miniatura|Estruturas dalgúns lípidos comúns. Na parte superior están o colesterol e un ácido graxo, o ácido oleico.Stryer et al., p. 328. No medio un triglicérido composto de cadeas oleoíl, estearoíl, e palmitoíl unidas ao glicerol. Na parte inferior o fosfolípido, fosfatidilcolina. miniatura|Molécula de colesterol.
Os lípidos son un amplo grupo de compostos químicos orgánicos naturais, que son uns dos principais compoñentes dos seres vivos, formados principalmente por carbono, hidróxeno e osíxeno, aínda que tamén poden conter fósforo, nitróxeno e xofre, entre os que se inclúen as graxas, ceras, esterois, vitaminas liposolubles (como as vitaminas A, D, E, e K), fosfolípidos e outros. Algúns lípidos son moléculas lineais ou curvadas e outros son compostos cíclicos. Poden definirse a grandes trazos como moléculas relativamente pequenas hidrófobas ou anfipáticas. As hidrófobas poden disolverse en solventes apolares. As anfipáticas teñen unha parte polar e outra non polar, e poden formar en disolución en medio acuoso estruturas como vesículas, liposomas, ou membranas. Entre as principais funcións biolóxicas dos lípidos están o almacenamento de enerxía, ser moléculas estruturais nas membranas e intervir na sinalización celular. Os lípidos teñen aplicacións en cosmética e na industria alimentaria e a nanotecnoloxía.
Os lípidos biolóxicos orixínanse enteiramente ou en parte a partir de dous tipos de subunidades bioquímicas, que son: grupos cetoacil e isopreno. Tendo en conta este enfoque, os lípidos poden dividirse en varios tipos: acilos graxos (ácidos graxos), glicerolípidos, fosfoglicéridos (ou glicerofosfolípidos), esfingolípidos, sacarolípidos, e policétidos, derivados da condensación de subunidades cetoacil; e lípidos esterois (esterois e esteroides) e lípidos prenólicos (isoprenoides), derivados da condensación de subunidades de isopreno.
Aínda que o termo lípido se usa ás veces como sinónimo de graxa, en realidade ten un significado máis amplo, xa que, propiamente falando, as graxas serían só os triglicéridos. Moitos lípidos conteñen ácidos graxos como compoñente principal (triglicéridos, fosfolípidos). Os ácidos graxos presentan unha reacción característica chamada saponificación cando os facemos reaccionar quimicamente con álcalis na que se orixinan xabóns. Os lípidos con ácidos graxos que presentan esta reacción de saponificación denomínanse saponificables.
Os humanos e outros mamíferos teñen diversas rutas metabólicas para sintetizar a maioría dos seus lípidos ou para degradalos, pero algúns lípidos chamados ácidos graxos esenciais non poden ser sintetizados a partir de precursores simples no organismo, polo que deben tomarse na dieta.
Tipos de lípidos En 2005 o Comité Internacional de Clasificación e Nomenclatura dos Lípidos (ILCNC) publicou un “Sistema de Clasificación Comprensivo para os Lípidos”, que os divide en dous grandes grupos segundo as subunidades que os forman e en oito categorías, que son: Lípidos orixinados enteiramente ou en parte por condensacións baseadas en carbanións de tioésteres. Entre eles están os acilo graxos, glicerolípidos, glicerofosfolípidos, esfingolípidos, sacarolípidos e policétidos. Lípidos orixinados por condensacións baseadas en carbocatións de unidades de isopreno. Comprende dous grupos: lípidos esterois e lípidos prenólicos. A continuación a clasificación en detalle cos nomes entre parénteses dos grupos principais que comprende ou sinónimos tradicionalmente usados.
