clase lipidos nueva

07/04/23Prof. David Colmenarez, Area de Bioquímica, Decanato Cs Veterinarias, UCLA

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QUÍMICA DE LIPÍDOSQUÍMICA DE LIPÍDOS

Prof. David ColmenárezÁrea de BioquímicaDepartamento de Cs. BásicasDecanato de Cs. Veterinarias


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ASPECTOS GENERALES DE LOS ASPECTOS GENERALES DE LOS LÍPIDOSLÍPIDOS

Denominamos lípidos a un conjunto muy heterogéneo de biomoléculas cuya característica distintiva aunque no exclusiva ni general es la insolubilidad en agua, siendo por el contrario, solubles en disolventes orgánicos (benceno, cloroformo, éter, hexano, etc.).


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En muchos lípidos, esta definición se aplica únicamente a una parte de la molécula, y en otros casos, la definición no es del todo satisfactoria, ya que pueden existir lípidos soluble en agua (como los gangliósidos, por ejemplo), y a la vez existen otras biomoléculas insolubles en agua y que no son lípidos (carbohidratos como la quitina y la celulosa, o las escleroproteínas).


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Los mamíferos, los acumulamos como grasas, y los peces como ceras; en las plantas se almacenan en forma de aceites protectores con aromas y sabores característicos. Los fosfolípidos y esteroles constituyen alrededor de la mitad de la masa de las membranas biológicas. Entre los lípidos también se encuentran cofactores de enzimas, acarreadores de electrones, pigmentos que absorben luz, agentes emulsificantes, algunas vitaminas y hormonas, mensajeros intracelulares y todos los componentes no proteicos de las membranas celulares.


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FUNCIONES DE LOS LÍPIDOSFUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

FUNCIÓN ENERGÉTICA Los lípidos (generalmente en forma de triacilgliceroles)

constituyen la reserva energética de uso tardío o diferido del organismo. Su contenido calórico es muy alto (9.4 Kcal/g), y representan una forma compacta y anhidra de almacenamiento de energía. A diferencia de los hidratos de carbono, que pueden metabolizarse en presencia o en ausencia de oxígeno, los lípidos sólo pueden metabolizarse aeróbicamente.


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FUNCIONES DE LOS LÍPIDOSFUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

RESERVA DE AGUARESERVA DE AGUA Aunque parezca paradójico, los lípidos representan una

importante reserva de agua. Al poseer un grado de reducción mucho mayor el de los hidratos de carbono, la combustión aerobia de los lípidos produce una gran cantidad de agua (agua metabólica). Así, la combustión de un mol de ácido palmítico puede producir hasta 146 moles de agua. En animales desérticos, las reservas grasas se utilizan principalmente para producir agua (es el caso de la reserva grasa de la joroba de camellos y dromedarios).


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PRODUCCIÓN DE CALORPRODUCCIÓN DE CALOR

En algunos animales (particularmente en En algunos animales (particularmente en aquellos que hibernan), hay un tejido adiposo aquellos que hibernan), hay un tejido adiposo especializado que se llama grasa parda o grasa especializado que se llama grasa parda o grasa marrón. En este tejido, la combustión de los marrón. En este tejido, la combustión de los lípidos no se produce ATP en el proceso, y la lípidos no se produce ATP en el proceso, y la mayor parte de la energía derivada de la mayor parte de la energía derivada de la combustión de los triacilgliceroles se destina a la combustión de los triacilgliceroles se destina a la producción calórica necesaria para los períodos producción calórica necesaria para los períodos largos de hibernación. En este proceso, un oso largos de hibernación. En este proceso, un oso puede llegar a perder hasta el 20% de su masa puede llegar a perder hasta el 20% de su masa corporalcorporal


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FUNCIÓN ESTRUCTURALFUNCIÓN ESTRUCTURAL

El medio biológico es un medio acuoso. Las células, a su vez, están rodeadas por otro medio acuoso. Por lo tanto, para poder delimitar bien el espacio celular, la interfase célula-medio debe ser necesariamente hidrofóbica. Esta interfase está formada por lípidos de tipo anfipático, que tienen una parte de la molécula de tipo hidrofóbico y otra parte de tipo hidrofílico. En medio acuoso, estos lípidos tienden a autoestructurarse formando la bicapa lipídica de la membrana plasmática que rodea la célula.


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FUNCIÓN ESTRUCTURALFUNCIÓN ESTRUCTURAL

En las células eucariotas existen una serie de orgánulos celulares (núcleo, mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, etc) que también están rodeados por una membrana constituida, principalmente por una bicapa lipídica compuesta por fosfolípidos.

