Éste es un blog de consulta, creado para los estudiantes de la básica y media del bachillerato, cuyo fin es que se motiven a utilizar las TIC y de ésta forma amplíen sus conocimientos acerca de la Química y la Biología.
Las fitohormonas o
también llamadas hormonas vegetales. Son sustancias producidas
por células vegetales en sitios estratégicos de la planta y estas
hormonas vegetales son capaces de regular de manera predominante los
fenómenos fisiológicos de las plantas.1 Las fitohormonas se
producen en pequeñas cantidades en tejidos vegetales, a diferencia
de las hormonas animales, sintetizadas en glándulas. Pueden actuar
en el propio tejido donde se generan o bien a largas distancias,
mediante transporte a través de los vasos xilemáticos y
floemáticos.
FUNCIONES
Las hormonas vegetales controlan un gran número
de sucesos, entre ellos el crecimiento de las plantas, incluyendo sus
raíces, la caída de las hojas, la floración, la formación del
fruto y la germina. Una hormona interviene en varios procesos, y del
mismo modo todo proceso está regulado por la acción de varias
hormonas. Se establecen fenómenos de antagonismo y balance hormonal
que conducen a una regulación precisa de las funciones vegetales, lo
que permite solucionar el problema de la ausencia de sistema
nervioso. Las hormonas ejercen sus efectos mediante complejos
mecanismos moleculares, que desembocan en cambios de la expresión
genética, cambios en el esqueleto, regulación de las vías
metabólicas y cambio de flujos irónicos.
Características
Las características compartidas de este grupo de
reguladores del desarrollo consisten en que son sintetizados por la
planta, se encuentran en muy bajas concentraciones en el interior de
los tejidos, y pueden actuar en el lugar que fueron sintetizados o en
otro lugar, de lo cual concluimos que estos reguladores son
transportados en el interior de la planta.
Los efectos fisiológicos producidos no dependen
de una sola fitohormona, sino más bien de la interacción de muchas
de estas sobre el tejido en el cual coinciden.
A veces un mismo factor produce efectos contrarios
dependiendo del tejido en donde efectúa su respuesta. Esto podría
deberse a la interacción con diferentes receptores, siendo éstos
los que tendrían el papel más importante en la transducción de la
señal. Un claro ejemplo sería con el ABA (ácido abscísico): en
semillas actúa uniéndose al elemento de respuesta Vp1 generando
transcripción de proteínas de reserva y en estomas (hojas) una
disminución del potencial osmótico que deriva en el cierre
estomático (no se ha definido, pero se ha comprobado que no es Vp1).
Esta característica las distingue de las hormonas animales.
Las plantas a nivel de sus tejidos también
producen sustancias que disminuyen o inhiben el crecimiento, llamadas
inhibidores vegetales. Sabemos que estas sustancias controlan la
germinación de las semillas y la germinación de las plantas. Los
hombres de ciencia han logrado producir sintéticamente hormonas o
reguladores químicos, con los cuales han logrado aumentar o
disminuir el crecimiento de las plantas las cuales realizan
fotosíntesis siempre para alimentarse.
Regulan procesos de correlación, es decir que,
recibido el estímulo en un órgano, lo amplifican, traducen y
generan una respuesta en otra parte de la planta. Interactúan entre
ellas por distintos mecanismos:
Sinergismo: la
acción de una determinada sustancia se ve favorecida por la
presencia de otra.
Antagonismo: la
presencia de una sustancia evita la acción de otra.
Balance cuantitativo: la acción de una
determinada sustancia depende de la concentración de otra.
Tienen además, dos características distintivas
de las hormonas animales: npnp
Ejercen efectos
pleiotrópicos, actuando en numerosos procesos fisiológicos.
Su síntesis no se relaciona con una
glándula, sino que están presentes en casi todas las células y
existe una variación cualitativa y cuantitativa según los órganos.
Las hormonas y las enzimas cumplen funciones de control químico en
los organismos multicelulares.
Las fitohormonas pueden promover o inhibir
determinados procesos.
Dentro de las que
promueven una respuesta existen 4 grupos principales de compuestos
que ocurren en forma natural, cada uno de los cuales exhibe fuertes
propiedades de regulación del crecimiento en plantas. Se incluyen
grupos principales: auxinas, giberelinas, citocininas y etileno.
Dentro de las que inhiben: el ácido
abscísico, los inhibidores, morfactinas y retardantes del
crecimiento, Cada uno con su estructura particular y activos a muy
bajas concentraciones dentro de la planta.
Mientras que cada fitohormona ha sido implicada en
un arreglo relativamente diverso de papeles fisiológicos dentro de
las plantas y secciones cortadas de éstas, el mecanismo preciso a
través del cual funcionan no es aún conocido.
Las hormonas vegetales conocidas son:
ácido abscísico
auxinas
citocininas o
citoquininas
etileno
giberelinas
brasinoesteroides
Tabla que resume las características generales de
las fitohormonas más relevantes.
FITOHORMONA
UBICACIÓN EN LA PLANTA
FUNCIÓN PRINCIPAL
Auxinas
Mayormente
en meristemas apicales y hojas
jóvenes.
Provocan la elongación celular, estimulan la
división y diferenciación celular y la elongación de tallos,
estimulan la diferenciación de vasos conductores, intervienen en
retraso de la caída de órganos, estimulan la formación de
raíces adventicias, pero inhiben la elongación de la raíz
principal, están involucradas en dominancia apical, fototropismo
y gravitropismo, estimulan maduración fruto y floración.
Etileno
Tallos, hojas, frutos y raíces
Acelera el proceso de maduración del fruto,
promueve el envejecimiento del vegetal y está involucrado en la
dormición de las semillas.
Giberelinas
Mayormente en meristemas apicales, tallos y
hojas jóvenes y en semillas inmaduras.
Promueven el crecimiento excesivo de los tallos
y crecimiento de frutos, inducen la germinación de las semillas
(interrumpen la dormición) y brote de yemas, inducen
partenocarpia y retrasan envejecimiento.
Citocininas
Principalmente en las raíces.