Acilos graxos (ácidos graxos)
Os ácidos graxos, ou os residuos de ácidos graxos que forman parte dos lípidos, son un grupo moi diverso de moléculas sintetizadas a partir dunha molécula inicial de acetil-CoA, que se alonga con grupos de dous carbonos procedentes de moléculas de malonil-CoA ou metilmalonil-CoA mediante un proceso chamado síntese de ácidos graxos. Están formados por unha cadea hidrocarbonada que termina nun grupo ácido carboxílico; esta disposición confírelle á molécula un carácter anfipático, xa que ten un extremo polar ou hidrófilo e outro non polar ou hidrófobo, que é insoluble en auga. Os ácidos graxos son un dos constituíntes máis importantes dos lípidos biolóxicos, e forman parte de moitos lípidos complexos. A cadea carbonada, que xeralmente ten entre 4 e 24 carbonos, pode ser saturada (todos os enlaces entre carbonos simples) ou insaturada (algún enlace dobre ou triplo), e pode levar unidos grupos funcionais que conteñen oxíxeno, nitróxeno, xofre, e halóxenos. Os enlaces dobres da cadea poden ser de tipo cis ou trans, o que afecta a configuración e propiedades da molécula. Os dobres enlaces cis fan que a cadea do ácido graxo se dobre acusadamente, o que xoga un importante papel na estrutura e función das membranas da célula.Devlin, pp. 193–95. A maioría dos ácidos graxos naturais están na configuración cis, aínda que as formas trans existen tamén nalgúns aceites e graxas naturais parcialmente hidroxenados.
Os ácidos graxos máis comúns que forman parte de triglicéridos e fosfolípidos son o ácido palmítico, o esteárico e o oleico. Outros exemplos de ácidos graxos bioloxicamente importantes son os eicosanoides, derivados do ácido araquidónico e o ácido eicosapentaenoico, entre os que se inclúen as prostaglandinas, leucotrienos, e tromboxanos. O ácido docosahexaenoico é tamén importante bioloxicamente, especialmente para a vista. Outros lípidos importantes do grupo dos ácidos graxos son os ésteres de ácidos graxos e as amidas de ácidos graxos. Entre os ésteres de ácidos graxos están importantes compostos e intermediarios como as ceras, os derivados tioéster de ácidos graxos e coencima A, o tioéster de ácidos graxos ACP e as ácido graxo carnitinas. Entre as amidas de ácidos graxos están as N-aciletanolaminas, como o neurotransmisor cannabinoide anandamida.
Ceras
O grupo tradicional das ceras estaría incluído nesta categoría dos acilos graxos como ésteres de ácidos graxos. Son lípidos formados por un ácido graxo esterificado por un alcohol de cadea longa cun só OH. Son compostos moi hidrófobos con funcións protectoras, que se encontran no recubrimento da epiderme de follas e froitos, ou son compoñentes da graxa dos pelos e plumas ou da cera dos oídos e a cera de abella.
Glicerolípidos
Os glicerolípidos están compostos principalmente por glicerois mono-, di-, e tri-substituídos, e os máis importantes son os triésteres de ácidos graxos e glicerol chamados triglicéridos ou triacilglicerois, que xa non teñen ningún grupo OH libre do glicerol. Nestes compostos, os tres OH do glicerol están esterificados con ácidos graxos. A súa misión é almacenar enerxía, polo que constitúen a maior parte das graxas que se almacenan no organismo (as graxas do tecido adiposo). A hidrólise dos enlaces éster dos triglicéridos e a conseguinte liberación de glicerol e ácidos graxos no tecido adiposo son os pasos iniciais do metabolismo das graxas.van Holde and Mathews, p. 630–31.
Outras subclases de glicerolípidos son os glicosilglicerois, que presentan un ou máis residuos de azucres unidos directamente ao glicerol por medio de enlace glicosídico. Exemplos deste tipo son os digalactosildiacilglicerois que se encontran nas membranas das plantas e o seminolípido dos espermatozoides de mamífero.
