LÍPIDS: CARACTERÍSTIQUES, EXEMPLES, FUNCIONS, CLASSIFICACIÓ - BIOLOGIA - 2025

Els lípids són un grup de macromolècules heterogènies que inclou als greixos, els olis, els esterols, les ceres, etc., les quals comparteixen la característica que són parcialment insolubles en aigua (hidrofòbics) i bastant solubles en solvents no polars com el èter, el benzè, l'acetona, el cloroform, entre d'altres.

Antigament tots els compostos insolubles en aigua i solubles en solvents orgànics eren considerats lípids. No obstant això, en l'actualitat molts altres compostos que no són lípids posseeixen aquestes propietats, alguns d'aquests són els terpens, certes vitamines i els carotenoides.

Els lípids són els components fonamentals de les membranes cel·lulars i, per tant, també de la membrana plasmàtica (Font: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), via Wikimedia Commons)

La paraula "lípid" deriva de la paraula grega "lipos", que significa greix. Alguns autors consideren com lípids només aquelles molècules que són productes o derivats dels àcids grassos, incloent principalment a tots els compostos catalogats com olis i greixos.

Els compostos lipídics són presents en tots els éssers vius de la terra, fins i tot alguns virus posseeixen aquestes molècules en el seu càpsida.

Es creu que els lípids van formar part dels primers compostos carbonats que es van formar durant l'origen de la vida i són molècules fonamentals per a la "complexització" de la vida.

En l'actualitat es coneix una gran diversitat de compostos diferents dins de el grup dels lípids, cadascun amb funcions i propietats diferents.

Aquests són classificats depenent de el grup substituent que compon el seu esquelet (i del seu esquelet mateix) i també depenent de les seves funcions (estructurals, d'emmagatzematge, de senyalització, protecció, etc.).

Característiques generals dels lípids

Cadena d'àtoms de carboni units a àtoms d'hidrogen

La major part dels lípids tenen com a estructura central una cadena d'àtoms de carboni units a àtoms d'hidrogen, la qual es coneix com "àcid gras"

Si tots els àtoms de carboni d'un àcid gras es troben saturats per àtoms d'hidrogen es diu que és un "àcid gras saturat".

Si, per contra, dos o més àtoms de carboni en la mateixa cadena s'uneixen entre si a través d'un doble o triple enllaç, es diu de l'àcid gras que està "insaturat", ja que ha perdut per deshidrogenació 2 o més àtoms de hidrogen.

Alt punt de fusió

Els lípids posseeixen un alt pes molecular que els confereix un elevat punt de fusió

El punt de fusió dels lípids és més alt en els lípids que contenen major quantitat d'àtoms de carboni. Però aquest punt de fusió disminueix quan els lípids tenen àcids grassos amb cadenes hidrocarbonades insaturats.

Són molècules anfipáticas

Tots els lípids tenen una porció polar o hidrofílica i una altra porció apolar o hidrofòbica, representada per les cadenes alifàtiques dels àcids grassos que els componen.

La majoria de les molècules de lípids s'associen entre elles a través de ponts d'hidrogen i interaccions de van der Waals entre les seves cadenes hidrocarbonades.

Tenen bona resistència enfront de estrès mecànic

Els enllaços formats entre els àtoms de carboni i hidrogen els atorguen als lípids certa resistència física a l'estrès mecànic. A més, a l'ésser parcialment insolubles en aigua, les associacions de lípids són difícils de disgregar en mitjans aquosos.

Funcions dels lípids

Els lípids tenen gran diversitat de funcions biològiques, tan variades com la gran quantitat d'estructures químiques que es troben dins d'aquest grup.

energètiques

En la majoria dels vertebrats i en molts animals invertebrats els lípids són les principals formes d'emmagatzematge d'energia i de transport d'àcids grassos dins de les cèl·lules.

En els vertebrats, els lípids absorbits amb els aliments són emmagatzemats en el teixit adipós en forma d'àcids grassos i allí serveixen com a substància aïllant tèrmica dels òrgans i el teixit subcutani.

Els àcids grassos són lípids especialitzats per a l'emmagatzematge d'energia a l'interior dels organismes vius, ja que la seva oxidació allibera grans quantitats d'energia en forma d'ATP. Això es realitza a través d'un procés anomenat "β-oxidació dels àcids grassos", que és dut a terme per gairebé totes les cèl·lules dels organismes vius.

Estructurals

Els fosfolípids i els esterols són components essencials de les membranes biològiques de les cèl·lules i dels seus orgànuls (en les cèl·lules eucariotes).

