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    CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS

    Clasificación biológica

    Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (lípidos saponificables) o no lo posean (lípidos insaponificables).

    Lípidos saponificables

    Simples. Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
    Acilglicéridos. Cuando son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.
    Céridos (ceras)
    Complejos. Son los lípidos que además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares.
    Fosfolípidos
    Fosfoglicéridos
    Fosfoesfingolípidos
    Glucolípidos
    Cerebrósidos
    Gangliósidos

    Lípidos insaponificables

    Terpenoides
    Esteroides
    Eicosanoides

    Acilglicérido

    Un triglicérido, los acilglicéridos más importantes. Parte izquierda: glicerol, parte derecha de arriba a abajo: ácido Archivo:Trimyristin-3D-vdW.pngpalmítico, ácido oleico, ácido linolénico.

    Los acilglicéridos o acilgliceroles son ésteres de ácidos grasos con glicerol, formados mediante una reacción de condensación llamada esterificación. Una molécula de glicerol (glicerina) puede reaccionar con hasta tres moléculas de ácidos grasos, puesto que tiene tres grupos hidroxilo.

    Las cadenas carbonadas de los ácidos que reaccionan con el glicerol, pueden ser saturadas o insaturadas. Si son saturadas, no hay ningún doble enlace carbono-carbono, y se dice que está "saturada" porque la cadena posee todos los átomos de hidrógeno que puede llegar a acomodar.

    Tipos de acilglicéridos 

    Según el número de ácidos grasos que se unan a la molécula de glicerina, existen tres tipos de acilgliceroles:

    • Monoacilglicéridos. Sólo existe un ácido graso unido a la molécula de glicerina. Son los precursores de los siguientes.
    • Diacilglicéridos. La molécula de glicerina se une a dos ácidos grasos; son los precursores de los triglicéridos.
    • Triacilglicéridos. También se llaman triglicéridos, puesto que la glicerina está unida a tres ácidos grasos.




    Cera o Cérido

    Vela de cera

    Las ceras son ésteres de los ácidos grasos con alcoholes de peso molecular elevado, es decir, son moléculas que se obtienen por esterificación de un ácido graso con un alcohol monovalente lineal de cadena larga. Por ejemplo la cera de abeja. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura ambiente se presentan sólidas y duras. En los animales la podemos encontrar en la superficie del cuerpo, piel, plumas. En vegetales las ceras recubren en la epidermis de frutos, tallos, junto con la cutícula o la suberina, que evitan la pérdida de agua por evaporación en las plantas.


    Obtención

    La cera se obtiene dentro de los panales de cera que las abejas construyen en el interior de sus colmenas. Se puede realizar en agua caliente o bien con vapor de agua como lubricante para las manos. Presentando la cera un bajo peso específico, se separa de los restos extraños que quedan adheridos en la parte inferior del bloque de cera. La cera de abeja que recubren las celdas se denomina cera de opérculo y es la más apreciada, siendo muy clara de color, comparada con la obtenida de los cuadros melarios o cuadros de cría. La cera es una sustancia grasa secretada por glándulas cereras de las abejas obreras jóvenes.

    También se obtiene a partir de hidrocarburos en las refinerías, mediante procesos petroquímicos. De las propiedades de la cera referidas a su respuesta térmica, hace alusión la historia de Icaro.

    Rol biológico 


    • Protección: debido a su carácter altamente hidrófobo, repelen el agua, y a nivel orgánico recubren ciertos tejidos dándoles consistencia y protección frente a la acción externa, como lubricantes o impermeabilizantes en piel, pelo y plumas de animales (lanolina, secreción sebácea, cerumen del conducto auditivo); en hojas y frutos de plantas. (cutina)
    • Estructural: las ceras frecuentemente se encuentran formando cubiertas protectoras e impermeabilizantes, normalmente recubriendo las partes aéreas de las hojas, flores o frutos para repeler los parásitos y ayudar a conservar el agua del vegetal. Una aplicación bien conocida de la cera es la formación de los panales de las abejas.

    Fosfolípido

    Los fosfolípidos son un tipo de lípidos anfipaticos compuestos por una molécula de glicerol, al que se le unen dos ácidos grasos (1,2-diacilglicerol) y un grupo fosfato. El fosfato se une mediante un enlace fosfodiéster a otro grupo de átomos, que frecuentemente contienen nitrógeno, como colina, serina o etanolamina y muchas veces posee una carga eléctrica. Todas las membranas activas de las células poseen una bicapa de fosfolípidos.

