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El colesterol es un lípido de la familia de los esteroles que se encuentra en los tejidos y células de todos los animales. Es muy popular por su relación con las enfermedades cardiovasculares, pero en realidad es una sustancia imprescindible para el organismo.

El colesterol es el precursor de la vitamina D, de la mielina y de todas las hormonas esteroideas, que abarcan las hormonas sexuales, los mineralcorticoides y los glucocorticoides, y además forma parte de la membrana plasmática de todas las células.

Componentes de la membrana

La membrana celular, también llamada membrana plasmática, membrana citoplasmástica o plasmalema, es una membrana de naturaleza lipídica, de aproximadamente 7.5 nm de grosor, que delimita el espacio interior de la célula.

El 98% de los lípidos de la membrana son anfifílicos, es decir, tienen un parte polar e hidrofílica, y una parte apolar e hidrofóbica. La estructura básica de la membrana celular es una bicapa de fosfolípidos dispuestos con la parte hidrofóbica hacia el interior de la bicapa:

Detalle de una bicapa lipídica
Detalle de una bicapa lipídica

Entre los fosfolípidos se intercalan otros lípidos, entre ellos esfingolípidos y colesterol, y numerosas proteínas de membrana con diversas funciones. El colesterol representa aproximadamente un 20-25% de todos los lípidos de membrana en masa, aunque puede llegar al 50% en número de moléculas.

Este modelo de membrana celular se conoce como Mosaico Fluido:

Esquema de una membrana celular
Esquema de una membrana celular

Las membranas de organelos internos son similares a la membrana plasmática y también cuentan con colesterol, aunque en menor cantidad. Por ejemplo, la membrana mitocondrial tiene aproximadamente un 3% de colesterol en masa y la membrana del retículo endoplasmático un 6%.

El papel del colesterol

Cómo hemos visto, el colesterol es uno de los componentes principales de la membrana plasmática. Sus funciones se pueden dividir en tres grandes grupos:

  1. Función estructural
  2. Regulación de la fluidez
  3. Formación de las balsas lípidicas
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Función estructural

Una de las funciones del colesterol en la membrana plasmática mejor conocida es la de soporte y estabilidad. La molécula de colesterol, como los fosfolípidos, es anfipática. La parte hidrofóbica se sitúa ocupando los espacios que dejan los fosfolípidos debido a la diferente longitud de sus cadenas hidrofóbicas.

Al ocupar estos huecos, el colesterol confiere mayor rigidez a la bicapa lipídica y disminuye su porosidad. De esta forma, el colesterol ayuda a mantener la integridad de la membrana y aumenta el papel de barrera efectiva entre el interior y el exterior celular.

Efecto del colesterol como estabilizador de la membrana
Efecto del colesterol como estabilizador de la membrana

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Regulación de la fluidez

Las membranas celulares necesitan mantener cierto grado de fluidez o viscosidad para que las diferentes biomoléculas que forma parte de ella puedan moverse, rotar y desplazarse.

El nivel de fluidez depende de varios factores. Los más importantes son la composición de los fosfolípidos y la proporción de colesterol.

Los ácidos grasos que forman parte de los fosfolípidos pueden ser de longitud y saturación variable. A mayor longitud menor fluidez, ya que estos ácidos grasos disponen de una mayor superficie para interaccionar con los ácidos grasos contiguos mediante fuerzas de Van der Waals. De forma similar, a mayor saturación, menor fluidez, pues los dobles enlaces insaturados hacen más difícil el empaquetamiento e interacción entre las cadenas lípidicas.

El colesterol tiene un papel regulador de la fluidez de membrana en dos sentidos. Por un lado, ayuda a estabilizar la membrana impidiendo una fluidez excesiva que pueda desetabilizarla. Este efecto se ve muy claro al aumentar la temperatura. Al incrementar la temperatura, la bicapa lipídica se hace más fluida hasta desintegrarse; en presencia de colesterol se necesita más temperatura para alcanzar este punto.

Por otro lado, el colesterol impide el colapso y cristalización entre cadenas lipídicas que conllevaría la pérdida de fluidez y una rigidez excesiva en la membrana. Este efecto se observa claramente al disminuir la temperatura; al bajar las temperaturas, la fluidez disminuye, efecto que contrarresta en parte la presencia de colesterol.

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Formación de balsas lipídicas

Debido a las diferentes formas y tamaños de las proteínas de membrana, la composición de la bicapa lipídica tiene que ser diferente en las zonas dónde aparecen. Al mismo tiempo, muchas proteínas de membrana necesitan estar próximas entre sí para realizar su función, y la libre difusión a través de la membrana podría ser un problema.

Las balsas lipídicas son zonas de la membrana celular dónde las proteínas quedan atrapadas. Estas balsas lipídicas tienen una alta proporción de colesterol y esfingolípidos.

Los esfingolípidos son un tipo de fosfolípidos compuestos por ácidos grasos más largos y saturados. La mayor longitud crea un engrosamiento de la membrana y la mayor saturación favorece su agregación y estabilidad de la zona, estabilidad también favorecida por la mayor proporción de colesterol.

Esquema de una balsa lipídica
Esquema de una balsa lipídica

Así, las proteínas quedan estabilizadas en las balsas lipídicas al tener menor capacidad de desplazamiento. Por tanto, el colesterol tiene un papel fundamental para que las proteínas de membrana ejerzan su función, que puede ir desde transporte de sustancias entre el interior y exterior celular, a sistemas de comunicación intercelular.

Referencias

  1. Lodish et al (2005). “Biología Celular y Molecular (5ta. edición)”. Panamericana. ISBN 950-06-1374-3.
  2. Krause MR y Regen SL. (Diciembre 2014). The structural role of cholesterol in cell membranes: from condensed bilayers to lipid rafts. Accounts of Chemical Research 47(12): 3512-21. PMID: 25310179. doi: 10.1021/ar500260t

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