Moltes petites molècules de lípids en la superfície de les membranes serveixen com pigments per absorbir la llum, mentre que altres serveixen com àncores perquè algunes proteïnes de membrana puguin subjectar-se a aquesta superfície.

enzimàtiques

Molts lípids són cofactors en la catàlisi enzimàtica o actuen com a transportadors electrònics en els gradients electroquímics.

Altres participen en la propagació ràpida de les ones de despolarització al llarg de el cos dels animals, la qual està relacionada, per descomptat, amb cèl·lules nervioses especialitzades.

Classificació dels lípids

Els lípids es poden classificar en quatre grans grups: els greixos i olis, els fosfolípids, les ceres, els esterols i els terpens i eicosanoides.

Greixos i olis

En aquest grup s'inclouen als àcids grassos, els quals solen ser els elements estructurals més comuns per a la formació de lípids més complexos com els fosfolípids i les ceres, per exemple.

Els greixos generalment són compostos formats per àcids grassos units a una molècula de glicerol en cadascun dels seus 3 àtoms de carboni a través d'enllaços tipus èster, pel que generalment es coneixen com triglicèrids.

fosfolípids

Els fosfolípids són els principals components de les membranes cel·lulars. Són lípids compostos per un esquelet de glicerol o de esfingosina a què estan esterificades dues molècules d'àcids grassos i un grup fosfat capaç de reaccionar i unir-se a diferents molècules alcohòliques.

D'acord amb l'esquelet sobre el qual es «armen» els fosfolípids poden ser glicerofosfolípids o fosfoesfingolípidos.

Glicerolípids o fosfolípids (Font: Jo / Public domain, via Wikimedia Commons)

Hi ha un altre grup de lípids similar a el dels fosfolípids i conegut com el grup dels i sfingolípidos. Aquests són lípids construïts sobre un esquelet de esfingosina a el qual s'uneixen, per enllaços amida, dos àcids grassos i un carbohidrat o un altre compost polar.

ceres

Cetil palmitat, un èster de cera típic

Les ceres són lípids construïts sobre alcohols de cadena llarga esterificats a àcids grassos també de cadena llarga.

Funcionen en el recobriment de la superfície de les estructures corporals de plantes i animals i generalment es troben en forma sòlida, de manera que es diu que són completament insolubles en aigua o solucions aquoses.

esterols

Estructura general dels esterols i els seus derivats. Font: Vaccinationist

Són lípids de grans dimensions compostos per 4 unitats cícliques d'hidrocarburs i no per àcids grassos de cadena lineal. Alguns tenen un grup funcional -OH, de manera que entren en la classificació d'alcohols. Són de gran importància el colesterol i els seus derivats.

Terpens i eicosanoides

Estructura química de l'mirceno, 1 monoterpeno (Font: Jan Herold, va llegir / Public domain, via Wikimedia Commons

Altres dos tipus de lípids són els terpens i els eicosanoides. Els terpens, a diferència dels lípids més comuns, no estan compostos per àcids grassos, sinó per unitats repetides de 5 àtoms de carboni conegudes com «unitats de isoprè».

La seva classificació en el grup dels lípids té molt a veure amb el seu caràcter hidrofòbic i d'insolubilitat en aigua o en solvents polars.

Els eicosanoides, d'altra banda, són lípids que resulten de l'metabolisme d'alguns àcids grassos i són els precursors d'importants hormones per a l'home i altres animals mamífers, com les prostaglandines.

Exemples de lípids

Com s'ha comentat, en la naturalesa hi ha una gran diversitat de compostos amb característiques lipídiques, pel que a continuació es farà esment únicament d'alguns dels exemples més importants.

àcid palmític

És un àcid gras saturat de cadena llarga (16 àtoms de carboni). És la principal substància de reserva dels animals vertebrats i és produït endògenament per lipogènesi.

Aquest àcid gras serveix com a molècula base per a la síntesi d'altres compostos. A més, l'oxidació d'1 sol mol d'aquest compost produeix prop de 2,59 mols d'ATP, el que representa una gran aportació d'energia per als vertebrats, especialment en contrast amb l'oxidació de carbohidrats i proteïnes.

colesterol

Estructura química de l'colesterol (Font: Guillem d'Occam. Modificat per Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

És un lípid pertany a el grup dels esterols i es troba en la membrana cel·lular de gairebé totes les cèl·lules. La presència d'aquestes molècules a la membrana plasmàtica és essencial per regular la rigidesa, la curvatura i la flexibilitat d'aquesta.