Las ceras son un tipo de lípidos neutros, cuya principal función es la de protección mecánica de las estructuras donde aparecen.


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FUNCIÓN INFORMATIVAFUNCIÓN INFORMATIVA

Los organismos pluricelulares han desarrollado distintos sistemas de comunicación entre sus órganos y tejidos. Así, el sistema endocrino genera señales químicas para la adaptación del organismo a circunstancias medioambientales diversas. Estas señales reciben el nombre de hormonas. Muchas de estas hormonas (esteroides, prostaglandinas, leucotrienos, calciferoles, etc) tienen estructura lipídica.


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FUNCIÓN CATALÍTICAFUNCIÓN CATALÍTICA

La función de muchas vitaminas liposolubles consiste en actuar como cofactores de enzimas (proteínas que catalizan reacciones biológicas). En ausencia de su cofactor, el enzima no puede funcionar, y la vía metabólica queda interrumpida, con todos los perjuicios que ello pueda ocasionar. Ejemplos son los retinoides (vitamina A), los tocoferoles (vitamina E), las naftoquinonas (vitamina K) y los calciferoles (vitamina D).


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CLASIFICACIÓN DE LOS CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOSLÍPIDOS La heterogeneidad estructural de los lípidos

dificulta cualquier clasificación sistemática Si nos basamos en su composición química se

clasifican en:


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CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOSCLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS SEGÚN BLOORSEGÚN BLOOR

Acilgliceroles (glicerol + ácidos grasos)

Lípidos simples Ceras (alcohol + ácidos grasos, ambos de PM elevado)

Fosfogliceridos (glicerol + ácidos grasos + H3PO4 + Colina ó Etanolamina ó serina ó

Inositol)

Esfingomielinas (Esfingosina + ácidos grasos + H3PO4 + Colina)

Lípidos Cerebrosidos (Esfingosina + ácidos graso + monosacaridos)

Complejos Gangliosidos (Esfingosina + ácidos graso + 2- 6 monosacaridos)

Otros Lípidos Complejos ( Lipoproteínas )PrecursoresY derivados de lípidos Colesterol, hormonas esteroideas y vitaminas liposolubles


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Ácidos grasosÁcidos grasos Los ácidos grasos son ácidos monocarboxílicos con una

cadena carbonada de estructura muy variada ( lineal, ramificada, alicíclica) .

Lo mas abundantes en la naturaleza son de cadena lineal con número par de átomos de carbono, entre 12 y 24.

Podemos distinguir (a) el grupo carboxilo -COOH, que al pH de los medios biológicos aparece normalmente disociado como -COO- y (b) la cadena hidrocarbonada CH3-CH2-CH2-.... Esta última es fuertemente hidrofóbica, mientras que el grupo carboxilo interacciona fácilmente con el agua. Esto da a los ácidos grasos un cierto carácter anfipático (es decir, que en la misma molécula coexisten zonas hidrofílicas e hidrofóbicas).b a


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Ácidos grasosÁcidos grasos

Cuando la cadena hidrocarbonada está constituida solamente por carbonos sp3, es decir, está plenamente saturada, hablamos de ácidos grasos saturados; pero muy a menudo se presentan insaturaciones en forma de dobles enlaces C=C: hablamos entonces de ácidos grasos insaturados. Estos últimos tienen puntos de fusión más bajos que los saturados. Por eso los lípidos ricos en ácidos grasos saturados suelen ser sólidos a la temperatura ambiente (grasas) mientras que los ricos en insaturados son líquidos (aceites).

.


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Ácidos grasosÁcidos grasosPropiedades físicas.Propiedades físicas.

A)Solubilidad. Son moléculas bipolares o anfipáticas (del griego amphi, doble). La cabeza de la molécula es polar o iónica y, por tanto, hidrófila (-COOH). La cadena es apolar o hidrófoba (grupos -CH2- y -CH3 terminal).

B) Punto de fusión. En los saturados, el punto de fusión aumenta debido al nº de carbonos, mostrando tendencia a establecer enlaces de Van der Waals entre las cadenas carbonadas, mientras los Insaturados tienen menos interacciones de este tipo debido al codo de su cadena.


