20.1. Definición y clasificación de los lípidos
Los lípidos son un grupo heterogéneo de moléculas orgánicas definidas por una propiedad física común: son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos (éter, cloroformo, acetona).
A diferencia de los glúcidos o las proteínas, no comparten una estructura química común ni un monómero universal. Lo que los une es su carácter hidrofóbico, que determina todas sus funciones biológicas.
Lípido: molécula orgánica de origen biológico, insoluble en agua y soluble en disolventes orgánicos, formada principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno (y en algunos casos nitrógeno y fósforo). Su carácter hidrofóbico es la propiedad que define al grupo.
La clasificación más útil desde el punto de vista bioquímico distingue entre lípidos saponificables y no saponificables:
- Los lípidos saponificables contienen uno o más ácidos grasos esterificados que se liberan por hidrólisis alcalina (saponificación). Incluyen los acilglicéridos (triacilglicéridos, diacilglicéridos), los glicerofosfolípidos y los esfingolípidos.
- Los lípidos no saponificables no contienen ésteres de ácidos grasos hidrolizables. Incluyen los esteroides (colesterol y derivados), los terpenos y los eicosanoides.
20.2. Ácidos grasos: estructura, nomenclatura y propiedades
Los ácidos grasos son la unidad estructural de la mayoría de los lípidos saponificables. Son cadenas hidrocarbonadas de longitud variable con un grupo carboxilo terminal (–COOH). En condiciones fisiológicas de pH, el grupo carboxilo está ionizado (–COO⁻) y el ácido graso actúa como un anfipato débil: extremo polar (carboxilato) y cadena apolar (hidrocarbonada).
Los ácidos grasos se describen por el número de carbonos y el número de dobles enlaces:
C:n
donde C es el número de carbonos y n el número de dobles enlaces. La posición del doble enlace se indica entre paréntesis contando desde el carboxilo (Δ) o desde el metilo terminal (ω u n-). El ácido oleico es 18:1(Δ9) o 18:1 ω-9.
Nomenclatura ω (omega): sistema que indica la posición del primer doble enlace contando desde el carbono metilo terminal (ω). Los ácidos grasos ω-3 tienen el primer doble enlace en el carbono 3 desde el extremo metilo; los ω-6, en el carbono 6. Esta nomenclatura tiene relevancia nutricional y funcional directa.
- Ácidos grasos saturados: no tienen dobles enlaces. Son sólidos a temperatura ambiente (grasas animales). Los más abundantes en humanos son el palmítico (16:0) y el esteárico (18:0).
- Ácidos grasos insaturados: tienen uno o más dobles enlaces en configuración cis (en organismos vivos). Los cis introducen una curvatura en la cadena que impide el empaquetamiento compacto, reduciendo el punto de fusión. Los trans, presentes en grasas industrialmente hidrogenadas, se comportan más como saturados y tienen efectos cardiovasculares adversos.
- Ácidos grasos esenciales: el ácido linoleico (18:2 ω-6) y el ácido α-linolénico (18:3 ω-3) no pueden sintetizarse en mamíferos porque carecemos de las desaturasas necesarias para introducir dobles enlaces más allá del C9. Deben obtenerse de la dieta. Son precursores de los eicosanoides: los ω-6 originan eicosanoides proinflamatorios (prostaglandinas de serie 2, tromboxanos) y los ω-3 originan eicosanoides con efectos antiinflamatorios y antiagregantes (prostaglandinas de serie 3).
El cociente ω-6/ω-3 de la dieta occidental moderna (~15:1) está muy alejado del que se estima para la dieta paleolítica (~1:1 a 4:1). Este desequilibrio favorece un estado proinflamatorio crónico de baja intensidad asociado a enfermedades cardiovasculares, síndrome metabólico y trastornos autoinmunes. Los ácidos EPA y DHA (ω-3 de cadena larga, presentes en pescado azul) tienen efectos antiinflamatorios, hipotrigliceridemiantes y antiagregantes plaquetarios documentados.