Promueven la división y la diferenciación
celular, promueven la formación y crecimiento de brotes
laterales, inducen germinación, inducen la maduración de los
cloroplastos, retrasan senescencia de las hojas.
Ácido abscísico
Principalmente en hojas, y
algo en semillas,
frutos, raíces, tallos.
Potente inhibidor del crecimiento. Intervienen
en la dormición de yemas y semillas y en la caída de las hojas.
Regula cierre de estomas e inhibe el crecimiento de muchas partes
de la planta. Es la hormona clave en las respuestas de las plantas
a condiciones de estrés ambiental.
UBICACIÓN DE FITOHORMONAS Y SUS FUNCIONES EN LAS PLANTAS
EVALUACION
Contesta el siguiente cuestionario y envíalo al correo de tu profesora o entrégalo en forma física en hojas de examen.
Relacionar
con la respuesta correcta: (el número con la letra correspondiente)
Facilitar
la germinación de las semillas.
Activar el
crecimiento del vegetal.
Retardar
el envejecimiento vegetal.
Inhibir el
crecimiento vegetal e inducir a una especie de letargo.
Acelerar
la maduración de los frutos.
Provocar
el cierre de estomas en la sequía.
Inducir la
formación de flores y frutos.
Determinar
la aparición de raíces en los esquejes.
a.
Citoquininas
b. Etileno
c.
Giberelinas
d. Aucinas
e.
Acido abcisico
Completar el dibujo de la planta con
la/las fitohormona mayoritarias presentes en cada uno de sus órganos.
Observar cada foto o
dibujo y determinar qué fitohormona está actuando en cada caso.
(Ojo que en algunos procesos puede estar actuando más de una).
Usos
de las fitohormonas Un agricultor desea mejorar sus cultivos y
necesita ciertas fitohormonas sintéticas para lograrlo. Concurre con
su lista de objetivos al vivero/agronomía de su zona, pero el
empleado es nuevo y no sabe qué venderle para cada caso. Aquí está
la lista de sus objetivos. Completa con la fitohormona que debe
adquirir para lograrlos y explícale
al empleado porqué.
Objetivo
Fitohormona
sintética que necesita
Porque..
Mantener
más tiempo el color verde en las hojas de sus hortalizas
Inhibir el
crecimiento de los tallos de sus plantas
Matar
malezas
Inducir la
germinación de sus semillas
Impedir la
caída prematura de las peras de sus perales
Aumentar la
longitud de los tallos de la caña de azúcar
Acelerar la
maduración de sus tomates cultivados en invernadero.
Has un cuadro donde se determinen diferencias y semejanzas entre:
Las hormonas y las fitohormonas en cuanto a:
a. Funciones
b. Ubicación
c. Las principales presentes en el hombre y en las plantas
También llamado sistema de
glándulas de secreción interna es el conjunto de órganos y tejidos
del organismo, que segregan un tipo de sustancias llamadas hormonas,
que son liberadas al torrente sanguíneo y regulan algunas de las
funciones del cuerpo.
Es un
sistema de señales similar al del sistema nervioso, pero en este
caso, en lugar de utilizar impulsos eléctricos a distancia, funciona
exclusivamente por medio de sustancias (señales químicas). Las
hormonas regulan muchas funciones en los organismos, incluyendo entre
otras el estado de ánimo, el crecimiento, la función de los tejidos
y el metabolismo, por células especializadas y glándulas
endocrinas. Actúa como una red de comunicación celular que responde
a los estímulos liberando hormonas y es el encargado de diversas
funciones metabólicas del organismo.
Las
glándulas más representativas del sistema endocrino son la
hipófisis, la tiroides y la suprarrenal. Aparte de las glándulas
endocrinas especializadas para tal fin, existen otros órganos como
el riñón, hígado, corazón y las gónadas, que tiene una función
endocrina secundaria. Por ejemplo el riñón segrega hormonas
endocrinas como la eritropoyetina y la renina.
Glándula
es un conjunto de células cuya
función es sintetizar sustancias químicas, como las hormonas, para
liberarlas, a menudo en la corriente sanguínea y en el interior de
una cavidad corporal o su superficie exterior.
Clasificación
Las glándulas se dividen en dos
grupos:
Endocrinas
- Se llaman también glándulas cerradas. Carecen de conducto y
vierten su secreción en los capilares que rodean las glándulas.
Exocrinas - También llamadas
glándulas abiertas. Secretan sus productos a un tubo excretor que
secreta su producto tanto sobre la superficie como hacia la luz de
un órgano hueco. Este tipo de glándulas se dividen en tres grupos
de acuerdo a sus mecanismos diferentes para descargar sus productos
secretados:
Apocrinas - parte de las
células corporales se pierden durante la secreción . El término
glándula apocrina se
usa con frecuencia para referirse a las glándulas sudoríparas.
Holocrinas - toda la célula se desintegra para
excretar su contenido, como en las glándulas sebáceas que se
encuentran en el corion de la piel.
Merocrinas - las células secretan sus sustancias por
exocitosis, como en las glándulas mucosas y serosas.
Subdivisión
También se dividen en unicelulares y
pluricelulares según su número de células:
Unicelulares
- Células individuales que se encuentran distribuidas entre células
no secretoras. Un ejemplo son las células calciformes.
Pluricelulares
- Compuestas por más de una célula, se pueden diferenciar entre la
disposición de las células secretoras y si hay o no ramificación
de los conductos secretores.
Tipo
de secreción
El tipo de producto secretor de una
glándula exocrina puede dividirse también en tres clases:
Seroso
- producto acuoso a menudo rico en proteínas.
Mucoso
- producto viscoso rico en carbohidratos, como las glicoproteínas.
Sebáceo - producto lípido.
Fábrica de hormonas
Las
encargadas de producir las hormonas son las glándulas endocrinas.
Dentro de ellas, el primer lugar lo ocupa sin duda la hipófisis o
glándula pituitaria, que es un pequeño órgano de secreción
interna localizado en la base del cerebro, junto al hipotálamo.