    Los fosfolípidos más abundantes son la fosfatidiletanolamina (o cefalina), fosfatidilinositol, ácido fosfatídico, fosfatidilcolina (o lecitina) y fosfatidilserina.

    Archivo:Phospholipid.svg

    Propiedades 

    Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas, es decir, tienen una región apolar hidrófoba que repele el agua y una región polar hidrófila que tienen afinidad por la misma. La región apolar de los fosfolípidos corresponden a las largas cadenas alquílicas de los ácidos grasos, que se denominan por ello "colas apolares"; la región polar corresponde al grupo fosfato, cargado negativamente, y a la molécula unida a él, que puede estar cargada positivamente o poseer grupos hidroxilo (–OH) polares; en conjunto forman la "cabeza" polar de la molécula (figuras 1 y 2).

    En un entorno acuoso, las cabezas polares de los fosfolípidos tienden a orientarse hacia su entorno polar, mientras que las colas hidrofóbicas tienden a minimizar el contacto con el agua. Las colas no polares de los lípidos tienden a juntarse, formando una bicapa lipídica o una micela. Las cabezas polares (P) se orientan hacia el entorno acuoso. Las micelas se forman cuando lípidos anfipáticos de una sola cola son colocados en un entorno polar, mientras que las bicapas lipídicas se forman cuando fosfolípidos de dos colas son colocados en un ambiente polar. Las micelas son esferas de una sola capa y solamente pueden llegar hasta cierto tamaño, mientras que las bicapas pueden ser considerablemente más largas. También pueden formar túbulos (pequeños tubos). Las bicapas que se doblan sobre sí mismas forman una esfera vacía, creando así un compartimento separado acuoso, y es en esto en lo que consiste esencialmente la membrana plasmática.

    Las micelas y las bicapas se separan del ambiente polar mediante un proceso conocido como “efecto hidrofóbico”. Cuando se disuelve una sustancia no polar en un entorno polar, las moléculas polares (por ejemplo agua en el caso de una solución acuosa) se acomodan de manera más ordenada alrededor de la sustancia no polar disuelta debido a que las moléculas polares no pueden formar enlaces de puente de hidrógeno con las moléculas no polares. Es por esto que, en un entorno acuoso, las moléculas polares del agua forman una caja ordenada de “clatrato” alrededor de la molécula no polar disuelta. De cualquier manera, cuando la molécula no polar se separa del líquido polar, la entropía (el estado de desorden) de la molécula polar en el líquido se incrementa. Esto es esencialmente una forma de fase de separación, similar a la separación espontánea que ocurre cuando se ponen juntos agua y aceite.

    La auto-organización depende de la concentración del lípido presente en la solución. Debajo de la concentración crítica de la micela, los lípidos forman una sola capa en la superficie del líquido y son dispersados en la solución. En la primera concentración crítica de la micela (CMC-I), los lípidos se organizan en micelas esféricas; en la segunda concentración crítica de la micela (CMC-II), en tubos alongados; y en el punto laminar (LM o CMC-III), en laminillas apiladas de tubos. La CMC depende de la composición química, principalmente en el radio del área de la cabeza y de la longitud de la cola. La forma de bicapa lipídica son el fundamento de todas las membranas biológicas y de los liposomas.

    http://www.um.es/molecula/gralipi/fosfatidi.gif

    Funciones de los fosfolípidos 

    • Componente estructural de la membrana celular: El carácter anfipático de los fosfolípidos les permite su autoasociación a través de interacciones hidrofóbicas entre las porciones de ácido graso de cadena larga de moléculas adyacentes de tal forma que las cabezas polares se proyectan fuera, hacia el agua donde pueden interaccionar con las moléculas proteicas y la cola apolar se proyecta hacia el interior de la bicapa lipídica.
    • Activación de enzimas: Los fosfolípidos participan como segundos mensajeros en la transmisión de señales al interior de la célula como el diacilglicerol o la fosfatidilcolina que activa a la betahidroxibutirato deshidrogenasa que es una enzima mitocondrial.
    • Componentes del surfactante pulmonar: El funcionamiento normal del pulmón requiere del aporte constante de un fosfolípido poco común denominado dipalmitoílfosfatidilcolina.

    Este fosfolípido tensoactivo es producido por las células epiteliales del tipo II e impide la atelectasia al final de la fase de espiración de la respiración.

