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Estudio de lípidos saponificables: ácidos grasos saturados, insaturados y derivados.

1.- Introducción

Los ácidos grasos son ácidos monocarboxílicos de cadena larga. Por lo general, contienen un número par de átomos de carbono, normalmente entre 12 y 24. Ello se debe a que su síntesis biológica tiene lugar mediante la aposición sucesiva de unidades de dos átomos de carbono. Sin embargo, también existen ácidos grasos con un número impar de átomos de carbono, que probablemente derivan de la metilación de un ácido graso de cadena par.

Las propiedades químicas de los ácidos grasos derivan por una parte, de la presencia de un grupo carboxilo, y por otra parte de la existencia de una cadena hidrocarbonada. La coexistencia de ambos componentes en la misma molécula, convierte a los ácidos grasos en moléculas débilmente anfipáticas (el grupo COOH es hidrofílico y la cadena hidrocarbonada es hidrofóbica). La solubilidad en agua decrece a medida que aumenta la longitud de la cadena.

El grupo carboxílico de la molécula convierte al ácido graso en un ácido débil (con un pKa en torno a 4,8). También presenta las reacciones químicas propias del grupo COOH: esterificación con grupos OH, formación de enlaces amida con grupos NH2, formación de sales (jabones), etc. El grupo COOH es capaz de formar puentes de hidrógeno, de forma que los puntos de fusión de los ácidos grasos son mayores que los de los hidrocarburos correspondientes.

2.- Clasificación

Según la naturaleza de la cadena hidrocarbonada, distinguimos tres grandes grupos de ácidos grasos:

  1. Ácidos grasos saturados o SFA (Saturated Fatty Acids).
  2. Ácidos grasos insaturados: donde podemos distinguir entre ácidos grasos monoinsaturados (Mono-Unsaturate Fatty Acids –MUFA–) y ácidos grasos poliinsaturados (Poly-Unsaturate Fatty Acids –PUFA–).
  3. Derivados de ácidos grasos:
    1. jabones,
    2. hidroxiácidos grasos,
    3. ácidos grasos ramificados,
    4. ácidos grasos cíclicos,
    5. Eicosanoides: Prostaglandinas. Tromboxanos. Leucotrienos.

3.- Ejemplos de cada tipo

Ácidos grasos saturados o SFA (Saturated Fatty Acids).

Desde el punto de vista químico, son muy poco reactivos. Por lo general, contienen un número par de átomos de carbono. En la nomenclatura de los ácidos grasos se utilizan con más frecuencia los nombres vulgares que los sistemáticos. La nomenclatura abreviada es muy útil para nombrar los ácidos grasos. Ejemplo, C18:0

Los ácidos grasos saturados más abundantes son el palmítico (C16:0) y el esteárico (C18:0). Los ácidos grasos saturados de menos de 10 átomos de C son líquidos a temperatura ambiente y parcialmente solubles en agua. A partir de 12 C, son sólidos y prácticamente insolubles en agua. El punto de fusión aumenta con la longitud de la cadena.

Los ácidos grasos de cadena impar probablemente derivan de la metilación de un ácido graso de cadena par. Ejemplos son el valeriánico (C5:0) y pelargónico (C9:0).

SFA    
Cómun Fórmula Sistemático
Fórmico C1:0 Metanoico
Acético C2:0 Etanoico
Propiónico C3:0 Propanoico
Butírico C4:0 Butanoico
Valérico C5:0 Pentanoico
Caproico C6:0 Hexanoico
Caprílico C8:0 Octanoico
Cáprico C10:0 Decanoico
Láurico C12:0 Dodecanoico
Mirístico C14:0 Tetradecanoico
Palmítico C16:0 Hexadecanoico
Esteárico C18:0 Octadecanoico
Araquídico C20:0 Eicosanoico
Behénico C22:0 Docosanoico
Lignocérico C24:0 Tetracosanoico


Ácidos grasos insaturados.

Con frecuencia, aparecen insaturaciones en los ácidos grasos mayoritariamente en forma de dobles enlaces, aunque se han encontrado algunos con triples enlaces. Cuando hay varios dobles enlaces en la misma cadena, estos no aparecen conjugados (alternados), sino cada tres átomos de carbono. La posición de los dobles enlaces se indica como un superíndice en el segundo número después de la letra ∆.

Ej. Ácido linolénico C18:3 ∆ 9,12,15.

Por lo general, las insaturaciones de los ácidos grasos son del tipo cis. Esto hace que la disposición de la molécula sea angulada, con el vértice en la insaturación. Los ácidos insaturados tienen puntos de fusión más bajos que los de sus homólogos saturados. Los dobles enlaces en trans distorsionan poco la simetría cristalina, que es muy parecida a la de los ácidos grasos saturados. Ejem. ácido araquidónico se representa como C20:4 ∆ 5c,8c,11c,14c.

