer la aspirina también inhibe la formación de tromboxano, por lo que es un anticoagulante muy utilizado para prevenir la coagulación sanguínea excesiva. Tomar una pequeña dosis de aspirina una vez al día puede reducir eficazmente la agregación plaquetaria, porque las plaquetas son células anucleadas y no pueden sintetizar nuevas moléculas de TGH sintasa.
La esencia química de los aceites y grasas animales y vegetales es el acilglicerol, de los cuales principalmente los triacilgliceroles (TG) o triglicéridos, y una pequeña cantidad de diacilgliceroles y monoacilgliceroles, que son líquidos a temperatura ambiente se denomina aceite. y la forma sólida se llama grasa. Los acilgliceroles de origen vegetal son en su mayoría aceites (con excepción de la manteca de cacao), y los acilgliceroles de origen animal son en su mayoría grasas (con excepción de los aceites).
Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga y monoalcoholes o esteroles de cadena larga. De cadena larga se refiere a aquellos con un número de carbonos de hidrocarburo de 16 o más. De hecho, la cera natural es una mezcla de varios ésteres de cera, que a menudo contienen hidrocarburos y ésteres de ácidos dibásicos, hidroxiácidos y alcoholes dihídricos. La cera de caña ni siquiera contiene ésteres. Los ácidos grasos que se encuentran en las ceras generalmente son saturados y los alcoholes pueden ser saturados e insaturados, o esteroles, como el colesterol. La molécula de cera contiene una cabeza polar muy débil (parte éster) y una cola no polar (generalmente dos largas cadenas de hidrocarburos), por lo que la cera es completamente insoluble en agua.
Funciones biológicas de la cera:
(1) La cera de abejas es la sustancia que utilizan las abejas para construir las colmenas y es completamente impermeable al agua.
(2) La cera blanca, también conocida como cera de insectos chinos, es la secreción de un insecto del género Iris, comúnmente conocido como insecto de cera blanca. El insecto de cera blanca se cría en los árboles de aligustre en el suroeste. mi país y chupa el jugo de la hoja.
La cera de abejas y la cera de insectos se pueden utilizar como recubrimientos, lubricantes y otras materias primas químicas.
(3) El espermaceti es un cristal blanco que precipita cuando se enfría el aceite de esperma de la cabeza del cachalote. Los cachalotes también se llaman calderones. La cabeza representa 1/3 del peso corporal total. El 90% del peso de la cabeza está formado por espermaceti, que contiene aproximadamente 4 toneladas de aceite de ballena, que es una mezcla de triacilglicerol y cera. .
(4) La cera de lana de lanolina se puede recuperar del lavado de lana. Tiene propiedades especiales y puede formar un látex semisólido estable con un contenido de humedad de hasta el 80%. La lanolina es un producto purificado a partir de cera de lana y se utiliza como base blanda en productos farmacéuticos y cosméticos. Debido a que la lanolina puede hacer que las sustancias solubles en agua y en grasa sean "miscibles", estas sustancias pueden ser asimiladas y absorbidas por la piel de las personas. La parte saponificable de la cera de lana contiene 60 ácidos alcanoicos, 35 hidroxiácidos y la parte insaponificable es lanosterol 44, colesterol 31, alcanoles 16 y otros. La denominada parte saponificable se refiere al componente que se puede disolver en agua después de la saponificación, y la parte no saponificable es el componente que es insoluble en agua pero soluble en éter.
(5) La cera de carnauba es la de mayor valor económico entre las ceras naturales. Se encuentra en forma de cubierta sobre las hojas de un tipo de palmera brasileña. Debido a su alto punto de fusión, alta dureza e impermeabilidad, se utiliza como agente de pulido de alta calidad, como cera para automóviles, cera para barcos, cera para pisos y betún para zapatos.
Las formas comunes de generar radicales libres son:
① La luz visible inducida por radiación, la radiación ultravioleta y la radiación ionizante incluyen fotones de alta energía (rayos X, rayos γ) y rayos de alta energía. Las partículas de energía (rayos β, rayos α), positrones y neutrones) pueden provocar la escisión homolítica de los enlaces de valencia del hidrógeno para producir radicales libres.
② Inducción térmica: El aumento de la temperatura también puede provocar que los enlaces de valencia se homolicen y se generen radicales libres.