    • Componente detergente de la bilis: Los fosfolípidos, y sobre todo la fosfatidilcolina de la bilis, solubilizan el colesterol. Una disminución en la producción de fosfolípido y de su secreción a la bilis provoca la formación de cálculos biliares de colesterol y pigmentos biliares.
    • Síntesis de sustancias de señalización celular: El fosfatidinol y la fosfatidilcolina actúan como donadores de ácido araquidónico para la síntesis de prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos y compuestos relacionados.

    Fosfoglicérido

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d7/Phospholipid_schematic_representation.png

    Los fosfoglicéridos o glicerofosfolípidos son moléculas lipídica del grupo de los fosfolípidos. Están compuestos por ácido fosfatídico, una molécula compleja compuesta por glicerol, en el que se han esterificado dos ácidos grasos (uno saturado y otro insaturado) y un grupo fosfato. A su vez, al grupo fosfato se une un alcohol o un aminoalcohol. En los organismos vivos tiene función estructural puesto que son uno de los principales componentes de las bicapas de las membranas celulares y subcelulares.

    Los fosfolípidos tienen un marcado carácter anfipático consecuencia de la estructura de la molécula; las largas cadenas alifáticas de los ácidos grasos tienen carácter hidrófobo (repelen el agua) y forman dos largas "colas" apolares, mientras que el grupo fosfato y el alcohol, cargados eléctricamente, son fuertemente hidrófilos (interaccionan con el agua) y constituyen la "cabeza" polar de la molécula; ello conduce a que, en un medio acuoso, se autoorganicen formando bicapas, con las cabezas polares en contacto con el agua y las colas hidrófobas "escondidas" y enfrentadas entre si.

    Ejemplos de fosfoglicéridos 

    Según el alcohol que se una al ácido fosfatídico, se tienen diferentes fosfoglicéridos:


    Esfingolípido

    Ejemplo de Esfingolípido
    Imagen en 3D de la molécula de la Esfingosina
    (1,3-dihidroxi-2-amino-4-octadeceno)

    Los esfingolípidos son lípidos complejos que derivan del alcohol insaturado de 18 carbonos esfingosina; la esfingosina se halla unida a un ácido graso de cadena larga mediante un enlace amida formando la ceramida. Son una clase importante de lípidos de las membranas celulares de animales y vegetales y son los más abundantes en los tejidos de los organismos más complejos.


    Componentes estructurales 

    Todos los esfingolípidos poseen tres componentes básicos característicos: un aminoalcohol de cadena larga llamado esfingosina (1,3-dihidroxi-2-amino-4-octadeceno). Los carbonos 1, 2 y 3 de esta molécula son portadores de grupos funcionales (-OH, NH2, -OH) y cuando un ácido graso saturado o insaturado de cadena larga se une al carbono 2 por medio de un enlace amida se obtiene una ceramida, la cual es la unidad estructural fundamental de todos los esfingolípidos. Este tipo de lípido se encuentra presente en cantidades especialmente grandes en el tejido nervioso y cerebral. La esfingosina, con su grupo amino libre no se encuentra en la naturaleza.

    Grupos de esfingolípidos

    Los esfingolípidos se dividen en 3 subclases, derivados de la ceramida, que son las esfingomielinas, los glucoesfingolípidos y los gangliósidos.

    Las esfingomielinas 

    Contienen un grupo fosfato, unido al grupo hidroxilo 1 de la ceramida, que se esterifica con la colina (fosfocolina) o etanolamina (fosfoetanolamina) para formar el grupo o "cabeza" polar de la molécula. Es el único esfingolípido que contiene fósforo y puede, por tanto, considerarse un fosfolípido, pero se acostumbra a clasificar como esfingolípido por sus componentes estructurales.

    Las esfingomielinas se hallan presentes en las membranas plasmáticas de las células animales, en la vaina de mielina que recubre y aísla los axones de las neuronas mielinizadas. De ahí procede su nombre. La esfingomielina es uno de los principales lípidos estructurales de las membranas del tejido nervioso.

