Lípidos en Biología: Estructura, Función y Metabolismo Celular

Lípidos

Características Generales

• Son insolubles en agua.
• Proporcionan 2.25 veces más energía por unidad de peso que los carbohidratos.
• Un gramo de grasa produce 9.45 kcal de calor al quemarse, mientras que un gramo de carbohidrato produce 4.1 kcal.

Clasificación de los Lípidos

Lípidos Simples

• Compuestos por ésteres de ácidos grasos.
• Ejemplos: Grasas, aceites y ceras.

Lípidos Compuestos

• Fosfolípidos: Formados por ácido graso + glicerol + ácido fosfórico + base nitrogenada.
• Glucolípidos: Contienen carbohidratos y, a menudo, nitrógeno.
• Lipoproteínas: Lípidos ligados a proteínas.

Sustancias Asociadas a Lípidos

• Carotenos (precursores de Vitamina A).
• Esteroles.
• Tocoferoles (Vitamina E).
• Hormonas esteroides (derivadas de esteroles).

Lípidos Derivados

• Derivados por hidrólisis de lípidos.
• Ácidos Grasos:
  • Cadenas de átomos de carbono de 2 a 24 unidades o más de longitud.
  • En el extremo de la cadena hay un grupo carboxilo (estructura general: RCOOH).
  • En tejidos animales: ácidos grasos de cadena recta y número par de carbonos.
  • En microorganismos: ácidos grasos de cadena ramificada y número impar de carbonos.
  • Ácidos Grasos Omega-3: Se encuentran en depósitos adiposos de peces con ácidos grasos insaturados y protegen contra la aterosclerosis en humanos. Incluyen el ácido eicosapentaenoico (EPA) y el ácido docosahexaenoico (DHA). El ácido linoleico es un ácido graso esencial, precursor de otros lípidos importantes.
• Glicerol:
  • Componente alcohólico de todos los triglicéridos comunes en tejidos animales y vegetales.
  • Componente de fosfátidos como la lecitina y la cefalina.
• Monoglicéridos, Diglicéridos y Triglicéridos: Son ésteres de glicerol y ácidos grasos.
• Constantes para caracterizar las propiedades químicas de las grasas:
  • Índice de saponificación.
  • Índice de Reichert-Meissl.
  • Índice de yodo.

Fosfolípidos

• Al hidrolizarse, producen ácidos grasos, ácido fosfórico, glicerol y una base nitrogenada.
• Presentan propiedades que favorecen la emulsión, siendo importantes en el transporte de lípidos.

Esteroles

• Colesterol: Es el esterol más abundante en el tejido animal.
• Ergosterol: Origina la Vitamina D2 al ser irradiado.
• 7-deshidrocolesterol: Produce Vitamina D3.
• Ácidos grasos biliares.
• Andrógenos: Hormonas sexuales masculinas.
• Estrógenos y Progesteronas (P4): Hormonas sexuales femeninas.

Funciones de los Lípidos

• Proporcionan energía para mantenimiento y producción.
• Son fuente de ácidos grasos esenciales.
• Sirven como medio de transporte de las vitaminas liposolubles.
• Son un constituyente integral de las membranas celulares.

Suministro de Energía

• Una alta proporción de ceras y esteroles en la dieta puede reducir la absorción de triglicéridos.
• La variación en la energía de las fuentes de grasas depende de su digestibilidad, que normalmente es mayor al 80%.
• Toda la energía puede ser proporcionada por carbohidratos, excepto la requerida por los ácidos grasos esenciales y los disolventes para la absorción de vitaminas liposolubles.

Ácidos Grasos Esenciales

• Incluyen el ácido linoleico y el ácido linolénico.
• Forman parte de la estructura lípido-proteína de las membranas celulares.
• Están presentes en compuestos como los eicosanoides, que regulan la liberación de hormonas del hipotálamo e hipófisis.
• Las prostaglandinas (PG2α) se biosintetizan a partir del ácido araquidónico.
• Sus deficiencias pueden causar: dermatitis, necrosis de cola, piel escamosa, crecimiento deficiente e incapacidad para reproducirse.

Transporte de Vitaminas Liposolubles (A, D, E, K)

• Se hallan dispersas en forma de micelas, al igual que los ácidos grasos.
• Las micelas de los ácidos grasos captan las vitaminas liposolubles.

Digestión y Absorción de los Lípidos

Enzimas Clave

• Boca (terneros): Lipasa salival.
• Intestino delgado: Lipasa intestinal, lipasa pancreática, colipasa pancreática, lecitinasa.