Tiene forma ovoide (de huevo) y mide poco más de diez milímetros. A
pesar de ser tan pequeñísima, su función es fundamental para el
cuerpo humano, por cuanto tiene el control de la secreción de casi
todas las glándulas endocrinas.
La
hipófisis está formada por dos glándulas separadas, conocidas como
adenohipófisis y neurohipófisis. La primera corresponde al lóbulo
anterior y la segunda al lóbulo posterior. Se comunica anatómica y
funcionalmente a través de la sangre con el hipotálamo, lo que
articula una gran coordinación entre el sistema nervioso y el
endocrino.
La
relación hipotálamo-hipófisis es bastante particular, puesto que,
a diferencia del resto del sistema nervioso, en que las neuronas se
relacionan directamente con su efector (órgano terminal que
distribuye los impulsos nerviosos que recibe, activando la secreción
de una glándula o contracción de un músculo), en la hipófisis las
neuronas hipotalámicas no hacen contacto directo con sus efectoras.
Estas últimas pasan a la sangre y alcanzan la adenohipófisis a
través de una red capilar que se extiende entre el hipotálamo y la
hipófisis anterior. En consecuencia, los núcleos hipotalámicos son
fundamentales para el normal funcionamiento de la hipófisis.
Mecanismos bioquímicos de acción
hormonal
En el organismo humano existen las
Células diana, también llamadas células blanco, células
receptoras o células efectoras, poseen receptores específicos para
las hormonas en su superficie o en el interior.
Cuando la hormona, transportada por
la sangre, llega a la célula diana y hace contacto con el
receptor “como una llave con una cerradura“, la célula es
impulsada a realizar una acción específica según el tipo de
hormona de que se trate:
• Las hormonas
esteroideas, gracias a su naturaleza
lipídica, atraviesan fácilmente las membranas de las células diana
o células blanco, y se unen a las moléculas
receptoras de tipo proteico, que se
encuentran en el citoplasma.
De esta manera llegan al núcleo,
donde parece que son capaces de hacer cesar la inhibición a que
están sometidos algunos genes y permitir que sean transcritos. Las
moléculas de ARNm originadas se encargan de dirigir en el citoplasma
la síntesis de unidades proteicas, que son las que producirán los
efectos fisiológicos hormonales.
• Las hormonas
proteicas, sin embargo, son moléculas de
gran tamaño que no pueden entrar en el interior de las células
blanco, por lo que se unen a "moléculas
receptoras" que hay en la superficie de
sus membranas plasmáticas, provocando la formación de un segundo
mensajero, el AMPc, que sería el que
induciría los cambios pertinentes en la célula al activar a una
serie de enzimas que producirán el efecto metabólico deseado.
CONTROL HORMONAL.
La producción de hormonas está
regulada en muchos casos por un sistema de retroalimentación o
feed-back negativo, que hace que el exceso de una hormona vaya
seguido de una disminución en su producción.
Se puede considerar el hipotálamo,
como el centro nervioso "director" y controlador de todas
las secreciones endocrinas. El hipotálamo segrega neurohormonas que
son conducidas a la hipófisis. Estas neurohormonas
estimulan a la hipófisis para la secreción de hormonas
trópicas (tireotropa, corticotropa,
gonadotropa).
Estas hormonas son transportadas a la
sangre para estimular a las glándulas
correspondientes (tiroides, corteza
suprarrenal y gónadas) y serán éstas las que segreguen diversos
tipos de hormonas (tiroxina,
corticosteroides y hormonas sexuales,
respectivamente ), que además de actuar en el cuerpo, retroalimentan
la hipófisis y el hipotálamo para inhibir su actividad y equilibran
las secreciones respectivas de estos dos órganos y de la glándula
destinataria.
Características
Intervienen
en el corazón
Se
liberan al espacio extracelular.
Se
difunden a los vasos sanguíneos y viajan a través de la sangre.
Afectan
tejidos que pueden encontrarse lejos del punto de origen de la
hormona.
Su
efecto es directamente proporcional a su concentración.
Independientemente
de su concentración, requieren de adecuada funcionalidad del
receptor, para ejercer su efecto.
Regulan el funcionamiento del
cuerpo.
Efectos
Estimulante:
promueve actividad en un tejido. ( ej, prolactina).
Inhibitorio:
disminuye actividad en un tejido. (ej, somatostatina).
Antagonista:
cuando un par de hormonas tienen efectos opuestos entre sí, (ej,
insulina y glucagón)
Sinergista:
cuando dos hormonas en conjunto tienen un efecto más potente que
cuando se encuentran separadas. (ej: hGH y T3/T4)
Trópico:
esta es una hormona que altera el metabolismo de otro tejido
endocrino, (ej, gonadotropina sirve de mensajero químico).
Balance cuantitativo:
cuando la acción de una hormona depende de la contracción de otra.
Clasificación
química
Las glándulas endocrinas producen y
secretan varios tipos de hormonas:
Esteroideas:
solubles en lípidos, se difunden fácilmente hacia dentro de la
célula diana. Se une a un receptor dentro de la célula y viaja
hacia algún gen del ADN nuclear al que estimula su transcripción.
En el plasma, el 95% de estas hormonas
viajan
acopladas a transportadores proteicos plasmáticos.
No
esteroide: derivadas de aminoácidos. Se
adhieren a un receptor en la membrana, en la parte externa de la
célula. El receptor tiene en su parte interna de la célula un
sitio activo que inicia una cascada de reacciones que inducen
cambios en la célula. La hormona actúa como un primer mensajero y
los bioquímicos producidos, que inducen los cambios en la célula,
son los segundos mensajeros.