| Nombre | Notación | Tipo | Función / relevancia |
|---|---|---|---|
| Palmítico | 16:0 | Saturado | Más abundante en animales; producto mayoritario de lipogénesis de novo |
| Esteárico | 18:0 | Saturado | Precursor del oleico por desaturación |
| Oleico | 18:1 ω-9 | Monoinsaturado | Mayoritario en aceite de oliva; componente principal de las membranas |
| Linoleico | 18:2 ω-6 | Poliinsaturado · esencial | Precursor de ácido araquidónico y eicosanoides proinflamatorios |
| α-Linolénico | 18:3 ω-3 | Poliinsaturado · esencial | Precursor de EPA y DHA; efectos antiinflamatorios |
| Araquidónico | 20:4 ω-6 | Poliinsaturado | Precursor directo de prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos |
| EPA | 20:5 ω-3 | Poliinsaturado | Antiinflamatorio, antiagregante; presente en pescado azul |
| DHA | 22:6 ω-3 | Poliinsaturado | Esencial para retina y cerebro; mayoritario en membranas neuronales |
20.3. Lípidos simples: acilglicéridos y céridos
Los acilglicéridos son ésteres de glicerol y ácidos grasos. El triacilglicérido (TAG, también llamado triglicérido) es la forma de almacenamiento energético más importante en animales: tres ácidos grasos esterifican los tres grupos hidroxilo del glicerol. Son moléculas completamente apolares (sin carga), lo que les permite almacenarse en gotas lipídicas anhidras. Rinden 9 kcal/g, el doble que los glúcidos o proteínas, y se almacenan sin agua, lo que los convierte en la reserva energética más eficiente en peso.
Un hombre de 70 kg con 15 kg de grasa corporal almacena aproximadamente 135.000 kcal en forma de triacilglicéridos, suficiente para sobrevivir más de 60 días en ayuno total. El glucógeno hepático y muscular almacena solo unas 2.000 kcal. La diferencia es la eficiencia del almacenamiento anhidro y el mayor rendimiento energético por gramo.
Los céridos (ceras) son ésteres de un alcohol de cadena larga con un ácido graso. Son extremadamente hidrofóbicos e impermeables al agua. Forman la capa protectora de hojas vegetales, plumas de aves acuáticas, superficie cuticular de insectos y el cerumen del oído.
20.4. Glicerofosfolípidos
Los glicerofosfolípidos son los lípidos más abundantes en las membranas biológicas. Tienen la misma columna vertebral que los diacilglicéridos pero con un grupo fosfato esterificado en el C3 del glicerol, al que se une un alcohol polar (la cabeza polar). Esta arquitectura les confiere anfipacidad (una cabeza polar hidrofílica y dos colas apolares hidrofóbicas). En medio acuoso se autoensamblan espontáneamente en bicapas, la base estructural de todas las membranas celulares.
Los alcoholes polares más frecuentes son la colina (→ fosfatidilcolina o lecitina), la etanolamina (→ fosfatidiletanolamina), la serina (→ fosfatidilserina) y el inositol (→ fosfatidilinositol).
La fosfatidilcolina es el componente mayoritario del surfactante pulmonar (~80%). El surfactante reduce la tensión superficial alveolar e impide el colapso de los alvéolos al final de la espiración. Su déficit en el recién nacido prematuro (síndrome de distress respiratorio neonatal) produce atelectasia progresiva y es una causa importante de mortalidad neonatal. El tratamiento con corticoides prenatales acelera la maduración pulmonar fetal y aumenta la producción de surfactante.
El fosfatidilinositol merece atención especial por su función señalizadora. Aunque es minoritario en masa, su fosforilación en posiciones específicas del inositol genera fosfoinositoles (PIP, PIP₂, PIP₃) que actúan como segundos mensajeros lipídicos. La fosfolipasa C hidroliza el PIP₂ generando IP₃ (que libera Ca²⁺ del retículo endoplásmico) y DAG (que activa la proteín cinasa C). Este sistema se estudia en detalle en el bloque de señalización.
Los fosfoinositoles como segundos mensajeros y la cascada PKC se desarrollan en el Tema 30 · Señalización celular.
20.5. Esfingolípidos
Los esfingolípidos se construyen sobre la esfingosina, un aminoalcohol de 18 carbonos con un grupo amino en C2 y un grupo hidroxilo en C3. Cuando un ácido graso se une al grupo amino de la esfingosina mediante un enlace amida se forma la ceramida, el precursor común de todos los esfingolípidos.
Los esfingolípidos se clasifican según el grupo polar unido a la ceramida:
- La esfingomielina añade fosfocolina a la ceramida. Es el único fosfoesfingolípido y está presente en las membranas plasmáticas de células animales, especialmente en la vaina de mielina del sistema nervioso. La esfingomielina y la fosfatidilcolina son los fosfolípidos más abundantes en la cara externa de la membrana plasmática.
- Los glucoesfingolípidos (cerebrósidos, globósidos, gangliósidos) añaden uno o varios monosacáridos a la ceramida. Los gangliósidos son glucoesfingolípidos complejos con ácido siálico (NANA) que abundan en las membranas neuronales, donde participan en el reconocimiento celular y la transmisión de señales.
