Biología (08) · Unidad 2 — Las moléculas de la vida
Lípidos: triglicéridos, fosfolípidos y colesterol
Los lípidos son las moléculas que no se disuelven en agua. Los triglicéridos guardan mucha energía en poco peso; los fosfolípidos, con una cabeza que busca el agua y dos colas que la evitan, arman las membranas; y el colesterol las acomoda y da origen a varias hormonas.
La explicación
El problema: guardar energía y armar una frontera
Un oso que va a hibernar engorda: guarda en grasa la energía de meses. Y cada célula necesita una frontera que separe su interior del agua de afuera, sin disolverse en ella. Las dos cosas las resuelve la misma familia de moléculas: los lípidos.
Los lípidos no se definen por una estructura común sino por una propiedad: no se disuelven en agua y sí en solventes orgánicos como el éter o la nafta. Son casi todo carbono e hidrógeno, con muy poco oxígeno, y por eso son apolares o tienen una parte apolar grande (tema 2.1). A diferencia de los hidratos de carbono y las proteínas, no forman cadenas largas de piezas repetidas: no son polímeros.
Los ácidos grasos: las colas
Un ácido graso es una cadena de carbonos con hidrógenos (en general de 14 a 22 carbonos, casi siempre un número par) que tiene en una punta un grupo carboxilo (–COOH). La cadena es hidrofóbica; el carboxilo, la única parte que interactúa con el agua.
Insaturado: tiene uno o más dobles enlaces entre carbonos. En los seres vivos esos dobles enlaces suelen hacer un codo en la cadena, las moléculas no se apilan y la grasa es líquida: los aceites de oliva, girasol o pescado. Con un doble enlace es monoinsaturado; con varios, poliinsaturado.
1. ¿Es sólida a temperatura ambiente? Predominan los saturados.
2. ¿Es un aceite líquido? Predominan los insaturados.
3. En un dibujo: cadena recta, saturado; cadena con un codo, insaturado.
Los triglicéridos: la reserva de energía
Un triglicérido (o triacilglicérido, la «grasa» y el «aceite» de la comida) es una molécula de glicerol unida a tres ácidos grasos. El glicerol es un alcohol de tres carbonos con un –OH en cada uno. Cada –OH reacciona con el carboxilo de un ácido graso: se forma un enlace éster y se libera una molécula de agua. Esa condensación se llama esterificación. Tres ácidos grasos: tres enlaces éster, tres aguas.
La reacción inversa es la hidrólisis: con tres aguas, la enzima lipasa separa el glicerol de sus tres ácidos grasos. Es lo que pasa en el intestino con la grasa de la comida, y en el tejido adiposo cuando el cuerpo la necesita.
¿Por qué guardar grasa? Porque un gramo de triglicérido da unas 9 kcal, más del doble que un gramo de hidrato de carbono o de proteína (unas 4 kcal). Y porque la grasa se guarda casi sin agua, mientras que el glucógeno se guarda hidratado. Las células que la guardan son los adipocitos; la grasa debajo de la piel además aísla del frío y amortigua golpes.
1. Cada triglicérido tiene 1 glicerol, 3 ácidos grasos y 3 enlaces éster.
2. Formarlo libera 3 aguas; hidrolizarlo consume 3 aguas.
3. Con n triglicéridos, todo se multiplica por n: 3n aguas, n glicerol, 3n ácidos grasos.
4. La fórmula es glicerol + 3 ácidos grasos − 3 H₂O.
5. Energía: gramos × 9 kcal para la grasa, gramos × 4 kcal para hidratos y proteínas.
Los fosfolípidos: la membrana
Un fosfolípido se parece a un triglicérido al que le cambiaron un ácido graso por un grupo fosfato, que a su vez lleva unida otra molécula chica con carga (por ejemplo, la colina). Queda así: un glicerol, dos ácidos grasos y un fosfato.
El resultado es una molécula con dos personalidades: una cabeza con carga, hidrofílica, y dos colas de ácido graso, hidrofóbicas. Una molécula así se llama anfipática. Puestos en agua, los fosfolípidos se acomodan solos en una bicapa: dos capas enfrentadas, con las cabezas hacia el agua de los dos lados y las colas escondidas en el medio. Esa bicapa es la base de todas las membranas de la célula (tema 3.2).
1. ¿Glicerol con tres ácidos grasos? Triglicérido: reserva.
2. ¿Glicerol con dos ácidos grasos y un fosfato? Fosfolípido: membrana.