Péptidos:
cadenas cortas de aminoácidos, por ej: OT, ADH. Son hidrosolubles
con la capacidad de circular libremente en el plasma sanguíneo (por
lo que son rápidamente degradadas: vida media <15 activando="" an="" con="" de="" ese="" font="" interact="" intracelulares.="" membrana="" mensajeros="" min="" modo="" receptores="" segundos="">
Proteicas:
proteínas complejas. (ej, GH, PTH)
Glucoproteínas:
(ej: FSH, LH)
TRASTORNOS
DE LA FUNCIÓN ENDOCRINA
Las
alteraciones en la producción endocrina se pueden clasificar como de
hiperfunción (exceso de actividad) o hipofunción (actividad
insuficiente). La hiperfunción de una glándula puede estar causada
por un tumor productor de hormonas que es benigno o, con menos
frecuencia, maligno. La hipofunción puede deberse a defectos
congénitos, cáncer, lesiones inflamatorias, degeneración,
trastornos de la hipófisis que afectan a los órganos diana,
traumatismos, o, en el caso de enfermedad tiroidea, déficit de yodo.
La hipofunción puede ser también resultado de la extirpación
quirúrgica de una glándula o de la destrucción por radioterapia.
La hiperfunción de la hipófisis
anterior con sobreproducción de hormona del crecimiento provoca en
ocasiones gigantismo o acromegalia, o si se produce un exceso de
producción de hormona estimulante de la corteza suprarrenal, puede
resultar un grupo de síntomas conocidos como síndrome de Cushing
que incluye hipertensión, debilidad, policitemia, estrías cutáneas
purpúreas, y un tipo especial de obesidad. La deficiencia de la
hipófisis anterior conduce a enanismo (si aparece al principio de la
vida), ausencia de desarrollo sexual, debilidad, y en algunas
ocasiones desnutrición grave.
Una disminución de la actividad de
la corteza suprarrenal origina la enfermedad de Addison, mientras que
la actividad excesiva puede provocar el síndrome de Cushing u
originar virilismo, aparición de caracteres sexuales secundarios
masculinos en mujeres y niños.
Las alteraciones de la función de
las gónadas afecta sobre todo al desarrollo de los caracteres
sexuales primarios y secundarios.
Las deficiencias tiroideas producen
cretinismo y enanismo en el lactante, y mixedema, caracterizado por
rasgos toscos y disminución de las reacciones físicas y mentales,
en el adulto. La hiperfunción tiroidea (enfermedad de Graves, bocio
tóxico) se caracteriza por abultamiento de los ojos, temblor y
sudoración, aumento de la frecuencia del pulso, palpitaciones
cardiacas e irritabilidad nerviosa.
La diabetes insípida se debe al
déficit de hormona antidiurética, y la diabetes mellitus, a un
defecto en la producción de la hormona pancreática insulina, o
puede ser consecuencia de una respuesta inadecuada del organismo.
Existen trastornos originados en el
sistema endócrino, y pueden deberse a una hiper (excesiva) o hipo
(insuficiente) secreción de hormonas:
Insuficiencia
suprarrenal: la glándula suprarrenal libera
muy poca cantidad de hormona cortisol y aldosterona. Los síntomas
incluyen malestar, fatiga, deshidratación y alteraciones en la
piel.
Enfermedad
de Cushing: la excesiva producción de
hormona pituitaria provoca hiperactividad en la glándula
suprarrenal.
Gigantismo
(acromegalia): si la hipófisis produce
demasiada hormona del crecimiento, los huesos y las diferentes
partes del cuerpo pueden crecer de forma desmedida. Si los niveles
de la hormona del crecimiento son demasiado bajos, un niño puede
dejar de crecer.
Hipertiroidismo:
la glándula tiroides produce demasiada hormona tiroidea y esto
provoca pérdida de peso, ritmo cardíaco acelerado, sudoración y
nerviosismo.
Hipotiroidismo:
la glándula tiroides no produce suficiente hormona tiroidea y esto
ocasiona fatiga, estreñimiento, piel seca y depresión.
Hipopituitarismo:
la glándula pituitaria libera pocas hormonas. Las mujeres con esta
afección pueden dejar de tener la menstruación.
Neoplasia
endocrina múltiple I y II (MEN I y MEN II):
son enfermedades genéticas poco comunes que pueden causar tumores
en las glándulas paratiroides, suprarrenales y tiroides.
Síndrome
de ovario poliquístico (SOP): la
sobreproducción de andrógenos interfiere con el desarrollo de los
óvulos y puede causar infertilidad.
Pubertad
precoz: se produce cuando las glándulas
liberan hormonas sexuales demasiado pronto.
Diabetes:
es un conjunto de trastornos metabólicos que afecta a diferentes
órganos y tejidos, dura toda la vida y se caracteriza por un
aumento de los niveles de glucosa en la sangre: hiperglucemia. La
causan varios trastornos, siendo el principal la baja producción de
la hormona insulina, secretada por el páncreas.
Evaluación:
Contesta el siguiente cuestionario y envíalo al correo de tu profesora o entrégalo en medio físico en hojas de examen.
Ubica en
el gráfico las glándulas endocrinas y sus hormonas:
Realiza un cuadro donde especifiques: Las principales glándulas que se tienen en el hombre, las funciones y ubicación de cada una (hacer gráfico). De cada glándula señala de 3 a 4 hormonas secretadas estableciendo una de las principales funciones de cada una de las hormonas.
Selección múltiple.
El sistema endocrino se encarga de:
La digestión
Regular funciones vitales
La respiración
La circulación de la sangre
2. El sistema endocrino esta formado
por
Tejidos
Órganos
Aparatos
Glándulas
3. Los compuestos producidos por el
sistema endocrino se vierten
El exterior
Al tubo digestivo
A la sangre
Al sistema linfático
4. Los compuestos producidos por el
sistema endocrino se denominan
Neurotransmisores
Enzimas
Hormonas
Coenzimas
5. Las glándulas del sistema
endocrino constituyen
Una unidad anatómica
Una unidad anatómica y
funcional
Una unidad estructural
Una unidad funcional
6. Las hormonas actúan
Rápidamente y a corto plazo
Lentamente y a corto plazo
Rápidamente y a largo plazo
Lentamente y a largo plazo
7. El sistema endocrino se encarga de
regular y coordinar las funciones vitales conjuntamente con:
El sistema nervioso
El sistema circulatorio
El sistema respiratorio
El sistema urinario
8. Los órganos sobre los que actúan
las hormonas se denominan
Los
lípidos son biomoléculas
orgánicas
formadas por C,
H y
O.