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Ácidos Nombre Común

Estructura Abreviación

Punto de

Fusión (deg.C)

Miristico CH3-(CH2)12-COOH (C14:O) 54

Palmitico CH3-(CH2)14-COOH (C16:O) 63 Saturados

Estearico CH3-(CH2)16-COOH (C18:O) 70

Palmitoleico CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-

COOH (C16:1) 61

Oleico CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-

COOH (C18:1) 13

Linoleico CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-

CH=CH-(CH2)7-COOH (C18:2) - 5

No Saturados

Linolenico CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-

CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH (C18:3) -11


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Propiedades químicas.Propiedades químicas.A) Esterificación. El ácido graso se une a un alcohol por enlace

covalente formando un ester y liberando una molécula de agua. B) Saponificación. Reaccionan los álcalis o bases dando lugar a una

sal de ácido graso que se denomina jabón. El aporte de jabones favorece la solubilidad y la formación de micelas de ácidos grasos.


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Propiedades químicas.Propiedades químicas.Gracias a este comportamiento anfipático los jabones se disuelven en agua dando lugar a micelas monocapas, o bicapas si poseen agua en su interior. También tienen un efecto espumante cuando la monocapa atrapa aire y detergente o emulsionante si contienen pequeñas gotas de lípido.


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Propiedades químicas.Propiedades químicas.HALOGENACIÓNHALOGENACIÓN

H H H H H

H- C – C – C = C –C - COOH

H H H 5 7

F, CL, Br, I

H H I I H

H- C – C – C = C –C - COOH

H H H 5 7


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Propiedades químicas.Propiedades químicas.HIDROGENACIÓN Ó REDUCCIÓNHIDROGENACIÓN Ó REDUCCIÓN

H H H H H

H- C – C – C = C –C - COOH

H H H 5 7

H

H H H H H

H- C – C – C - C –C - COOH

H H H H H 5 7

AC. PALMITOLEICO

INSATURADO

AC. PALMITICO

SATURADO


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R-C=C-R`-COOH PERÁCIDO R-C=C-R`-COOH

H H O EPÓXIDO

R-C=C-R`-COOH ÁCIDO R-C=C-R`-COOH H H OH OH DIOL

R-C=C-R`-COOH 2O2 R-COOH + HOOC-R`-COOH H H AC. GRASO HIDROPERÓXIDO

R-C=C-R` O3 R-C -H + H-C-R`

H H O O ALDEHIDOS

Propiedades químicas.Propiedades químicas.OXIDACIÓNOXIDACIÓN


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NOMENCLATURANOMENCLATURA SFA

Común Fórmula Sístemático 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


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NOMENCLATURANOMENCLATURA MUFA

Común Fórmula Sístemático Palmitoleico C16:19;w7 cis-9-hexadecenoico Oleico C18:19;w9 cis-9-octadecenoico Elaídico C18:19;w9 trans-9-

octadecenoico Erúcico C22:113;w9 cis-13-dococenoico Nervónico C24:115;w9 cis-15-tetracosenoico


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NOMENCLATURANOMENCLATURA

PUFA Común Fórmula Sístemático Linoleico C18:29,12;6 todos cis-9,12-octadecadienoico -Linolénico C18:36,9,12;6 todos cis-6,9,12-octadecatrienoico -Linolénico C18:39,12,15;3 todos cis-9,12,15-octadecatrienoico

Araquidónico C20:45,8,11,14;6 todos cis-5,8,11,14-eicosatetraenoico

Timnodónico C20:55,8,11,14,17;3 todos cis-5,8,1,14,17-eicosapentenoico

Clupanodónico C22:57,10,13,16,19;3 todos cis-7,10,13,16,19-docosapentenoico

Cervónico C22:64,7,10,13,16,19;3 todos cis-4,7,10,13,16,19-docosahexenoico


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Los acilgliceroles, también conocidos con el nombre de acilglicéridos o grasas neutras, son ésteres de glicerol con ácidos grasos. Al poder establecer el glicerol tres enlaces éster, los acilglicéridos pueden presentar uno, dos o tres ácidos grasos en su estructura, por lo que hablamos de mono, di o triacilglicéridos (o triglicéridos).

LIPIDOS SIMPLES: LIPIDOS SIMPLES: TRIACILGLICEROLESTRIACILGLICEROLES


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Estos lípidos consisten de una molécula de glicerol que está triesterificada; su principal función es la reserva energética.


un esquema que ilustra la formación de un triglicérido se muestra a continuación


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Los triacilglicéridos (TAG) (triacilgliceroles o grasas), son la reserva principal de energía metabólica en animales y el 90 % de la ingesta de lípidos.