Algunos ácidos grasos poliinsaturados (linoleico, linolénico y araquidónico) no pueden ser sintetizados por los animales superiores (incluído el hombre), y como su función biológica es fundamental, deben ser suministrados en la dieta. Por este motivo reciben el nombre de ácidos grasos esenciales.

Los ácidos grasos insaturados manifiestan las propiedades inherentes al doble enlace:

  1. Reaccionan con ácido sulfúrico para dar sulfonatos, que se emplean como detergentes domésticos.
  2. Pueden adicionar hidrógeno. La hidrogenación catalítica de los ácidos grasos insaturados constituye la base de la transformación industrial de aceites en grasas sólidas (la margarina es el resultado de la hidrogenación de aceites vegetales).
  3. Pueden autooxidarse con el oxígeno del aire, contribuyendo al fenómeno de enranciamiento de las grasas de los alimentos almacenados.
MUFA    
Cómun Fórmula Sistemático
Palmitoleico C16:19c; ω7 cis-9-hexadecanoico
Oleico C18:19c; ω9 cis-9-octadecanoico
Elaídico C18:19t; ω9 trans-9-octadecanoico
Erúcico C22:113c; ω9 cis-13-docosenoico
Nervónico C24:115c; ω9 cis-15-tetracosenoico
PUFA    
Cómun Fórmula Sistemático
Linoleico C18:29c,12c; ω6 todo cis-9,12-octadecadienoico
γ-Linolénico C18:36c,9c,12c; ω6 todos cis-6,9,12-octadecatrienoico
α-Linolénico C18:39c,12c,15c; ω3 todos cis-9,12,15-octadecatrienoico
Araquidónico C20:45c,8c,11c,14c; ω6 todos cis-5,8,11,14-eicosatetraenoico
Timnodónico C20:55c,8c,11c,14c,17c; ω3 todos cis-5,8,1,14,17-eicosapentenoico
Clupanodónico C22:57c,10c,13c,16c,19c; ω3 todos cis-7,10,13,16,19-docosapentenoico
Cervónico C22:64c,7c,10c,13c,16c,19c; ω3 todos cis-4,7,10,13,16,19-docosahexenoico

Derivados de ácidos grasos

JABONES: son las sales de los ácidos grasos. Debido a la polaridad del anión carboxilato tienen un fuerte carácter anfipático, y son muy miscibles con el agua, especialmente los jabones de metales alcalinos. En general, los jabones adoptan en medio acuoso estructuras micelares en equilibrio con formas libres.

Las grandes micelas esféricas pueden incluir en su interior grasas neutras, por lo que los jabones tienen poder detergente.

HIDROXIÁCIDOS GRASOS: contienen grupos hidroxilo en la cadena hidrocarbonada. Ejemplos son el ácido cerebrónico (2-hidroxi C24:0), el hidroxinervónico (2-hidroxi C24:1 ∆ 15), ambos presentes en esfingolípidos de cerebro; o el ricinoleico (12-hidroxi C18:1 ∆ 9).

ÁCIDOS GRASOS RAMIFICADOS: contienen uno o varios grupos metilo como sustituyentes en la cadena hidrocarbonada. Ejem. el ácido tuberculoesteárico (10-metil C18:0), presente en el bacilo de la tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis). En el hombre, el ácido fitánico aparece como consecuencia de deficiencias en el metabolismo del fitol (un componente de la molécula de clorofila), que no puede ser degradado en el hígado.

ÁCIDOS CÍCLICOS: contienen un anillo de ciclopropano (ácido lactobacílico) o de ciclopentano (ác. chaulmógrico) que se encuentra en semillas de plantas.

ÁCIDOS CON TRIPLES ENLACES: algunos actúan como antibióticos (Ej. ácido nemotínico).


Preguntas relacionadas con los contenidos de esta página.
PREGUNTA 1: Ácidos grasos.
Leer la introducción y clasificación de Estudio de lípidos. Visualizar los ácidos grasos clasificados estructuralmente en ácidos grasos saturados, insaturados y derivados. Señalar por qué aparecen curvaturas en los ácidos grasos insaturados. ¿Qué tipo de doble enlace es el responsable, -cis o –trans? ¿Por qué? Visualizar los ácidos araquídico y araquidónico y señalar estas diferencias.
NOTA: Para visualizar los ácidos araquídico y araquidónico mirar la página 38.

Créditos

Dr. Gregorio Fernandez Ballester. (IBMC-UMH)

Dr. José Manuel González Mañas. (Unidad de Biofísica-UPV)

Dra. Pilar Roca. (Universitat de les Illes Baleares)

Dr. José Antonio Encinar. (IBMC-UMH)