A veces pueden aparecer en algunos compuestos P, N y S. Constituyen
un grupo de moléculas muy heterogéneo,
con composición, estructura y funciones muy diversas, pero todos
ellos tienen en común varias características:
No
se disuelven en agua.
Se
disuelven en disolventes orgánicos apolares,
tales como cloroformo, benceno, aguarrás, éter o acetona.
Son
menos densos que el agua,
por lo que flotan sobre ella.
Son
untosos al tacto.
En
los organismos vivos cumplen diversas funciones como las que se citan
a continuación:
Son
reservas energéticas y se utilizan como combustibles biológicos
importantes, ya que pueden suministrar cerca de 9.3 Calorías por
gramo ( una caloría con C mayúscula equivale a 1000 calorías; el
termino Caloría se usa para medir el contenido energético de los
alimentos), comparada con 4.1 Calorías de azúcares y proteínas
Forman
cubiertas aislantes en la superficie de plantas y de animales para
evitar infecciones y mantener el equilibrio hídrico en ellos.
Sirven
como componentes estructurales de las membranas biológicas en donde
contribuyen a la formación de compartimentos con respuestas
bioquímicas específicas.
Constituyen
sistemas aislantes contra choques térmicos, eléctricos y químicos
a nivel de la hipodermis o en cubiertas de órganos internos.
Otros
pueden ser hormonas que participan en el control de procesos
metabólicos
Además
sirven como precursores de otros compuestos complejos como
lipoproteínas, glicoproteínas, vitaminas liposolubles etc.
regulan
la actividad de las células y los tejidos.
Así,
las grasas, aceites, ciertas vitaminas y hormonas y la mayor parte de
los componentes no proteicos de las membranas son lípidos.
Los
lípidos se clasifican en tres grupos principales:
LÍPIDOS
SIMPLES que
incluyen Grasas verdaderas saturadas (sólidas), aceites insaturados
(líquidos) y ceras los cuales tienen estructura similar y en su
molécula solamente poseen carbono, hidrógeno y oxígeno.
LÍPIDOS
COMPLEJOS
comprenden los fosfolípidos o fosfoglicéridos, de estructura
similar a las grasas pero además contienen fósforo y nitrógeno;
los esfingolípidos (ceramidas, esfingomielinas, cerebrósidos y
gangliósidos). A los cerebrosidos y gangliósidos también se les
conoce como glicolípidos.
LÍPIDOS
DERIVADOS,
incluyen los lípidos que no se clasifican en los anteriores grupos
como la familia de los esteroides, carotenoides, las prostaglandinas
y las vitaminas liposolubles.
De
los anteriores grupos sólo las grasas y los aceites cumplen un papel
importante como almacenes de energía.
ESTRUCTURA DE UN LÍPIDO
Se conocen más de 100 ácidos
grasos naturales. Se trata de ácidos
carboxílicos,
cuyo grupo funcional (-COOH)
está unido a una larga cadena
hidrocarbonada
normalmente no ramificada. Se diferencian entre sí, en la longitud
de la cadena y
el número
y las posiciones
de los dobles enlaces
que puedan tener. Los que no poseen dobles enlaces se denominan
ácidos grasos
saturados (“de
hidrógeno”) y los que poseen uno o más dobles enlaces se
denominan ácidos
grasos insaturados.
La mayoría de los ácidos grasos
son compuestos de cadena lineal
y numero par de
átomos de carbono, comprendido entre 12
y 22. Así, el
ácido
palmítico
(C16H32O2)
y el ácido
esteárico
(C18H34O2),
son dos ácidos grasos saturados, mientras que el ácido
oleico
(C18H34O2),
junto con el linoléico
(C18H32O2),
son los ácidos grasos insaturados más comunes.
Los
enlaces entre los carbonos son enlaces
simples. Esta
circunstancia permite la unión entre varias moléculas mediante
fuerzas de Van
der Waals (interacciones
hidrofóbicas).
Cuanto mayor sea la cadena (más carbonos), mayor es la posibilidad
de formación de estas interacciones débiles y, por tanto, mayor es
la temperatura de fusión. Por ello, a temperatura ambiente, los
ácidos grasos saturados suelen encontrarse en estado
sólido. Los más
destacados son el palmítico
(16:0) y el esteárico
(18:0).
ÁCIDO GRASO SATURADO
Insaturados
En
ellos pueden aparecer enlaces
dobles entre los
carbonos de la cadena.
Los
dobles enlaces producen inclinaciones en la molécula que dificultan
la formación de uniones mediante fuerzas de Van der Waals entre
ellas. Esta particularidad determina que el punto de fusión sea más
bajo y, por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos
insaturados suelen encontrarse en estado
líquido.
Pueden ser:
Monoinsaturados:
Sólo presentan un doble enlace. El más importante es el oleico
(18:19).
Poliinsaturados:
Tienen varios dobles enlaces. Linoleico (18:29,12)
Los
mamíferos no pueden sintetizar tres ácidos grasos poliinsaturados
(linoleico, linolénico y araquidónico) que son fundamentales para
la vida. Se dice, por ello que son esenciales y tienen que ser
ingeridos en la dieta.
ÁCIDO GRASO INSATURADO
CLASIFICACIÓN
Una forma de clasificar los lípidos es la que se basa
en su comportamiento frente a la reacción de hidrólisis en medio
alcalino (SAPONIFICACIÓN). Se dividen en saponificables y no
saponificables. Los lípidos saponificables son los que se hidrolizan
en medio alcalino (ceras, triacilglicéridos, fosfoglicéridos y
esfingolipidos), y los no saponificables son los que no experimentan
esta reacción (Terpenos, esteroides, prostaglandinas).
Lípidos
Saponificables
1. Ceras
Las ceras son lípidos saponificables, formados por la
esterificación de un ácido graso y un monoalcohol de cadena larga.
