Interacción de lípidos con el agua y formación de estructuras empaquetadas

Abstract

Los lípidos son un conjunto de biomoléculas orgánicas muy diversas que presentan diferentes características químicas, pero que se agrupan en base a una propiedad física en común: son mayoritariamente insolubles en agua y son solubles en solventes orgánicos, tales como éter, cloroformo, benceno, acetona y alcoholes. Están formados básicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque este último se encuentra en proporciones mucho más bajas que los dos primeros. Además, pueden contener fósforo, nitrógeno y azufre. Dada la diversidad de los compuestos lipídicos y su amplia variedad de grupos funcionales, los lípidos se pueden agrupar utilizando distintos criterios, por lo cual se hace difícil una única clasificación. Una de las clasificaciones generalmente utilizadas los divide de acuerdo a su composición. Así, podemos dividirlos en lípidos simples (no esterificados ni amidados), y en lípidos complejos (esterificados o amidados), como se resume en la Figura 8.1. Las estructuras y funciones de los distintos tipos de lípidos pueden consultarse en los libros de texto de bioquímica (Lehninger, 2013). Como hemos comentado, la característica distintiva de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades fisicoquímicas y por consecuencia biológicas, es su hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lípidos en agua se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C. Sin embargo, muchos lípidos también poseen una región hidrofílica, ya que contienen grupos polares o con cargas eléctricas, como grupos hidroxilo, carboxilo o fosfato. Por este motivo, se considera que estos lípidos son moléculas anfipáticas, es decir, moléculas que poseen regiones de hidrofobicidad y regiones hidrofílicas. En presencia de agua, las regiones hidrofóbicas tienden a interaccionar entre sí, creando un espacio hidrofóbico del que el agua es excluida; mientras que las regiones polares interaccionan con el agua, manteniéndose solvatadas y preservando las regiones hidrofóbicas de todo contacto con ésta. Debido a este efecto, conocido como efecto hidrofóbico, los lípidos son capaces de autoensamblarse en estructuras bien determinadas. En este capítulo nos centraremos en la formación de estas estructuras empaquetadas, describiremos algunas de ellas y finalmente describiremos la preparación de membranas modelo.