    Glucoesfingolípidos 

    Los glucoesfingolípidos o simplemente glucolípidos, carecen de fósforo; el grupo hidroxilo 1 de la ceramida se une, mediante un enlace glucosídico a un monosacárido o a un oligosacárido, que normalmente se proyectan hacia afuera en la cara externa de la membrana plasmática. Los monosacáridos más frecuentes son la D-glucosa, D-galactosa y N-acetilgalactosamina. Se conocen diversos tipos:

    • Cerebrósidos. Los cerebrósidos tienen un único azúcar unido mediante enlace β-glucosídico al grupo hidroxilo de la ceramida; los que tienen galactosa (galactocerebrósidos), se encuentran de manera característica a las membranas plasmáticas de células del tejido nervioso, mientras que los que contienen glucosa (glucocerebrósidos) se hallan en las membranas plasmáticas de células de tejidos no nerviosos. Los sulfátidos poseen una galactosa esterificada con sulfato en el carbono 3.
    • Gangliósidos. Son los esfingolípidos más complejos en virtud de contener cabezas polares muy grandes formadas por unidades de oligosacáridos cargadas negativamente ya que poseen una o más unidades de ácido N-acetilneuramínico o ácido siálico que tiene una carga negativa a pH 7. Los gangliósidos difieren de los anteriores por poseer este ácido. Están concentrados en gran cantidad en las células ganglionares del sistema nervioso central, especialmente en las terminaciones nerviosas. Los gangliósidos constituyen el 6% de los lípidos de membrana de la materia gris del cerebro humano y se hallan en menor cantidad en las membranas de la mayoría de los tejidos animales no nerviosos. Se presentan en la zona externa de la membrana y sirven para reconocer las células, por lo tanto se les considera receptores de membrana.

    Importancia biológica 

    Las moléculas de los esfingolípidos presentan propiedades anfipáticas, es decir, tanto hidrófobas como hidrófilas, lo que les permite desempeñar un papel importante en la formación de membranas biológicas. Algunos de los glucoesfingolípidos se encuentran en la superficie de los glóbulos rojos de la sangre y el resto de células actuando como antígenos y cosntituyendo los grupos sanguíneos.

    Los esfingolípidos tienen importancia biológica por el papel de señalización celular que desempeñan. Así, por ejemplo, la ceramida es ampliamente conocida por inducir apoptosis en las células. Si la ceramida es degradada por ceramidasas, se obtiene esfingosina, que si a su vez es fosforilada da lugar a esfingosina-1-fosfato, la cual tiene un efecto totalmente antagónico a la ceramida al inducir la proliferación y la mitosis celular. Por eso, el equilibrio entre ceramida y esfingosina-1-fosfato es importante para el control de la muerte y la supervivencia de la célula.

    Importancia biomédica 

    Además, existen enfermedades relacionadas a estos lípidos, por exceso de estos a causa de la falta de las enzimas que los degraden, conocidas como esfingolipidosis (un tipo de enfermedad lisosómica). El control sobre los enzimas que producen o degradan ceramida mediante inhibidores enzimáticos es objeto de investigaciones sobre el cáncer, la diabetes, enfermedades pulmonares, Alzheimer, etc.

    esfingo.jpg (78330 bytes)


    Glucolípido

    Los glucolípidos (o glicolípidos) o glucoesfingolípidos (o glicoesfingolípidos) son esfingolípidos compuestos por una ceramida (esfingosina + ácido graso) y un glúcido de cadena corta; carecen de grupo fosfato. Los glucolípidos forman parte de la bicapa lipídica de la membrana celular; la parte glucídica de la molécula está orientada hacia el exterior de la membrana plasmática y es un componente fundamental del glicocálix, donde actúa en el reconocimiento celular y como receptores antigénicos.

    Entre los principales glúcidos que forman parte de los glucolípidos encontramos a la galactosa, manosa, fructosa, glucosa, N-acetilglucosamina, N-acetilgalactosamina y el ácido siálico.

    Dependiendo del glucolípido, la cadena glucídica puede contener, en cualquier lugar, entre uno y quince monómeros de monosacárido. Al igual que la cabeza de fosfato de un fosfolípido, la cabeza de carbohidrato de un glucolípido es hidrofílica, y las colas de ácidos grasos son hidrofóbicas. En solución acuosa, los glucolípidos se comportan de manera similar a los fosfolípidos.

    Tipos

    • Gangliósidos. Son los esfingolípidos más complejos en virtud de contener cabezas polares muy grandes formadas por unidades de oligosacáridos cargadas negativamente ya que poseen una o más unidades de ácido N-acetilneuramínico o ácido siálico que tiene una carga negativa a pH 7. Los gangliósidos se diferencian de los anteriores por poseer este ácido. Están concentrados en gran cantidad en las células ganglionares del sistema nervioso central, especialmente en las terminaciones nerviosas. Los gangliósidos constituyen el 6% de los lípidos de membrana de la materia gris del cerebro humano y se hallan en menor cantidad en las membranas de la mayoría de los tejidos animales no nerviosos. Se presentan en la zona externa de la membrana y sirven para reconocer las células, por lo tanto se les considera receptores de membrana. Su nombre se debe a que se aislaron por primera vez de la membrana de las mitocondrias de las células ganglionares.