Los alcoholes constituyentes de
las ceras también tienen un número par de átomos de carbono, que
oscila entre 16 y 34. Dos de las ceras más comunes, una es la cera
de la carnauba,
de origen vegetal, que se utiliza como cera para suelos y
automóviles; y la otra es la lanolina
(en la que el componente alcohólico es un esteroide) que se utiliza
mucho en la fabricación de cosméticos y cremas.
Las ceras son blandas y moldeables en caliente, pero
duras en frío. En las plantas se encuentran en la superficie de los
tallos y de las hojas protegiéndolas de la pérdida de humedad y de
los ataques de los insectos. En los animales también actúan como
cubiertas protectoras y se encuentran en la superficie de las plumas,
del pelo y de la piel.Son similares a las grasas y a los aceites
excepto en que los ácidos grasos que las conforman se ligan a
cadenas largas de alcoholes en lugar de unirse al glicerol. Son
sólidas e insolubles en agua. Las ceras forman una cubierta
impermeable sobre las hojas, frutos y tallos de plantas terrestres
para impedir la pérdida de agua por excesiva evapotranspiración.
Algunas estructuras cobertoras de los animales como son las plumas,
los pelos, la piel poseen ceras con función impermeabilizante y
lubricantes más no de importancia alimenticia. En casos
excepcionales como en las abejas las utilizan para construir sus
colmenas. Esta cera de abejas está constituida principalmente por
ésteres de ácido palmítico y alcoholes de 26-34 átomos de
carbono.
2. Triacilglicéridos: El nombre de Triacilglicéridos
(TAGs) describe adecuadamente la estructura de estos compuestos, pues
poseen el esqueleto del glicerol unido a tres ácidos grasos (grupos
acilos). Se trata pues de triésteres formados por tres moléculas de
ácidos grasos y una molécula de glicerol.
El punto de fusión de los TAG viene determinado por
la naturaleza de los ácidos grasos que lo forman. Los que son
sólidos a temperatura ambiente reciben el nombre de grasas (poseen
mayor número de grupos acilos saturados), mientras que los que son
líquidos a esta temperatura reciben el nombre de aceites (poseen
mayor número de acilos insaturados). No obstante las grasas y
aceites naturales no son puros, sino una mezcla de TAGs. De ellos
destaca, como TAG más puro, el aceite de oliva (84 % de ácido
oleico). En los animales, los adipocitos son células
especializadas en la síntesis y almacenamiento de TAGs,
concentrándose en el tejido adiposo.Los TAGs, experimentan
las mismas reacciones que los ésteres. Una de las reacciones más
importantes es su hidrólisis, puede ser alcalina (bajo el punto de
vista industrial) o enzimática (por lipasas, en el organismo). La
hidrólisis alcalina o saponificación, es el proceso base para la
fabricación de los jabones, mientras que la hidrólisis enzimática
se produce en la degradación de las grasas ingeridas como alimentos.
Los jabones,
se obtiene calentando grasas naturales con una disolución alcalina
(de carbonato sódico o hidróxido sódico). Tras la hidrólisis, el
jabón (sales sódicas de ácidos grasos) se separa del resto
mediante precipitación al añadir sal a la mezcla de reacción. Tras
lo cual se lava y purifica. El jabón así obtenido es el de tipo
industrial. Estos al igual que otros lípidos polares forman
micelas en
contacto con el agua. Esta propiedad explica su capacidad limpiadora,
pues actúan disgregando la mancha de grasa o aceite formando
pequeñas micelas en las que las partes hidrofóbicas
(apolares) rodean la grasa y las partes hidrofílicas
(polares, referente al grupo carboxilato) quedan expuestas hacia el
agua. De esta manera, se forma una emulsión (de gotitas cargadas
negativamente), y así son arrastradas por el agua en forma de
diminutas partículas.
3. Los Fosfoglicéridos
Los fosfoglicéridos (FFG) son
componentes esenciales de las membranas biológicas. Se trata también
de ésteres del
glicerol, pero
sólo poseen dos
grupos acilo
unidos a los átomos de oxígeno de los carbonos 1 y 2 del glicerol,
el tercer hidroxilo está esterificado con el ácido
fosfórico, el
cual a su vez se encuentra unido a un resto X de distinta naturaleza,
resto que le da nombre al FFG .
Los FFG más abundantes en las membranas de las células
de animales y de plantas superiores son el fosfatidil-etanolamina y
el fosfatidil-colina. Mientras que el fosfatidil-glicerol y el
difosfatidil-glicerol son más frecuentes en membranas bacterianas.
4. Esfingolípidos
Los esfingolípidos (EFL), son
lípidos complejos cuyo esqueleto está constituido por la
esfingosina
o la dihidroesfingosina,
en lugar de
glicerol. Son también componentes importantes de las membranas
celulares, debido a su naturaleza anfipática. Bajo el punto de vista
estructural, todos los EFL contienen tres componentes básicos, un
grupo acilo
(procedente de un ácido graso), una molécula de esfingosina
(o su derivado hidrogenado) y una
cabeza polar. La
zona polar puede estar formada por un grupo fosfato unido a un resto
X (de similar naturaleza que el que presentan los
fosfoglicéridos),dando lugar a los fosfoesfingolípidoso
bien a una molécula de azúcar, dando lugar a los
glicoesfigolípidos.
Los FEL se encuentran presentes en
cantidades importantes en el tejido nervioso y cerebral. En ellos, un
grupo hidroxilo del fosfórico está esterificado con colina o
etanolamina y se conocen con el nombre general de esfingomielina
que es el FEL más abundante en las vainas membranosas que envuelven
y aíslan eléctricamente los axones de las neuronas. Así los
denominados galactocerebrósidos,
son los más abundantes en las membranas de las células neuronales
del cerebro y tienen un grupo de cabeza que es la ß-D-galactosa.
Son los
lípidos estructurales de membrana menos abundantes, derivados de la
esfingosina, un amino alcohol de cadena larga hidrocarbonada el cual
esterifica con diferentes grupos.
Si el
grupo amino de la esfingosina se une a un ácido graso (R) y
establece un enlace amida, esta molécula es una ceramida.