Las esfingolipidosis son enfermedades de depósito lisosomal causadas por déficit de enzimas que degradan esfingolípidos. La enfermedad de Gaucher (déficit de β-glucocerebrosidasa, acumulación de glucosilceramida) es la más frecuente. La enfermedad de Tay-Sachs (déficit de β-hexosaminidasa A, acumulación de gangliósido GM2) afecta principalmente al sistema nervioso y es invariablemente mortal en la infancia. La enfermedad de Niemann-Pick (déficit de esfingomielinasa) acumula esfingomielina en el sistema reticuloendotelial.
20.6. Isoprenoides: terpenos, esteroides y eicosanoides
Los isoprenoides son lípidos no saponificables construidos a partir de unidades de isopreno (5 carbonos). Se sintetizan a través de la ruta del mevalonato a partir de acetil-CoA.
- Los terpenos son cadenas o estructuras cíclicas de unidades de isopreno. Incluyen desde el geraniol (monoterpeno, 10C, aroma de rosa) hasta el β-caroteno (tetraterpeno, 40C, precursor de vitamina A) y el escualeno (triterpeno, 30C, intermediario de la síntesis de colesterol).
- Los esteroides son isoprenoides con el núcleo esteroideo característico: cuatro anillos fusionados (tres de seis carbonos y uno de cinco). El colesterol es el esteroide más abundante en membranas animales y el precursor de todos los demás: hormonas esteroideas (glucocorticoides, mineralocorticoides, andrógenos, estrógenos, progesterona), ácidos biliares y vitamina D.
- Los eicosanoides son derivados de ácidos grasos poliinsaturados de 20 carbonos (principalmente ácido araquidónico). Incluyen las prostaglandinas, los tromboxanos y los leucotrienos. Son mensajeros locales de vida media muy corta que regulan la inflamación, la agregación plaquetaria, el tono vascular y la respuesta inmune.
El colesterol cumple una función estructural esencial en las membranas animales. Se intercala entre los fosfolípidos, reduce la fluidez en exceso y aumenta la estabilidad mecánica. Las células que no sintetizan colesterol (como los eritrocitos) lo obtienen de las lipoproteínas circulantes. Las membranas sin colesterol son frágiles e incapaces de mantener el gradiente iónico.
Los antiinflamatorios no esteroideos (AINEs: aspirina, ibuprofeno, naproxeno) inhiben las ciclooxigenasas (COX-1 y COX-2), las enzimas que convierten el ácido araquidónico en prostaglandinas y tromboxanos. La aspirina acetila irreversiblemente la COX, lo que explica su efecto antiagregante plaquetario duradero (las plaquetas no pueden sintetizar nueva COX). Los corticoides actúan «aguas arriba», inhibiendo la fosfolipasa A₂ y bloqueando la liberación de araquidónico de los fosfolípidos de membrana.
20.7. Digestión y absorción de lípidos
Los lípidos de la dieta son principalmente triacilglicéridos (~90%), con pequeñas cantidades de fosfolípidos, colesterol y vitaminas liposolubles. Son insolubles en agua y el tracto digestivo es un medio acuoso, lo que, a priori, representa un problema.
La solución es la emulsificación. Las sales biliares (derivadas del colesterol, secretadas por el hígado y almacenadas en la vesícula biliar) son anfipáticas, es decir, rodean las gotas de grasa y las emulsionan en micelas, aumentando enormemente la superficie de contacto con las lipasas.
La lipasa pancreática hidroliza los triacilglicéridos en el intestino delgado, liberando ácidos grasos y monoacilglicéridos que son absorbidos por los enterocitos. Dentro del enterocito, los ácidos grasos se reensamblan en triacilglicéridos, que se empaquetan junto con colesterol, fosfolípidos y apolipoproteínas en quilomicrones.
Los quilomicrones se secretan al sistema linfático (no a la vena porta) y llegan a la circulación general por el conducto torácico. En los capilares del tejido adiposo y muscular, la lipoproteína lipasa (LPL) hidroliza los triacilglicéridos del quilomicrón, liberando ácidos grasos para su uso local. El remanente de quilomicrón, rico en colesterol, es captado por el hígado.
Los ácidos grasos de cadena corta y media (<12 carbonos) se absorben directamente a la circulación portal sin necesidad de reensamblar triacilglicéridos ni formar quilomicrones.
Esta propiedad se aprovecha en nutrición clínica con las fórmulas de triglicéridos de cadena media (MCT) para pacientes con malabsorción linfática.
