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METABOLISMO DE LIPIDOS

Extenso grupo de biomoléculas

químicamente distintas.

Su característica principal es su

insolubilidad en agua y solubilidad en

solventes orgánicos (Apolares e

hidrofóbicos).

LIPIDOS

Tipos de lípidos

• Ácidos grasos

• Triglicéridos: Esteres del glicerol con ácidos grasos

(aceites y grasas)

• Fosfolípidos

• Glicolípidos

• Ceras: esteres de un alcohol de cadena larga con un ácido

graso de cadena larga

• Otros lípidos: Esteroles, Terpenos, Vitaminas liposolubles,

Pigmentos liposolubles

Funciones de los lípidos

• fuente de energía (almacenaje)

• componentes estructurales de membranas

• fuente de ácidos grasos esenciales

• fuente de vitaminas liposolubles

• formación de hormonas

• pigmentos y mensajeros intracelulares

Catabolismo de los lípidos

• Un mamífero contiene entre un 5% y un 25%,

o más, de su peso corporal en forma de

lípidos.

• Hasta un 90% de estos lípidos están en

forma de triacilgliceroles.

• En los sistemas animales, la grasa se

almacena en unas células especializadas, los

adipocitos.

A.- Digestión y absorción de las

grasas

• Los triacilgliceroles provienen de :

la alimentación

las reservas en los adipocitos

y la biosíntesis

Alimentación:

• La mayor parte de la digestión de los

lípidos provenientes de la alimentación se

produce por la acción de la lipasa

pancreática.

• Lipasa pancreática es una enzima que

requiere calcio y que cataliza una reacción

en una interfase aceite-agua. (Micelas).

• Los productos de la digestión son el

glicerol y ácidos grasos libres

• Estos productos absorbidos por la mucosa

intestinal se recombinan en

triacilgliceroles, los cuales se combinan

con apoproteínas para formar

lipoproteínas

• Estos complejos son los encargados del

transporte a los tejidos, ya sea para el

almacenamiento de energía o para su

oxidación.

Adipocitos:

• El primer paso, la degradación de la grasa

a glicerol y ácidos grasos, se regula

hormonalmente.

• El glucagón (durante el ayuno) o la

adrenalina (en situaciones de estrés),

activan la adenilato ciclasa, la que a su

vez activa la proteína quinasa.

• La proteína quinasa, activa por

fosforilación a la enzima triacilglicerol

lipasa, quien cataliza la hidrólisis.

• Los productos de la hidrólisis salen del

adipocito por difusión pasiva y llegan al

plasma sanguíneo, en donde los ácidos

grasos se unen a la albúmina.

• Finalmente se liberan de la albúmina y se

captan por los tejidos también a través de

difusión.

1. Activación de los ácidos grasos, es decir grupo

carbonilo (membrana externa de la mitocondria).

2. Transporte de los ácidos grasos al interior de la

mitocondria.

3. - oxidación, es decir la oxidación escalonada de la

cadena carbonada : - Oxidación (FAD)

- Hidratación

- Oxidación (NAD+)

- Lisis

B.- Oxidación de los ácidos grasos.

1.- Activación de los ácidos grasos

• Activación del grupo carbonilo

por el ATP para producir un

acil adenilato, con la liberación

simultánea de pirofosfato.

• A continuación, el grupo

carbonilo activado es atacado

por el grupo tiol de la CoA, con

lo que desplaza al AMP y forma

el derivado acil-CoA

• Es importante señalar que el ATP se

transforma en AMP y PPi.

• El pirofosfato de hidroliza a 2Pi.

• La hidrólisis de dos enlaces fosfato de alta

energía suministra energía para la

activación del ácido graso y equivale al

uso de dos ATP.

2.- Transporte en la membrana

• Las acil-CoA se forman en lamembrana mitocondrial externa.

• Debe desplazarse a través de lamembrana mitocondrial internapara oxidarse.

• La transferencia la realiza untransportador denominadocarnitina.

• La reacción la cataliza la carnitinaaciltransferasa I, y su resultado esun derivado, acil carnitina, quepuede atravesar la membranainterna.

• La enzima carnitina aciltransferasa II, situada en el

lado de la matriz de la membrana interna, completa el

proceso de transferencia intercambiando acil carnitina

por carnitina libre.

3.- Ruta de la -oxidación

• Una vez en el interior de la matriz mitocondrial, las acil-CoA se oxidan, iniciándose en el carbono y una seriede pasos en los que se libera cada vez un fragmento dedos carbonos en forma de acetil-CoA, del ácido grasoque está siendo oxidado. La ruta es cíclica, por cuantocada paso, que contempla cuatro reacciones, terminacon la formación de una acil-CoA acortada en doscarbonos, que experimenta el mismo proceso en el pasosiguiente o ciclo. Dado que cada paso se inicia con laoxidación del carbono , esta ruta se denomina -oxidación.

• Desde el punto de vista del mecanismo, cada ciclo deoxidación de una acil-CoA saturada comporta lassiguientes reacciones:

1. Deshidrogenación para dar un derivado enoil.

2. Hidratación del doble enlace resultante, de tal maneraque el carbono sufre una hidroxilación,

3. Deshidrogenacón del grupo hidroxilo y

4. Fragmentación mediante el ataque de una segundamolécula de coenzima A sobre el carbono , para liberaracetil-CoA y una acil-CoA dos carbonos más corta queel sustrato original.

• Luego de 1 vuelta:

• 1 Acetil – Co A

• 1 NADH

• 1 FADH2

CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – C – S - CoA

Acido graso 10C

1 NADH

1 FADH2

1 Acetil-CoA

1 NADH

1 FADH2

1 Acetil-CoA

1 NADH

1 FADH2

1 Acetil-CoA

1 NADH

1 FADH2

1 Acetil-CoA

1 Acetil-CoA

Acido graso 10 C 4 NADH

4 FADH2

5 Acetil-CoA

• La acetil-CoA procedente de la -oxidaciónentra en el ciclo del ácido cítrico, donde se oxidaa CO2, de la misma forma que la acetil-CoAprocedente de la oxidación del piruvato. Comoel ciclo del ácido cítrico, la -oxidación generatransportadores electrónicos reducidos, cuyareoxidación en las mitocondrias genera ATP através de la fosforilación oxidativa del ADP.

-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS

• Ejemplo:

Determine el rendimiento energético total

de la oxidación del ácido palmítico.

(16 carbonos).

Control de la oxidación de los

ácidos grasos• Control hormonal: la adrenalina y el

glucagón son mensajeros extracelulares,

que regulan la degradación y la liberación

de grasas. Esto se debe a la actividad de

la triacilglicerol lipasa que se regula

mediante cascadas reguladoras iniciadas

por intervenciones hormonales, en las que

interviene el AMP cíclico.

• Concentración malonil-CoA: en el hígado,

la malonil-CoA es un inhibidor de la

carnitina aciltransferasa I , impidiendo el

transporte de los ácidos grasos a las

mitocondrias.