O CCH

CH2

CH2 O

O C

O

O

CO

1-palmitoil2,3-dioleil-glicerol

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Al igual que la glucosa, son metabólicamente oxidados a CO2 y agua, muchos de sus átomos tienen estados de

oxidación más bajos que los de la glucosa, su metabolismo oxidativo rinde el doble de la energía que una cantidad igual de carbohidratos o proteínas en peso seco.

H (kcal/g peso seco)Carbohidratos 66.994Grasas 154.808

Proteínas 71.128


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LIPIDOS SIMPLES: LIPIDOS SIMPLES: Céridos o Céridos o cerasceras

Son ésteres de un ácido graso de cadena larga. Sólidos a temperatura ambiente, poseen sus dos extremos hidrófobos, lo que determina su función impermeabilizar y proteger.Entre las más conocidas se encuentran la de abeja (ésteres del ácido palmítico con alcoholes de cadena larga), la lanolina (grasa de lana de oveja), el aceite de espermaceti (producido por el cachalote) y la cera de cornauba (extraído de una palmera de Brasil).En general en los animales se encuentran en la piel, recubriendo el pelo, plumas y exoesqueleto de insectos. En los vegetales forman películas que recubren hojas, flores y frutos.


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LIPIDOS SIMPLES: LIPIDOS SIMPLES: Céridos o Céridos o cerasceras


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Los Fosfolípidos tienen un gran interés biológico por ser componentes estructurales de las membranas celulares

LIPIDOS COMPLEJOS:LIPIDOS COMPLEJOS:FOSFOGLICERIDOSFOSFOGLICERIDOS


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La estructura de los distintos Fosfolípidos se pueden considerar derivados del ácido fosfatídico, y por ello se nombran con el prefijo fosfatidil seguido del nombre del derivado aminado o polialcohol con el que se une. Así se obtienen los derivados fosfatidiletanolamina (cefalina), fosfatidilcolina (lecitina) ,fosfatidilserina, fosfatidilglicerol y fosfatidilinositol.


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LIPIDOS COMPLEJOS:LIPIDOS COMPLEJOS:FOSFOGLICERIDOSFOSFOGLICERIDOS Componentes principales de las membranas, consisten de un glicerol-3-fosfato esterificado en C1 y C2 por ácidos grasos y en el grupo fosforil con un grupo X polar que es generalmente un derivado de un alcohol (X= agua: ácido fosfatídico; X= etanolamina: fosfatidiletanolamina; X= colina: fosfatidilcolina (lecitina); X= serina: fosfatidilserina; X= myo-inositol: fosfatidilinositol; X= glicerol:

fosfatidilglicerol y X= fosfatidilglicerol: difosfatidilglicerol (cardiolipina)).


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Los plasmalógenos son fosfoglicéridos en los que el glicerol fosfato tiene unido en el C1, mediante un enlace tipo éter, un alcohol de cadena larga. Comúnmente, la parte polar de los plasmalógenos es etanolamina, colina o serina.

LIPIDOS COMPLEJOS:LIPIDOS COMPLEJOS:

FOSFOGLICERIDOS FOSFOGLICERIDOS Los plasmalógenos


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Todos ellos poseen una estructura derivada de la ceramida (formada por un ácido graso unido por enlace amida a la esfingosina)Pueden ser de dos clases:

a) Esfingofosfolípidos. Resultan de la unión de la ceramida al ácido fosforico y colina (esfingomielina).

b)Esfingoglucolípidos. Resultan de la unión de la ceramida y un conjunto de monosacáridos como la glucosa y galactosa entre otros.Los más simples se denominan cerebrósidos y sólo tienen un monosacárido (glucosa o galactosa) unida a la ceramida. Los más complejos son los gangliósidos, que poseen un oligosacárido unido a la ceramida.Estas moléculas forman parte de las membranas celulares y especialmente de la plasmática, donde se intercalan con los fosfolípidos.

LIPIDOS COMPLEJOS:LIPIDOS COMPLEJOS:ESFINGOLÍPIDOSESFINGOLÍPIDOS


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LIPIDOS COMPLEJOS:LIPIDOS COMPLEJOS:LIPOPROTEÍNASLIPOPROTEÍNAS Las lipoproteínas son conjugados de proteínas con

lípidos, especializadas en el transporte de estos últimos y se dividen en varios grupos según su densidad:HDL: Lipoproteínas de alta densidad.

IDL: Lipoproteínas intermedias.LDL: Lipoproteínas de baja densidad. VLDL: Lipoproteínas de muy baja densidad.