La
función de las ceramidas consiste en reforzar la cohesión de
las células de la capa córnea de la epidermis, limitando la pérdida
de péptidos hidrosolules y minimizan las alteraciones producidas por
los rayos UV tanto en la piel como en el pelo.
Si
la esfingosina esterifica el alcohol terminal con fosforilcolina, la
molécula resultante es una esfingomielina, fosfolípido de
esfingosina presente en las membranas celulares.
Si
el grupo esterificado es un carbohidrato la molécula es un
glicolípido, que puede llamarse cerebrósido si el carbohidrato es
un azúcar simple y si es un oligosacárido se llama gangliósido.
Puesto que los esfingolípidos tienen dos cadenas largas de
hidrocarburos (hidrofóbicas) en un extremo y una región hidrofílica
en el otro son también moléculas anfipáticas y muy similares a los
fosfoglicéridos o fosfolípidos razón por la cual se ajustan de
manera adecuada en la bicapa lipídica de las membranas.
LÍPIDOS INSAPONIFICABLES
1. Terpenos
Los terpenos, son lípidos
insaponificables, formados por dos o más unidades de isopreno
(2-metil-1,3-butadieno). Los terpenos pueden ser moléculas lineales
o cíclicas, y algunos de ellos contienen estructuras de ambos tipos.
En los vegetales se han
identificado un gran número de terpenos, muchos de los cuales poseen
olores o sabores característicos, y son componentes principales de
los aceites esenciales obtenidos de las plantas. Algunos ejemplos de
terpenos. Así, el limoneno
y pineno
(monoterpenos) son componentes principales del aceite del limón y de
la trementina (de la resina de pino) (otros bastante conocidos serían
el geraniol, mentol o el alcanfor). Por su parte el fitol,
(diterpeno) es un componente esencial de la clorofila (básica en la
fotosíntesis).
Entre los terpenos superiores más
importantes figuran el escualeno
(triterpeno, encontrado en grandes cantidades en los escualos)
precursor del colesterol (que es un esteroide) y el ß-caroteno,
que junto con otros carotenos, es el responsable del color
amarillo-anaranjado asociado a determinadas membranas celulares
(zanahoria, tomate, etc) y que también es el precursor de la
Vitamina A o
retinol.
2. Esteroides
Los esteroides son otro tipo de lípidos no
saponificables, que poseen un núcleo común formado por cuatro
anillos condensados, tres de los cuales poseen seis átomos de
carbono y el cuarto únicamente cinco,
(ciclopentanoperhidrofenentreno).La mayoría de los esteroides se
generan (en los seres vivos) a partir de la ciclación del escualeno
(un triterpeno lineal); así, el primer esteroide formado en este
proceso es el lanosterol que posteriormente se
transforma en otros muchos esteroides de interés. Unos de ellos es
el colesterol. El colesterol es el esteroide mejor
conocido y más abundante en el cuerpo humano. Forma parte de las
membranas biológicas y es precursor de ácidos biliares, de las
hormonas esteroides y de la Vitamina D. Es también muy abundante en
lipoproteínas del plasma sanguíneo (entre ellas la LDL) en las que
alrededor del 70 % se encuentra esterificado con ácidos grasos de
cadena larga. Es también conocido por su nivel en la sangre y
ciertos tipos de enfermedades cardiacas, como la artereosclerosis.
Esta enfermedad se debe a un exceso de LDL (provocado por varias
causas) que se deposita en la superficie interna de las arterias,
disminuyendo así su diámetro, el resultado es un aumento de la
presión sanguínea y un mayor riesgo a sufrir la formación de
trombos e infartos de miocardio.Como se ha indicado antes, el
colesterol es también el precursor de otros muchos esteroides. La
vitamina D, cuya ausencia produce el raquitismo (enfermedad en el
crecimiento de los huesos), se sintetiza a partir de un derivado del
colesterol (7-dehidrocolesterol) mediante una reacción que requiere
irradiación de la piel por la luz solar. Los ácidos biliares
son compuestos, sintetizados a partir del colesterol, que a modo de
detergente ayudan a la emulsión de los lípidos y a su absorción
intestinal. Por su parte, los andrógenos son hormonas
sexuales masculinas y los estrógenos hormonas sexuales
femeninas.
3. Prostaglandinas
Las prostaglandinas
son lípidos insaponificables que se consideran derivados de la
ciclación de algunos ácidos grasos. Poseen una gran variedad de
actividades biológicas de naturaleza hormonal y reguladora, así
median en:
· la respuesta antiinflamatoria
· la producción de dolor y fiebre
· la regulación de la presión sanguínea
· la inducción de la coagulación de la sangre
· la inducción al parto
· la regulation del ciclo sueño/vigilia
La prostaglandinas, se encuentran
en cantidades muy pequeñas en tejidos y fluidos corporales, entre
ellos los fluidos menstruales y seminales. Todas las prostaglandinas
son derivados hipotéticos de la ciclación de ácidos grasos
insaturados de 20 carbonos. Las prostaglandinas E2
y E2a
pueden utilizarse terapéuticamente para provocar el aborto o bien
para acelerar el parto.
4.
CAROTENOIDESLos
carotenoides incluyen dos grupos principales, los carotenos y las
xantolfilas. Los primeros son hidrocarburos puros, mientras que los
últimos son derivados que contienen oxígeno. Los carotenos son los
más abundantes, se originan de la polimerización de ocho moléculas
de isopreno y forman un compuesto simétrico de 40 átomos de
carbono el ß-caroteno, la ruptura oxidativa a nivel del carbono 20
produce dos unidades de vitamina A o retinol que en los individuos
con células fotorreceptoras origina un derivado fotosensible
denominado retinal, su deficiencia ocasiona la ceguera nocturna y
daño en las membranas de las mucosas dando lugar a piel descamada y
epitelios sujetos a infección. Las xantofilas juegan un papel
importante en el proceso de fotosíntesis de las plantas expuestas a
intensidades altas de luz solar (desiertos), ya que les proporcionan
protección al captar las radiaciones de alta energía.
5.
