ii. Lípidos y fluidez de la membrana

Los lípidos más abundantes en las membranas celulares son los fosfolípidos, los cuales son moléculas anfipáticas que constan de dos cadenas hidrocarbonadas y de un grupo polar en la cabeza. Los principales fosfolípidos de la membrana citoplasmática eucariótica son: la fosfatidilcolina, la fosfatidiletanolamina, el fosfatidilinositol y la fosfatidilserina. Estos y otros lípidos no están distribuidos al azar en la bicapa de la membrana. Las cadenas hidrocarbonadas de los fosfolípidos de la membrana son diferentes en las dos capas de la membrana. Las diferencias en los residuos de carbohidratos y proteínas hacen a las dos mitades de la membrana citoplasmática todavía más distintas. Otra clase de lípidos anfipáticos que se encuentran en la membrana citoplasmática de muchos organismos es el grupo de los glicolípidos y uno de los más simples es el galactocerebrósido, el cual es particularmente abundante en la  mielina. Los glicolípidos más diversificados y complejos son los gangliósidos que son especialmente característicos de la membrana plasmática de las neuronas. En la membrana plasmática y en algunas otras membranas de las células animales, se presenta en cantidades importantes una tercera clase de lípido el colesterol (Avers, 1991).

La fluidez de las membranas celulares es biológicamente importante. Algunos procesos de transporte y algunas actividades enzimáticas, pueden detenerse cuando la viscosidad de la bicapa se incrementa experimentalmente más allá de un nivel de umbral. La fluidez de una bicapa lipídica depende tanto de su composición como de la temperatura. Una bicapa sintética, producida a partir de un único tipo de fosfolípido, pasa de un estado líquido a un estado cristalino rígido en un punto de congelación característico. Este cambio de estado recibe el nombre de transición de fase, y la temperatura a la que se produce es más baja (es decir, la membrana resulta más difícil de congelar) si las cadenas hidrocarbonadas son cortas o tienen dobles enlaces cis. Una menor longitud de la cadena reduce la tendencia de las colas hidrocarbonadas a interaccionar entre sí, y los dobles enlaces cis  producen pliegues en las cadenas hidrocarbonadas que dificultan su empaquetamiento, de forma que las membranas permanecen fluidas a temperaturas bajas.

Como se había mencionado anteriormente, la bicapa lipídica de muchas membranas celulares no sólo está compuesta exclusivamente por fosfolípidos; habitualmente contienen además colesterol y glucolípidos (Figura 2). Las membranas plasmáticas de eucariotas contienen cantidades especialmente elevadas de colesterol –hasta una porción de más de una molécula de colesterol por cada molécula de fosfolípido. Las moléculas de colesterol refuerzan el carácter de barrera permeable de la bicapa lipídica. Se orientan en la bicapa con sus grupos hidroxilo próximos a las cabezas polares de las moléculas de fosfolípidos; sus anillos esteroides, planos y rígidos, interactúan con –y en parte inmovilizan- las regiones de las cadenas hidrocarbonadas que son más cercanas a los grupos polares de la cabeza, dejando el resto de la cadena más flexible. Al disminuir la movilidad de los primeros grupos CH₂ de las cadenas hidrocarbonadas de las moléculas de fosfolípidos, el colesterol hace a la bicapa lipídica más rígida en esta región y de ese modo disminuye la permeabilidad de la bicapa a moléculas solubles pequeñas. Aunque de esta manera el colesterol tiende a hacer menos fluidas las bicapas lipídicas a las altas concentraciones en que se presenta, también impide que las cadenas hidrocarbonadas se junten y cristalicen (Alberts, 2002).

Fig. 2.  Colesterol

a)                  a) Estructura del colesterol

b) Modelo espacial con C en gris y O en rojo. Tomado de (Alberts, 2002). 

Bibliografía

1.       Avers, C.  J. Biología Celular. 1991. Grupo editorial Iberoamericana. 2da. Edición. México. pp. 120-121.

2.       Alberts, B., Bray, D., Lewis, J. Biología Molecular de la célula. 2002. Ediciones omega. Tercera edición. España. pp. 511-513.