3. En una bicapa, lo que mira al agua son las cabezas (fosfato); lo que queda adentro, las colas.
Los esteroides: el colesterol y las hormonas
Los esteroides no se parecen a los anteriores: son cuatro anillos de carbono fusionados, con distintos grupos colgando. El más conocido es el colesterol, que tiene un pequeño –OH en una punta (apenas hidrofílico) y el resto hidrofóbico.
Como materia prima: a partir de él se fabrican las hormonas esteroideas (la testosterona, los estrógenos, el cortisol), la vitamina D y las sales biliares, que ayudan a digerir las grasas.
Hay también ceras: un ácido graso de cadena muy larga unido a un alcohol también largo. Son muy hidrofóbicas e impermeabilizan: la capa brillante de las hojas, las plumas de los patos, el panal de las abejas.
Reserva de energía: triglicéridos. Estructura de membranas: fosfolípidos y colesterol. Regulación: hormonas esteroideas. Impermeabilización: ceras. Aislamiento y protección: la grasa del tejido adiposo.
Una molécula de aceite de oliva es un triglicérido formado por glicerol y tres ácidos grasos de 18 carbonos, dos de ellos con un doble enlace. a) ¿Cuántos enlaces éster tiene y cuántas aguas se liberaron al formarla? b) ¿Por qué el aceite de oliva es líquido a temperatura ambiente y la grasa de vaca, sólida? c) ¿Cuánta energía dan 10 g de aceite, y cuántos gramos de azúcar darían lo mismo?
Un triglicérido es siempre 1 glicerol + 3 ácidos grasos, unidos por 3 enlaces éster. Lo que cambia de una grasa a otra son los ácidos grasos.
b) Los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados hacen un codo en la cadena. Con codos, las moléculas no se pueden apilar apretadas, y el aceite queda líquido. La grasa de vaca tiene sobre todo ácidos grasos saturados, rectos, que se acomodan juntos: es sólida.
c) 10 g × 9 kcal/g = 90 kcal. Con azúcar (4 kcal/g) harían falta 90 / 4 = 22,5 g: más del doble de peso para la misma energía.
Dónde se pierde el ejemplo: en el a), pensar que los dobles enlaces cambian los enlaces éster; en el b), decir que el aceite es líquido porque «tiene menos grasa»; en el c), usar 4 kcal/g para el aceite.
Antes de hibernar, un oso acumula mucha grasa debajo de la piel, y casi nada de esa reserva es glucógeno. ¿Por qué conviene guardar la energía de varios meses como triglicéridos? Mencioná al menos dos ventajas además de la energía.
La razón principal es el peso. Un gramo de triglicérido da unas 9 kcal y uno de glucógeno unas 4. Además, el glucógeno se guarda unido a bastante agua y la grasa casi sin agua. Para la misma energía, una reserva de glucógeno pesaría varias veces más que la de grasa: un oso no podría cargarla.
Agua de reserva. Al usar la grasa, la respiración celular produce agua; un animal que no come ni bebe durante meses aprovecha esa agua.
Protección. La grasa amortigua golpes y rodea órganos.
Lo que hace el glucógeno, entonces: es la reserva rápida, de horas, que se suelta en segundos (tema 2.2). La grasa es la de largo plazo. Un oso usa las dos, pero para meses la que importa es la grasa.
Dónde se pierde el punto: en decir sólo «porque da más energía». Lo que piden es comparar por gramo y sumar la falta de agua, que es lo que hace a la grasa tan liviana.
Dónde se cae la mayoría
- Decir que un fosfolípido tiene tres ácidos grasos. Tiene dos: el tercer lugar del glicerol lo ocupa el fosfato.
- Creer que los lípidos son polímeros como el almidón o las proteínas. Se arman con pocas piezas distintas, no con una pieza repetida cientos de veces.
- Confundir saturado con «más grasoso». Saturado quiere decir sin dobles enlaces: cadenas rectas, que se apilan y dan grasas sólidas.
- Poner las colas de los fosfolípidos hacia el agua en una bicapa. Las colas son hidrofóbicas: quedan escondidas en el medio; las cabezas miran al agua de los dos lados.
- Pensar que el colesterol sólo es dañino. Es parte de las membranas animales y la materia prima de hormonas, vitamina D y sales biliares.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Lípidos: triglicéridos, fosfolípidos y colesterol →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — La mayonesa casera15 puntos · resuelto paso a paso
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