VITAMINAS LIPOSOLUBLESAdemás
de la vitamina A vista anteriormente como derivado del ß-caroteno se
consideran lípidos derivados a las vitaminas E, D y K. La E y la K,
al igual que la vitamina A contienen polímeros de unidades de
isopreno. La vitamina E o alfa tocoferol inhibe la oxidación de los
ácidos grasos insaturados y de la vitamina A que forman las
membranas celulares, se considera la vitamina de la fertilidad. Su
deficiencia generalmente produce anemia e impide el crecimiento
normal.
La
vitamina D o calciferol, promueve la absorción de calcio y fósforo
en el aparato digestivo; esencial para el crecimiento normal y el
mantenimiento de los huesos. Su deficiencia produce raquitismo en los
niños y osteomalacia en los adultos. Su fuente principal es el
colesterol que por acción de los rayos ultravioleta origina una
molécula de Vitamina D.
La
vitamina K o menadiona, la producen las bacterias intestinales y se
encuentra en el hígado. Es esencial para la coagulación de la
sangre.
Como
se sabe, las vitaminas son compuestos orgánicos que se necesitan en
cantidades muy pequeñas para mantener las funciones normales. Es por
esta razón, que los excesos en especial de las liposolubles A o D
son dañinos. La sobredosis de vitamina A ocasiona trastornos en la
piel, retraso en el crecimiento de los niños, hipertrofia del hígado
y del bazo, e inflamaciones dolorosas de los huesos largos. El exceso
de vitamina D da lugar a pérdida de peso, eliminación de los
minerales de los huesos y calcificación de los tejidos blandos
incluyendo el corazón y los vasos sanguíneos. Las dosis muy altas
de vitamina D en mujeres embarazadas se relacionan con ciertas formas
de retraso mental en los hijos.
Los
Carbohidratos, también llamados hidratos de carbono, glúcidos o
azúcares son la fuente más abundante y económica de energía
alimentaria de nuestra dieta.
Están
presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus
derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales,
harinas, verduras y frutas.
METABOLISMO DE LIPOPROTEÍNAS
METABOLISMO DE LIPIDOS
EL COLESTEROL
VEAMOS A MANERA DE RESUMEN EL SIGUIENTE CUADRO SINÓPTICO SOBRE LOS LÍPIDOS.
EVALUACIÓN
I.
Has la siguiente consulta y cópiala en el cuaderno (aquí se
evaluara) sobre:
Que
son y que causa los trigliceridos
Que
diferencia existe entre el colesterol malo y el colesterol bueno (de
alta y baja densidad).
Qué
función especifica cumple la bilis en el metabolismo de los
lípidos.
Donde
se produce la bilis?
Qué
es la arteriosclerosis, por que se produce y que problemas trae a
las personas que la tengan.
Define
en pocas palabras lo que se entiende por ácido graso.
¿Cómo
harías para obtener jabón a partir de la grasa de cerdo?
¿Qué
otras funciones desempeñan los triacilglicéridos en los seres
vivos, además de la de reserva de energía?
¿Por
qué los terpenos no son saponificables?
¿Cuál
es la principal función del colesterol en las células vivas?
Si
una persona consume una dieta rica en hidratos de carbono con más
calorías que las que necesita, los hidratos de carbono se
transforman en triglicéridos. ¿Por qué? ¿cuáles son las
ventajas de este mecanismo?
¿Qué
molécula esteroide es la precursora de las hormonas
sexuales?
Menciona un lípido
con función estructural, uno con función de reserva y otro con
función hormonal.
II. Contesta las
siguientes preguntas de selección múltiple y envíalas al correo de
tu profesora o entrégalas en hojas de examen.
1. Las
esfingomielinas:
a. son anfipáticas
b. están formadas por
glicerol, ácidos grasos y ácido fosfórico
c. presentan una unión
de tipo amida ácido graso y glicerol
d. constituyen una
reserva energética
e. posee una estructura
isoprenoide
2. Las sales
biliares:
a. poseen un núcleo
ceramida
b. derivan del colesterol
c. son consideradas
hormonas
d. a y b son correctas
e. b y c son correctas
3. Los
ácidos grasos son:
a. solubles en agua
b. combustibles
celulares
c. los monómeros
que forman la molécula de colesterol
d. son de cadena
corta
e. todas son
correctas.
4. Identifica el
ácido graso insaturado:
a.
oleico
b. palmítico
c. glucurónico
d. esteárico
e. acético
5.
Identifica el compuesto que no es un esteroide:
a. ácido
cólico (biliar).
b. Xantofila.
c.
hormonas sexuales.
d.
vitamina D.
e.
colesterol
6.
Un esfingolípido puede estar compuesto por...
a.
esfingosina, un ácido graso y galactosa.
b.
las respuestas anteriores son incorrectas.
c. esfingosina,
un ácido graso y un resto de fosfato inorgánico
d.
las respuestas anteriores son correctas.
e. esfingosina,
un ácido graso y una base nitrogenada.
7.
Los lípidos saponificables se caracterizan por:
a. comprenden
a acilglicéridos, ceras y lípidos de membrana.
b. todas
las respuestas anteriores son correctas.
c. son
ésteres de ácidos grasos.
d. no
todos son polares.
e. poseer
enlaces éster en sus moléculas.
8.
Los ácidos grasos...
a. se
obtienen por hidrólisis de acilglicéridos.
b. tienen
carácter anfipático.
c. son
ácidos monocarboxílicos.
d.
todas las respuestas anteriores son correctas.
e. presentan
cadenas alifáticas.
9.
Cuando se hidroliza una grasa...
a. se
saponifica.
b.
origina ác. monocarboxílicos y un polialcohol
c. todas
las frases anteriores son correctas.
d. adiciona
agua.
e.se
producen ácidos grasos y glicerina.
III.
Contesta indicando la diferencia
entre:
a.
una ácido graso
saturado de uno insaturado
b.
una grasa de un aceite
c.
un lípido saponificable de uno insaponificable
d.
un lípido simple de un lípido complejo
IV.
Define los siguentes terminos con relación a los lípidos