Principal Lugar de Absorción

• Porción proximal del yeyuno.

Transporte y Depósito de los Lípidos Sanguíneos

• Los lípidos se transportan como quilomicrones, formados dentro de las células de la mucosa intestinal durante la absorción.
• Son transportados en forma de lipoproteínas que varían en densidad.
• Son eliminados rápidamente de la sangre por el hígado.
• Los tejidos corporales, especialmente el tejido adiposo, almacenan triglicéridos.
• El tejido adiposo es capaz de sintetizar grasa a partir de carbohidratos.

Diferencias en el Depósito de Grasa

• No rumiantes: La composición de los ácidos grasos depositados en el organismo (tejido adiposo) se asemeja a la dieta.
• Rumiantes: Hay menor semejanza entre los ácidos grasos depositados y los presentes en la dieta.

Metabolismo de los Ácidos Grasos y los Triglicéridos

Sitios Principales de Síntesis de Lípidos

• Pollo: Hígado.
• Cerdo: Tejido adiposo.
• Vaca y Ovejas: Glándula mamaria, hígado y tejido graso.

Tipos de Síntesis de Ácidos Grasos

• Síntesis de novo: Se produce fuera de la mitocondria, formando ácidos grasos de hasta 16 carbonos.
• Síntesis por elongación: Ocurre intramitocondrialmente, formando ácidos grasos de más de 16 carbonos.

Funciones del Hígado en el Metabolismo Lipídico

• Síntesis de ácidos grasos a partir de aminoácidos lipogénicos.
• Síntesis de fosfolípidos y lipoproteínas.
• Formación de cuerpos cetónicos.
• Síntesis de colesterol a partir de acetil-coenzima A.
• Degradación de ácidos grasos y fosfolípidos.

Utilización de Lípidos en Rumiantes

• En dietas basadas en forrajes, hay una mayor proporción de galactolípidos.
• Si la dieta incluye granos o concentrados, los triglicéridos son los más elevados.
• La mayoría de los ácidos grasos presentes en la dieta de rumiantes son insaturados.
• El rumen hidroliza galactolípidos, fosfolípidos y triglicéridos por medio de bacterias, resultando en ácidos grasos libres y glicerol.

Ventajas de la Hidrogenación de Lípidos

• Aumenta el crecimiento bacteriano.
• Se reduce la producción de metano al haber menos hidrógeno (H).
• Aumenta la energía disponible.

Efecto de la Grasa sobre los Microorganismos del Rumen

• Los microorganismos toleran del 3 al 5% de grasa en la dieta.
• Los ácidos grasos afectan la fermentación ruminal mediante:
  • Efecto inhibitorio directo sobre el microorganismo.
  • Adhesión a las partículas de alimento, disminuyendo la tasa de exposición del forraje al ataque enzimático microbiano.

Efecto de la Grasa en el Rumiante

• Puede disminuir la digestión de la fibra y el llenado del rumen.
• Inhibe la motilidad, la tasa de pasaje, el llenado y el consumo de alimento.

Grasa Protegida o Sobrepasante

• Son jabones comerciales de sales de ácidos grasos con Calcio (Ca).
• Son insolubles a pH normal e inertes a la fermentación ruminal.

Anormalidades del Metabolismo de los Lípidos

Hígado Graso

• Es una disfunción hepática en animales.
• Causas:
  • Dieta rica en grasa o colesterol.
  • Ingestión excesiva de carbohidratos.
  • Daño celular hepático por infecciones.

Ventajas del Uso de Grasas en Animales

• Beneficioso en condiciones de temperatura y humedad alta, y estrés calórico.
• ¿Por qué?
  • Aumenta la densidad calórica de la dieta cuando el consumo de alimento se reduce.
  • Produce un menor calor metabólico, manteniendo al animal más fresco.

Fuentes de Grasas

• Dieta basal: Cereales, heno, pasto, ensilaje, subproductos.
• Grasas convencionales: Sebo, mezcla de grasas vegetales y de semillas de soya y algodón.
• Grasa sobrepasante (rumiantes): Grasa hidrogenada, sales cálcicas.

Rancidez

• Proceso de pérdida de hidrógeno (H) con doble ligadura, formación de radical libre y conversión en radical peróxido.
• Reduce el valor energético del lípido.
• La oxidación puede ser afectada por la luz, el calor y la humedad.
• Prevención: Adición de antioxidantes y la hidrogenación de grasas.