Glicerofosfolípidos (fosfoglicéridos)
Os glicerofosfolípidos ou fosfoglicéridos, son moi comúns nos seres vivos e o compoñente principal da bicapa lipídica das membranas celulares, e están implicados no metabolismo e sinalización celular. Os tecidos nerviosos como o do cerebro conteñen cantidades relativamente grandes de fosfoglicéridos, e as alteracións na súa composición foron relacionadas con varios trastornos neurolóxicos. Un fosfoglicérido típico está formado por un glicerol esterificado con dous ácidos graxos e unha molécula polar unida ao OH que queda libre do glicerol. Os fosfoglicéridos poden subdividirse en distintos tipos, baseándose na natureza do grupo polar de cabeza situado na posición sn-3 do glicerol nos eucariotas e bacterias, ou na posición sn-1 nas arqueas. miniatura|dereita|<center>Fosfatidiletanolamina Exemplos de fosfoglicerolípidos que se encontran nas membranas biolóxicas son a fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina e fosfatidilserina. Ademais de serviren como compoñentes principais das membranas da célula e ser sitios de unión para as proteínas extra- e intracelulares, algúns fosfoglicéridos das células eucarióticas, como os fosfatidilinositois e os ácidos fosfatídicos son segundos mensaxeiros ou precursores de segundos mensaxeiros.van Holde and Mathews, p. 844. Aínda que o típico nos fosfoglicéridos é que dous dos grupos OH do glicerol estean esterificados con ácidos graxos de cadea longa, hainos tamén unidos a alquilos e a 1Z-alquenilos (plasmalóxeno), e variantes dialquiléter nas arqueas.
Esfingolípidos
Os esfingolípidos son unha complicada familia de compostosMerrill AH, Sandhoff K. (2002). "Sphingolipids: metabolism and cell signaling", in New Comprehensive Biochemistry: Biochemistry of Lipids, Lipoproteins,and Membranes, Vance, D.E. and Vance, J.E., eds. Elsevier Science, NY. Ch. 14. que comparten unha estrutura común, un esqueleto formado por unha base esfingoide que se sintetiza a partir do aminoácido serina e dun acilo graxo de longa cadea-CoA, que despois é convertido en ceramidas, fosfoesfingolípidos, glicoesfingolípidos e outros compostos. A principal base esfingoide nos mamíferos é a xeralmente denominada esfingosina. As ceramidas (N-acil-base esfingoide) son unha importante subclase de derivados de base esfingoide cun ácido graxo unido por enlace amida. Os ácidos graxos que levan son tipicamente saturados ou monoinsaturados con cadeas de lonxitudes que van de 16 a 26 átomos de carbono.Devlin, pp. 421–22.miniatura|esquerda|<center>EsfingomielinaStryer et al., p. 330.Os principais esfingolípidos dos mamíferos son as esfingomielinas (ceramida fosfocolinas), mentres que os insectos conteñen principalmente ceramidas fosfoetanolaminas e os fungos teñen fitoceramidas fosfoinositois e grupos de cabeza que conteñen manosa.
Os glicoesfingolípidos son unha familia diversa de moléculas compostas por un ou máis residuos de azucre unidos por enlace glicosídico á base esfingoide. Exemplos destes son os glicoesfingolípidos simples e complexos como os cerebrósidos e gangliósidos.
Lípidos esterois (esterois e esteroides)
miniatura|dereita|Estrutura básica dun esterol. Este grupo de lípidos está formado por un esqueleto cíclico básico de catro aneis chamado esterano, e as distintas modificacións e adicións de grupos químicos e cadeas a este esqueleto orixinan os distintos tipos de esteroides. Os esterois, como o colesterol e os seus derivados, teñen un OH no carbono 3 do esqueleto, e son un importante compoñente dos lípidos de membrana, xunto cos fosfoglicéridos e esfingomielinas. Os esteroides, derivados da mesma estrutura de catro aneis, teñen diferentes funcións biolóxicas como hormonas e moléculas de sinalización. Os esteroides de 18 carbonos inclúen o grupo dos estróxenos, e os de 19 carbonos os andróxenos como a testosterona e a androsterona. A subclase de 21 carbonos comprende os proxestáxenos e os glicocorticoides e mineralocorticoides.Stryer et al., p. 749. Os secosteroides comprenden varias formas de vitamina D e caracterízanse por ter aberto o anel B da súa estrutura básica. Outros exemplos de esterois son os ácidos biliares e os seus conxugados, que nos mamíferos son derivados oxidados do colesterol e sintetízanse no fígado. Os equivalentes nas plantas son os fitosterois, como o β-sitosterol, estigmasterol, e brassicasterol; este último composto tamén se usa como biomarcador para o crecemento das algas. O esterol predominante nas membranas celulares dos fungos é o ergosterol.
Lípidos prenólicos (isoprenoides)