    Lípidos insaponificables


    Terpeno

    Modelo de bolas de la estructura molecular del isopreno, la unidad química de los terpenos.
    Estructura molecular simplificada del isopreno.
    Muchos terpenos son extraídos de la resina de las coníferas, aquí un pino.

    Los terpenos o isoprenoides son una vasta y diversa clase de compuestos orgánicos derivados del isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno), un hidrocarburo de cinco átomos de carbono. El nombre proviene de que los primeros miembros de esta clase fueron derivados del aguarrás ("turpentine" en inglés, "terpentin" en alemán).[2] Cuando los terpenos son modificados químicamente, por ejemplo por oxidación o reorganización del esqueleto hidrocarbonado, suelen denominarse terpenoides (como la vitamina A o retinol, que contiene un átomo de oxígeno).

    Archivo:Beta-Carotin.png
    No se dispone de una resolución más alta.
    Beta-Carotin.png

    Generalidades

    Los terpenos se originan por polimerización enzimática de dos o más unidades de isopreno, ensambladas y modificadas de muchas maneras diferentes. La mayoría de los terpenos tienen estructuras multicíclicas, las cuales difieren entre sí no sólo en grupo funcional sino también en su esqueleto básico de carbono. Los monómeros generalmente son referidos como unidades de isopreno porque la descomposición por calor de muchos terpenos da por resultado ese producto; y porque en condiciones químicas adecuadas, se puede inducir al isopreno a polimerizarse en múltiplos de 5 carbonos, generando numerosos esqueletos de terpenos. Por eso se relaciona a los terpenos con el isopreno, si bien se sabe ya desdes hace más de 100 años que el isopreno no es el precursor biológico de esta familia de metabolitos.[2]

    Estos lípidos se encuentran en toda clase de seres vivos, y son sintetizados por las plantas, donde son importantes en numerosas interacciones bióticas (Goodwin 1971).[3] En las plantas los terpenos cumplen muchas funciones primarias: algunos pigmentos carotenoides son terpenos, también forman parte de la clorofila y las hormonas giberelina y ácido abscícico. Los terpenos también cumplen una función de aumentar la fijación de algunas proteínas a las membranas celulares, lo que es conocido como isoprenilación. Los esteroides y esteroles son producidos a partir de terpenos precursores.

    Los terpenos de las plantas son extensamente usados por sus cualidades aromáticas. Juegan un rol importante en la medicina tradicional y en los remedios herbolarios, y se están investigando sus posibles efectos antibacterianos y otros usos farmacéuticos. Están presentes, por ejemplo, en las esencias del eucalipto, los sabores del clavo y el jengibre. También en el citral, mentol, alcanfor, y los cannabinoides.

    La biosíntesis de los terpenos en las plantas es a través de la vía del ácido mevalónico.

    Clasificación 


    Archivo:Retinol structure.svg
    Retinol_structure.svg‎





    Los terpenos son hidrocarburos que pueden verse como una combinación de numerosas unidades isopreno, por lo general unidas de forma cabeza-cola, pero también pueden darse combinaciones cabeza-cabeza y algunos compuestos están formados por uniones cabeza-medio. Los terpenos pueden ser considerados como terpenos modificados donde grupos metilo han sido reacomodados o removidos, o a los que se les han añadido átomos de oxígeno. Algunos autores usan el término terpeno para referirse a los terpenos.

    La clasificación de los terpenos según su estructura química, es similar a la de los terpenos, los cuales son clasificados en base al número de unidades isopreno presentes y en el caso de los triterpenos, si están ciclados. Se los clasifica en:

