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El 98% de los lípidos presente en las membranas celulares son anfipático, es decir que presentan un extremo hidófilo (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más abundantes son los fosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo colesterol).

 Fosfolípidos

Son estructuras divididas en dos partes principales que son la cabeza polar y las colas polares, estas última hidrofóbicas (no se disuelven en agua) y la cabeza hidrofílica contrario a las colas estas si se disuelven en presencia de agua. Estas moléculas se acomodan en la membrana en dos cadenas en las cuales las colas polares se extienden hacia el interior de la misma y las cabezas al exterior, esto basándose en las propiedades de hidrofobia e hidrofílica.

La cabeza polar está constituida por fosfatidilcolina que posee una pequeña molécula de colina unida a un grupo fosfato, por esta composición es que se da la característica de hidrofilia, por lo tanto no repelen el agua. La  cabeza se une a las colas por medio del grupo fosfato.

Por otra parte las colas polares poseen propiedades hidrófobas, estas repelen el agua debido a que son lípidos y la principal característica de ellos es esta, su mayor componente son los esteroides (por ejemplo el colesterol presente en las membranas celulares animales), específicamente son dos cadenas de glicerol unidas a la cabeza, y se localizan hacia el interior de la membrana como una especie de sándwich.

La capacidad que poseen las cabezas para disolver se debe a que la totalidad o casi la totalidad de sus átomos están desprovistos de carga y son no polares, en consecuencia, estas moléculas no pueden crear uniones con moléculas de agua. Por lo tanto estos átomos no polares obligan a las moléculas de agua vecinas a reorganizarse para adoptar una estructura similar a la de una jaula alrededor de la molécula hidrofóba.

Las mismas fuerzas que determinan que las moléculas anfipáticas formen una bicapa confieren a la bicapa sus propiedades auto selladoras, cualquier solución de continuidad en la bicapa generará un borde libre expuesto al agua. Dado que este fenómeno es energéticamente desventajoso, las moléculas de la bicapa se reorganizan en forma espontánea para abolir el borde libre.

El medio acuoso a ambos lados de la membrana celular impide que los lípidos de la membrana se fuguen pero nada impide que estas moléculas se desplacen libremente e intercambien posiciones dentro de la bicapa propiamente dicha. En consecuencia, la membrana se comporta como un fluido bidimensional y este comportamiento es esencial para la función de la membrana.

Fosfoglicéridos

Los fosfoglicéridos pueden definirse como lípidos anfipáticos formados por ésteres de acilglicerol con fosfato y otro compuesto hidroxilado, la estructura de la molécula es un ácido fosfatídico, esta compuesto por dos ácidos grasos, uno saturado y otro generalmente insaturado,  pertenecen  al grupo de los fosfolípidos.

Esfingolípidos

Están formados por una molécula denominada ceramida, la ceramida está constituida por un ácido graso y una esfingosina, dependiendo de la molécula que enlace con la ceramida podemos encontrar fosfoesfingolípidos o glucoesfingolípidos.

Colesterol

El colesterol es un esterol que se encuentra en los tejidos corporales, que existe naturalmente en todas las partes del cuerpo, es una sustancia cerosa de tipo grasosa.

La estructura de la membrana va muy relacionada con la función de fluidez que esta dé, es decir la facilidad con la que las moléculas lipídicas que la constituyen se desplazan en el plano de la bicapa. Por ejemplo el grado de fluidez de una bicapa lipídica a cierta temperatura depende de su composición fosfolipídica y sobre todo, de la naturaleza de las colas hidrocarbonadas; cuanto más regular y compacto sea el agrupamiento de las colas, más viscosa (menos fluida) será la bicapa.

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