Té un esquelet central de 27 àtoms de carboni. No obstant això, és una molècula composta per anells aromàtics, el que li confereix una duresa, resistència i rigidesa molt més gran en comparació amb altres lípids. Aquest lípid és el precursor de moltes hormones animals.

En els éssers humans el colesterol és fonamental per a la síntesi de la testosterona i altres hormones sexuals de gran rellevància.

fosfatidilcolina

Pertany a el grup dels fosfolípids i s'està present en la membrana plasmàtica de pràcticament totes les cèl·lules. Comunament té una cadena d'àcid palmític i se sintetitza fonamentalment en el fetge dels animals vertebrats.

Aquest compost és essencial per a la síntesi de l'colesterol i per la flexibilitat típica de les cèl·lules. Moltes proteïnes que s'uneixen a la membrana cel·lular s'adhereixen de forma específica amb el cap polar d'aquest lípid.

esfingomielina

Estructura de l'esfingomielina (Font: Jag123 at English Wikipedia., Via Wikimedia Commons)

Es troba a la membrana cel·lular de tots els organismes i molts estudis s'han enfocat en la seva funció i estructura, ja que també formen part de la beina de mielina que recobreix els axons de les neurones en els animals.

La esfingomielina pertany a el grup dels esfingolípids i, en l'ésser humà, aquest és el esfingolípid més abundant de tot el cos. Es caracteritza per la seva esquelet de esfingosina, que està unit mitjançant un enllaç amida a un grup polar que en general és la fosfatidiletanolamina.

esteroides

Estructura bàsica d'un esteroide (Font: Hati at German Wikipedia / Public domain, via Wikimedia Commons)

Un altre exemple de lípids són els esteroides. Els esteroides naturals estan presents en el cos i poden incloure a l'colesterol, que és el tipus més comú, l'estrogen, la testosterona, les sals biliars trobades en la bilis intestinal, i el cortisol, químic segregat pel cos.

estrogen

L'anomenada hormona femenina és un lípid; és produïda primàriament pels ovaris i és responsable pel manteniment de les característiques sexuals secundàries femenines.

testosterona

L'anomenada hormona masculina és un lípid; és produïda primàriament pels testicles i és responsable pel manteniment de les característiques sexuals secundàries masculines.

vitamines

Les vitamines solubles en aigua són lípids; la majoria d'elles són emmagatzemades al fetge o en altres òrgans de el cos. Com per exemple:

• Vitamina A, que és important per a la funció immune, la visió, i la reproducció. Pot ser trobada en fruites i vegetals de colors, en la llet completa i en el fetge.
• Vitamina D, utilitzada per millorar l'absorció de calci, zinc, fosfat, ferro, i magnesi en els intestins. Es pot obtenir de certs menjars i en l'exposició a la llum solar.
• La Vitamina E protegeix el cor i ajuda a que el cos pugui protegir-se dels radicals lliures; per tant ajuda a mantenir a les cèl·lules saludables. Pot ser trobades en olis vegetals, llavors, i nous.
• La Vitamina K permet que la sang pugui coagular i pot ajudar en la fortalesa òssia en les persones d'edat avançada. Pot ser trobada en l'espinac, la col arrissada, l'enciam, el julivert, les cols de Brussel·les, el bròquil, la col, el fetge, la carn, els ous, els cereals, i el peix.

Importància per als éssers vius

Els lípids formen part de les biomolècules essencials per a la vida, ja que sense el desenvolupament d'aquests no s'hagués produït la vida tal com la coneixem, ja que l'existència de les membranes lipídiques és possible només gràcies a aquestes substàncies.

Els lípids, com s'ha comentat prèviament, estan implicats en gairebé tots els processos fisiològics coneguts, des de la protecció d'una cèl·lula contra una infecció viral fins a la producció i emmagatzematge d'energia.

Actuen també com a aïllants perquè els estímuls elèctrics es transmeten amb eficàcia entre les cèl·lules nervioses i l'acumulació de lípids en el cos d'alguns animals és important per a l'emmagatzematge energètic i la protecció davant baixes temperatures o estrès mecànic.

referències

1. Brady, S. (2011). Basic Neurochemistry: principles of molecular, cellular, and medical Neurobiology. Academic press.
2. Ha, CE, & Bhagavan, NV (2011). Essentials of medical biochemistry: with clinical cases. Academic Press.
3. Litwack, G. (2017). Human biochemistry. Academic Press.
4. Nelson, D., & Cox, el Sr. Lehninger. (2000). Principles of biochemistry, 3.
5. Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003). The lipids. In Fish nutrition (pp. 181-257). Academic Press.