    • Hemiterpenos. Los terpenos más pequeños, con una sola unidad de isopreno. Poseen 5 carbonos. El hemiterpeno más conocido es el isopreno mismo, un producto volátil que se desprende de los tejidos fotosintéticamente activos.
    • Monoterpenos. Terpenos de 10 carbonos. Llamados así porque los primeros terpenos aislados del aguarrás en los 1850s, fueron considerados la unidad base, a partir de la cual se hizo el resto de la nomenclatura. Los monoterpenos son mejor conocidos como componentes de las esencias volátiles de las flores y como parte de los aceites esenciales de hierbas y especias, en los que ellos forman parte de hasta el 5 % en peso de la planta seca.
    • Sesquiterpenos. Terpenos de 15 carbonos (es decir, terpenos de un monoterpeno y medio). Como los monoterpenos, muchos sesquiterpenos están presentes en los aceites esenciales. Además muchos sesquiterpenos actúan como fitoalexinas, compuestos antibióticos producidos por las plantas en respuesta a la aparición de microbios, y como inhibidores de la alimentación ("antifeedant") de los herbívoros oportunistas. La hormona de las plantas llamada ácido abscísico es estructuralmente un sesquiterpeno, su precursor de 15 carbonos, la xantosina, no es sintetizada directamente de 3 unidades isopreno sino producida por un "cleavage" asimétrico de un carotenoide de 40 unidades.
    • Diterpenos. Terpenos de 20 carbonos. Entre ellos se incluye el fitol, que es el lado hidrofóbico de la clorofila, las hormonas giberelinas, los ácidos de las resinas de las coníferas y las especies de legumbres, las fitoalexinas, y una serie de metabolitos farmacológicamente importantes, incluyendo el taxol, un agente anticáncer encontrado en muy bajas concentraciones (0,01% de peso seco) en la madera del tejo ("yew"), y forskolina, un compuesto usado para tratar el glaucoma. Algunas giberelinas tienen 19 átomos de carbono por lo que no son consideradas diterpenos porque perdieron un átomo de carbono durante una reacción de "cleavage".
    • Triterpenos. Terpenos de 30 carbonos. Son por lo general generados por la unión cabeza-cabeza de dos cadenas de 15 carbonos, cada una de ellas formada por unidades de isopreno unidas cabeza-cola. Esta gran clase de moléculas incluye a los brassinoesteroides, componentes de la membrana que son fitoesteroles, algunas fitoalexinas, varias toxinas y "feeding deterrents", y componentes de las ceras de la superficie de las plantas, como el ácido oleanólico de las uvas.
    • Tetraterpenos. Terpenos de 40 carbonos (8 unidades de isopreno). Los tetraterpenos más prevalentes son los pigmentos carotenoides accesorios que cumplen funciones esenciales en la fotosíntesis.
    • Politerpenos. Los politerpenos, que contienen más de 8 unidades de isopreno, incluyen a los "prenylated quinone electron carriers" como la plastoquinona y la ubiquinona, también poliprenoles de cadena larga relacionados con las reacciones de transferencia de azúcares (por ejemplo el dolicol), y también a enormemente largos polímeros como el "rubber", usualmente encontrado en el látex.
    • Meroterpenos. Así se llama a los metabolitos secundarios de las plantas que tienen orígenes sólo parcialmente derivados de terpenos. Por ejemplo, tanto las citokininas como numerosos fenilpropanoides contienen cadenas laterales de un isoprenoide de 5 carbonos. Algunos alcaloides, como las drogas anticáncer vincristina y vinblastina, contienen fragmentos terpenos en sus estructuras. Además algunas proteínas modificadas incluyen una cadena lateral de 15 o 20 carbonos que es un terpeno, que es el que ancla la proteína a la membrana.
    • Esteroides. Triterpenos basados en el sistema de anillos ciclopentanoperhidrofenantreno ("cyclopentane perhydro-phenanthrene ring system"). Buchanan et al. no los consideran terpenos.[2]

    Biosíntesis 

    Isopentenil pirofosfato, el precursor en la biosíntesis de los terpenos.

    Si bien sus funciones son muy diversas, los terpenos tienen en su origen biosintético común. La biosíntesis de todos los terpenos a partir de metabolitos primarios puede simplificarse a 4 pasos:

    1. Síntesis del precursor fundamental, el isopentenil pirofosfato (IPP).
    2. Adiciones repetitivas del IPP hasta formar una serie de homólogos del isoprenil difosfato, que sirve de precursor inmediato de muchas clases de terpenos.
    3. Elaboración de estos "allylic" prenil difosfatos por sintasa específicas de terpeno para dar con el esqueleto del terpeno, y
    4. modificaciones enzimáticas secundarias a los esqueletos (en general reacciones redox), para dar con las propiedades y la gran diversidad química de esta familia.