QM : Quilomicrones


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LIPIDOS COMPLEJOS:LIPIDOS COMPLEJOS:LIPOPROTEÍNASLIPOPROTEÍNAS


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PRECURSORES Y DERIVADOS LIPIDICOSPRECURSORES Y DERIVADOS LIPIDICOS: : Esteroides Esteroides

Son lípidos que derivan del ciclopentano perhidrofenantreno, denominado gonano (antiguamente esterano). Su estructura la forman cuatro anillos de carbono (A, B, C y D). Los esteroides se diferencian entre sí por el nº y localización de sustituyentes.


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PRECURSORES Y DERIVADOS LIPIDICOSPRECURSORES Y DERIVADOS LIPIDICOS: : COLESTEROLCOLESTEROL

El colesterol es el Esterol. de mayor interés biológico. Forma parte de las membranas biológicas a las que confiere resistencia, por otra parte es el precursor de casi todos los demás esteroides


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Son vitaminas no solubles en agua y químicamente se trata de lípidos insaponificables, caracterizados por su incapacidad para formar jabones, ya que carecen en sus moléculas de ácidos grasos unidos mediante enlaces éster.Encontramos las siguientes:

2.1.- VITAMINA A. Retinol. Antixeroftálmica. 2.2.- VITAMINA E. Tocoferol. Antiestéril. 2.3.- VITAMINA K. Naftoquinona. Antihemorrágica. 2.4.- VITAMINA D. Calciferol. Antirraquítica.

Vitaminas Liposolubles


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La vitamina D, Calciferol o Antirraquítica.


Es un esteroide con cuatro formas moleculares:

D2 (calciferol), D3(colecalciferol), D4, D5.

Acción fisiológica (función):-Regula la absorción intestinal de calcio (Ca) y fósforo (P); la

concentración de éstos bioelementos en la sangre, y por tanto, la estabilidad y formación ósea.


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Vitamina A : Se conoce también como Retinol o Antixeroftálmica.


Es un diterpeno (C20 H32), que puede presentar dos formas moleculares: A1, A2.

Acción fisiológica (función):-Es una sustancia antioxidante, ya que elimina radicales libres y protege al ADN de su acción mutágena, contribuyendo, por tanto, a frenar el envejecimiento celular. -Participa en la protección y mantenimiento de los tejidos epiteliales (piel, mucosas,..)-Es imprescindible para la regeneración de la rodopsina, cuya descomposición por la luz permite la visión del ojo.


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La vitamina E: se denomina también Tocoferol o vitamina Antiestéril.


Es un diterpeno (C20 H32) que puede presentar tres formas moleculares: α, β y γ -tocoferol.

Acción fisiológica (función):-Tiene capacidad antioxidante frente a los radicales libres. Parece ser que desempeña cierta actividad protectora para ciertas moléculas lipídicas (ácidos grasos,...) al impedir su oxidación, retardando el catabolismo celular. Actúan, por tanto, contra el envejecimiento celular, contribuyendo, por extensión, al aumento de la longevidad.-En algunos animales se ha comprobado su contribución en la normalización de los procesos de fertilidad.


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La vitamina K: Naftoquinona, fitomenadiona o Antihemorrágica.


Es un diterpeno (C20 H32)con cuatro formas moleculares: K1, K2, K3, K4 (ésta última se ha obtenido sinteticamente y es la más activa del grupo).

Acción fisiológica (función):-Participa en el mecanismo de coagulación de la sangre, concretamente en la síntesis de protrombina, proceso que tiene lugar en el hígado. La protrombina es la molécula precursora de la trombina o enzima que transforma el fibrinógeno en fibrina. La fibrina es una proteina necesaria para la coagulación de la sangre.


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PAGINAS WWW DE INTERESPAGINAS WWW DE INTERES

http://www.arrakis.es/~lluengo/lipidos.html#GlossC http://www.monografias.com/trabajos16/lipidos/lipidos.shtml http://www.neogym-online.com/analip.htm http://www.dsmedi.8m.com/biologia/lipidos.htm http://www.uned.es/pea-nutricion-y-dietetica-I/guia/guianutr/

compo2.htm http://www.ehu.es/biomoleculas/LIP/LIPID1.htm http://www.biorom.uma.es/contenido/roolpi/lipidos/ http://es.geocities.com/joakinicu/apartado2f.htm http://www.educared.net/concurso2001/678/lipidos.htm#GlossF http://www.aula21.net/Nutriweb/grasas.htm http://www.um.es/~molecula/lipi.htm

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