Polimorfismo de lípidos

miniatura|Vista da sección transversal das estruturas que poden formar os fosfolípidos en solucións acuosas.

En biofísica e química coloidal, o **polimorfismo de lípidos** é a capacidade dos lípidos de agregarse de diversos xeitos, dando lugar a estruturas de distintas formas coñecidas como "fases". Estas poden ter a forma de esferas de moléculas lipídicas (micelas), pares de capas enfrontadas entre si (fase lamelar, observada en sistemas biolóxicos como unha bicapa lipídica), unha disposición tubular (hexagonal) ou varias fases cúbicas (sendo as descubertas ata agora Fdm, Imm, Iam, Pnm, e Pmm). Tamén se observaron agregacións máis complicadas, como as fases romboédrica, tetragonal e ortorrómbica.

Forma unha parte importante da actual investigación académica nos campos da biofísica de membrana (polimorfismo), bioquímica (impacto biolóxico) e química orgánica (síntese).

A determinación da topoloxía dun sistema lipídico é posible por diversos métodos, o máis fiables dos cales é a difracción de raios X.  Esta usa un feixe de raios X que é dispersado pola mostra, dando lugar a un padrón de difracción en forma dun conxunto de aneis. A proporción das distancias destes aneis desde o punto central indica que fase(s) están presentes.

A fase estrutural da agregación está influída pola proporción de lípidos presente, a temperatura, hidratación, presión e forza iónica (e tipo).

## Fases hexagonais 
No polimorfismo de lípidos, se a proporción ou razón de empaquetamento de lípidos é maior ou menor que un, as membranas lipídicas poden formar dúas fases hexagonais separadas, ou fases non lamelares, nas cales se forman agregados tubulares longos segundo o ambiente no cal se introduce o lípido.

### Fase haxagonal I (HI) 
Esta fase está favorecida en solucións de deterxente en auga e ten unha razón de empaquetamento menor que un. A poboación micelar nunha mestura deterxente/auga non pode incrementarse sen límite a medida que aumenta a proporción de deterxente repecto á auga. Na presenza de baixas cantidades de auga, os lípidos que normalmente formarían micelas formarán agregados máis grandes con forma de tubos micelares en orde de satisfacer os requirimentos dos efectos hidrófobos. Estes agregados poden considerarse como micelas que se fusionan. Estes tubos teñen os grupos de cabeza polares uns fronte a outros, e as cadeas hidrocarbonadas hidrófobas orientadas cara ao interior. Esta fase só se ve en condicións especializadas únicas e moi probablemente non é relevante para as membranas biolóxicas.

### Fase hexagonal II phase (HII) 
As  moléculas lipídicas na fase HII empaquétanse de forma inversa ao empaquetamento observado na fase hexagonal I descritas arriba. Esta fase ten os grupos de cabeza polares no interior e as colas hidrocarbonadas hidrófobas no exterior da solución. A proporción de empaquetamento desta fase é maior que un, o que é sinónimo dun empaquetamento cónico inverso.

Fórmanse conxuntos estendidos de tubos longos (como na fase hexgonal I), pero a causa do xeito en que se empaquetan os grupos polares, os tubos toman a forma de canles acuosas. Estes conxuntos poden empillarse como tubaxes. Este modo de empaquetarse pode deixar unha superficie hidrófoba finita en contacto coa auga no exterior do conxunto. Porén, o empaquetamento, que é favorable enerxeticamente, aparentemente estabiliza esta fase no seu conxunto. Tamén é posible que unha monocapa exterior de lípido recobra a superficie do conxunto de tubos para protexer a superfice hidrófoba da interacción coa fase acuosa.

Suxírese que esta fase está formada por lípidos en solución para compensar o efecto hidrófobo. O empaquetamento compacto dos grupo de cabeza dos lipidos reduce o seu contacto coa fase acuosa. Esta, á súa vez, reduce a cantidade de moléculas de auga ordenadas pero non unidas. 
Entre os lípidos máis comúns que forman esta fase está a fosfatidiletanolamina, cando ten cadeas hidrocarbonadas insaturadas. O difosfatidilglicerol (ou cardiolipina) en presenza de calcio tamén pode formar esta fase.

### Técnicas de detección 
Hai varias técnicas usadas para mapear que fase está presente durante as perturbacións feitas nun lípido. Estas perturbacións inclúen cambios de pH, de temperatura, de presión, de volume etc.

A técnica máis común usada para estudar a presenza da fase fosfolipídica é a resonancia magnética nuclear de fósforo (31P NMR). Nesta técnica, obsérvanse padróns de difracción de po únicos para as fase lamelar, hexagonal e isotrópica. Outras técnicas que se usan e ofrecen probas definitivas da existencia de fases lamelar e hexagonal inclúen a microscopia electrónica de criofractura, a difracción de raios X, a calorimetría de varrido diferencial (DSC) e a resonancia magnética nuclear de deuterio (2H NMR).
[500px|miniatura|As estruturas da fase hexagonal H-II invertida (H), a fase micelar esférica invertida (M), a fase liposómica lamelar (le) en dispersións acuosas expostas ao frío de extractos lipídicos totais de membranas de [tilacoides de espinacas, estudados por microscopia electrónica de transmisión de tinguidura negativa (2 % de ácido fosfotúngstico).]]
Adicionalmente, a microscopia electrónica de transmisión de tinguidura negativa demostrou ser unha ferramenta útil para estudar o comportamento de fase da capa lipídica e o polimorfismo nas *estruturas lipídicas acuosas de fase lamelar, micelar, liposómica unilamelar e hexagonal*, en dispersións acuosas de lipidos de membrana. Como a tinguidura negativa soluble en auga está excluída da parte hidrófoba (cadeas de acilo graxo) de agregados lípidos, as porcións dos grupos das cabeas hidrófilas dos agregados lipídicos tínguense de escuro e marcan claramente os perfís dos agregados lipídicos (ver figura).

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
*Anfífilo
*Concentración micelar crítica
*Lípido
*Cristal líquido liotrópico
*Lípidos de membrana
*Tinguidura negativa

### Bibliografía 
* J. M. Seddon, R. H. Templer.  *Polymorphism of Lipid-Water Systems*, from the Handbook of Biological Physics, Vol. 1, ed. R. Lipowsky, and E. Sackmann. (c) 1995, Elsevier Science B.V. 
* Yeagle, P. (2005). The structure of biological membranes (2ª ed.). United States: CRC Press. 
* Yeagle, P. (1993). The membranes of cells (2nd ed.). Michigan: Academic Press. 
* Gennis, R. B. (1989). Biomembranes: Molecular structure and function. Michigan: Springer-Verlag.