    Funciones 

    La formación de terpenos en plantas, animales y microorganismos es hecha por enzimas muy similares, pero hay importantes diferencias en los procesos. En particular, las plantas producen una variedad muchísimo mayor que la que producen los animales o los microbios, y esta diferencia está reflejada en la compleja organización de la biosíntesis de los terpenos de las plantas al nivel del tejido, celular, subcelular, y genético. La biosíntesis de los terpenos está compartimentalizada, como también lo está la formación de su precursor el IPP. La producción de grandes cantidades de terpenos así como su subsecuente acumulación, emisión o secreción es casi siempre asociada con la presencia de estructuras anatómicamente altamente especializadas. Por ejemplo los tricomas glandulares y las cavidades secretorias de las hojas, y la epidermis glandular de los pétalos generan y almacenan o emiten terpenos que son aceites esenciales importantes para la polinización por insectos. Los conductos y ampollas de resina de las coníferas producen y acumulan una resina defensiva consistenteen aguarrás ("turpentine", o "monoterpene olefins")y rosina (ácidos resinosos diterpenos). Las ceras superficiales triterpenos son formadas y excretadas por una epidermis especialiada, y los laticíferos producen ciertos triterpenos y politerpenos como el "rubber". Estas estructuras especializadas secuestran a los metabolitos secundarios lejos de los procesos metabólicos sensibles y así previenen la autotoxicidad. Muchas estructuras de este tipo son no fotosintéticas y por lo tanto dependen de células adyacentes para suplirse del carbono y la energía necesarios para biosintetizar los terpenos.



    Esteroide

    Molécula de esterano o ciclopentano-perhidro-fenantreno.
    Colesterol, el precursor de muchos otros esteroides.

    Los esteroides son derivados del núcleo del ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano que se compone de carbono e hidrógeno formando cuatro anillos fusionados, tres hexagonales y uno pentagonal; posee 17 átomos de carbono. En los esteroides esta estructura básica se modifica por adición de diversos grupos funcionales, como carbonilos e hidroxilos (hidrófilos) o cadenas hidrocarbonadas (hidrófobas).


    Estructura química

    El núcleo de esterano es bastante rígido con una estructura prácticamente plana. Las sustancias derivadas de este núcleo posee grupos metilo (-CH3) en las posiciones 10 y 13 que representan los carbonos 18 y 19, así como un carbonilo o un hidroxilo en el carbono 3; generalmente existe también una cadena hidrocarbonada lateral en el carbono 17; la longitud de dicha cadena y la presencia de metilos, hidroxilos o carbonilos determina las diferentes estructuras de estas sustancias.[1]

    Funciones

    En los mamíferos, como el ser humano, cumplen importantes funciones:

    Las hormonas esteroides tienen en común que:

    • Se sintetizan a partir del colesterol.
    • Son hormonas lipófilas que atraviesan libremente la membrana plasmática, se unen a un receptor citoplasmático, y este complejo receptor-hormona tiene su lugar de acción en el ADN del núcleo celular, activando genes o modulando la transcripción del ADN.

    Entre los esteroides se pueden destacar los esteroles.



    Eicosanoide

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    Estructura química del ácido araquidónico, del cual derivan la gran mayoría de los eicosanoides.

    Los eicosanoides o icosanoides[1] [2] son un grupo de moléculas de carácter lipídico originadas de la oxigenación de los ácidos grasos esenciales de 20 carbonos tipo omega-3 y omega-6. Cumplen amplias funciones como mediadores para el sistema nervioso central, los eventos de la inflamación y de la respuesta inmune tanto en vertebrados como en invertebrados.

    Todos los eicosanoides son moléculas de 20 átomos de carbono y están agrupados en prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos, y ciertos hidroxiácidos precursores de los leucotrienos. Constituyen las moléculas involucradas en las redes de comunicación celular más complejas del organismo animal, incluyendo el ser humano.


    Bioquímica 

    De cada tipo de molécula agrupada dentro de los eicosanoides derivan dos o tres moléculas producidas, bien sea a raíz de un ácido graso esencial tipo ω-3 o del tipo ω-6. Se notará que las actividades metabólicas de los derivados de eicosanoides dependen de su estructura bioquímica y, por lo general, su estructura individual explica los efectos orgánicos del omega-3 y del omega-6.[7] [8] [9] [10]




    Estructura de algunos eicosanoides
    Prostaglandin E1.svg Thromboxane A2.png Leukotriene B4.svg
    Prostaglandina E1. El anillo de 5 lados es característico de su clase. Tromboxano A2. Los oxígenos se han adentrado en el anillo. Leucotrieno B4. Note los tres doble enlaces conjugados.
    Prostaglandin I2.png Leukotriene E4.svg
    Prostaciclina I2. El segundo anillo lo distingue de las prostaglandinas. Leucotrieno E4, un ejemplo de un leucotrieno "cisteinilo".

