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Estructuras anfipáticas

Los lípidos anfipáticos tienen capacidad de autoestructuración. En un medio acuoso, las cadenas hidrofóbicas tienden a excluírse del mismo interaccionando entre sí (el efecto hidrofóbico) mientras que las partes polares interaccionan con el medio. Por esa razón, los lípidos anfipáticos son las estructuras idóneas para las interfases, y de ahí su presencia básica en las membranas celulares.

En un medio acuoso, compuestos anfipáticos con determinadas características moleculares: por ejemplo, el Hexil sulfato:


tienden a formar Micelas, que son agregados esféricos en los que la parte hidrofóbica del lípido (un grupo hexil-) se dirige hacia dentro, mientras que la parte polar (un grupo sulfato) está hacia fuera en contacto con el agua, mientras que las colas hidrofóbicas (el grupo hexil-) se dirigen hacia el interior de la estructura:


En un medio hidrofóbico (benceno, hexano, cloroformo, etc.), este mismo lípido anfipático formaría Micelas inversas:


En las que los grupos hidrofóbicos estarían dirigidos hacia el solvente, mientras que los grupos polares sulfato estarían en el interior rodeando una cavidad en la que se podrían alojar compuestos polares como el agua.


Esta propiedad de autoestructuración puede dar lugar también a formas laminares, que como veremos son la base de la estructura de las membranas biológicas.

NOTA: Las imágenes que se presentan a continuación han sido producidas por los Dres. H.Heller, M.Schaefer y K. Schulten de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich, Alemania.

Sea un lípido anfipático como la lecitina (no se representan los átomos de hidrógeno):


Al extender un conjunto de moléculas de la misma en una interfase (agua-aire, o polar-hidrofóbica), las colas hidrofóbicas del lípido se orientan hacia el aire, mientras que las polares interaccionan con el agua, dando lugar a la estructura conocida como Monocapa: Las membranas biológicas se forman mediante la aposición de dos monocapas lipídicas como la mostrada, de manera que las colas hidrofóbicas quedan hacia el interior de la estructura y las cabezas polares hacia el exterior, dando lugar a la estructura conocida como Bicapa:

En esta imagen podemos ver cómo las cabezas polares quedan solvatadas con agua:

Dependiendo de muchos factores, pero sobre todo de la temperatura, las bicapas pueden estar en diferentes estados físicos. La estructura que hemos visto hasta ahora es la que presenta el ordenamiento máximo, y se llama fase de Cristal líquido. Un estado de mucho mayor desorden se encuentra en la fase Fluida:


En general, podemos considerar las membranas celulares como bicapas lipídicas, pero conteniendo proteínas y una composición lipídica mucho más heterogénea que la mostrada.

Son moléculas anfipáticas asimismo los Detergentes, cuya acción se debe a su facilidad para formar micelas. Se muestra a continuación la estructura del Dodecil sulfato (Lauril sulfato, SDS):


Y la del Cetil trimetilamonio (CTAB, Cetavlon):



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