    Los eicosanoides son ácidos carboxílicos, virtud del cual obtienen sus propiedades metabólicas.[11] Aquellos derivados del omega-3 (ω-3) por lo general tienen peculiaridades antiinflamatorias, no tanto así los derivados del omega-6 (ω-6). De los eicosanoides, las prostaglandinas y los tromboxanos incluyen anillos saturados y heterocíclicos, mientras que los leucotrienos y los hidroxiácidos son lineales (abiertas de principio a fin de su cadena). Todos ellos derivan del ácido araquidónico (AA), y son ácidos grasos esenciales. Además del ácido araquidónico, otros ácidos grasos esenciales también pueden servir como precursores en la formación de estas moléculas, por ejemplo, el ácido linoleico y el ácido linolénico.

    • Las prostaglandinas tienen 20 átomos de carbono, un grupo de ácido carboxílico y un anillo de cinco carbonos como parte de su estructura. Todas las prostaglandindas tienen un ciclopentano (un anillo de cinco (penta) carbonos), excepto la prostaglandina I2, que tiene un anillo adicional.
    • Los tromboxanos son moléculas cíclicas (heterociclo) bien sea de 6 carbonos ó de 5 carbonos con 1 oxígeno, formando éste último un pequeño anillo de oxano—un anillo que contiene 5 átomos de carbono y un átomo de oxígeno. Tienen estructuras parecidas a las prostaglandinas y siguen la misma nomenclatura. Constan de un anillo y dos colas. Se encontraron primeramente en los trombocitos (plaquetas), de allí su nombre tromboxano.
    • Los leucotrienos son moléculas lineales. Se identificaron en leucocitos y por ello se les conoce como leucotrieno. Aunque tienen cuatro enlaces dobles, inicialmente se pensaba que tenían 3 dobles enlaces conjugados (de allí trieno). Su producción en el cuerpo forma parte de una compleja secuencia metabólica que incluye la producción de histamina.
    • El ácido linoleico (un ω-6) tiene la última insaturación a seis posiciones del final y producen el ácido araquidónico y pueden formar directamente la prostaglandina G2 (pro-inflamatorios). La palabra linoleico viene de la planta lino y -oleico relacionado con los aceites oleicos.
    • El ácido linolénico (un ω-3) tiene la última insaturación a 3 posiciones del final, impidiéndoles producir ácido araquidónico por sí mismos. Son capaces de producir la prostaglandina G3 (lo que les otorga propiedades antiinflamatorias). Debido a la carencia de las enzimas que sintetizan este ácido graso esencial, los seres humanos no producen ácido linolénico y deben obtenerlo a través de la dieta. El peso de evidencias científicas sugiere que consumir una dieta rica en ácido linolénico (2-3 gramos cada día) es útil en la prevención de cardiopatías isquémicas.[12]

    Nomenclatura 

    Un "eicosanoide" (eicosa-, griego: veinte; véase icosaedro) es el término general[13] para los moléculas oxigenadas derivadas de ácidos grasos esenciales todas de 20 carbonos:

    El uso de la palabra se limita a los leucotrienos (LT) y a tres tipos de prostanoides: prostaglandinas (PG), prostaciclinas (PGI) y tromboxanos (TX). En algunos casos se usa el término para incluir otros productos, entre ellos lipoxinas, lipoxenos, lipoxinoides, variantes del ácido epoxieicosatrienoico (EET) y hepoxilinas.[14]

    Un eicosanoide cualquiera se denota con una abreviación de cuatro caracteres, compuesta de:

    • Caracteres 1 y 2. Una abreviación de dos letras del nombre del compuesto (tromboxano = TX).[15]
    • Carácter 3. Una letra que denote secuencia y no necesariamente relacionada con el nombre del compuesto[16] .
    • Carácter 4. Un subíndice que representa el número de enlaces dobles en la molécula.

    Por ejemplo:

    - Derivados prostanoides del EPA tienen tres dobles enlaces, por ejemplo: PGG3, PGH3, PGI3, TXA3, mientras que los leucotrienos tienen cinco: LTB5.
    - Los prostanoides derivados del AA tienen dos enlaces dobles: PGG2, PGH2, PGI2, TXA2 mientras que los leucotrienos tienen cuatro: LTB4.

    La PGF2a/b se refiere a la orientación de los hidroxilos (-OH) en comparación con el anillo: a = los hidroxilos están orientados hacia el mismo lado, y b = hacia lados opuestos.

    Archivo:Epoxyeicosatrienoic acid.png

    Epoxyeicosatrienoic_acid.png



















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