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METABOLISMO DE LÍPIDOS IQ LAURA SOFÍA RAMIREZ WILCHES
GENERALIDADES
La mayor parte de los lípidos de la mayoría de los
organismos se encuentran en forma de triacilgliceroles
La utilización de las grasas en los animales está entrelazada
con el metabolismo de las lipoproteínas, como lo está el
metabolismo del colesterol
Los mamíferos son «quemadores de grasas»: nos
alimentamos, convertimos los hidratos de carbono
sobrantes en grasas, y la almacenamos. Luego la grasa se
quema más tarde, según las necesidades
LAS GRASAS COMO RESERVAS ENERGÉTICAS
La mayor parte del carbono de los triacilgliceroles está más reducido
que el carbono de los hidratos de carbono
Los carbonos carboxilo de los ácidos grasos están muy oxidados, pero
la mayor parte de carbonos de los ácidos grasos se encuentran al nivel
de reducción de metilo o metileno
La oxidación metabólica de la grasa consume más oxígeno, comparado
con la oxidación de los hidratos de carbono, por lo que la liberación de
energía metabólica es superior.
La grasa intracelular tiene seis veces más energía metabólica potencial,
que el glucógeno intracelular debido a sus característica apolar (que lo
hace no afin con el agua)
DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LAS GRASAS
Los triacilgliceroles que utilizan
los mamíferos como combustible
proceden de tres orígenes
principales:
1. la alimentación,
2. la biosíntesis de novo, en
especial en el hígado,
3. las reservas existentes en los
adipocitos
Las sales biliares, son gundamentales para la digestión de los lípidos y su
absorción a través de la mucosa intestinal
Una molécula de sal biliar está formada por un ácido biliar, como el ácido
cólico, y un catión asociado
la formación de complejos de los lípidos con las proteínas para dar
agregados solubles, que se denominan lipoproteínas; permiten el
transporte por la sangre y la linfa
La mayor parte de la digestión se produce por la acción de la lipasa
pancreática,, que requiere calcio, y que cataliza una reacción en una
interfase aceite-agua
La lipasa pancreática actúa también en un complejo 1:1 con la colipasa
(proteína de 90 aminoácidos que colabora en la unión a la superficie
lipídica)
Los productos de la digestión de las grasas son una mezcla de glicerol,
ácidos grasos libres, monoacilgliceroles y diacilgliceroles
TRANSPORTE DE LAS GRASAS A LOS TEJIDOS:
LIPOPROTEÍNAS
Los lípidos forman complejos con las proteínas para dar agregados
solubles que permiten su transporte a los tejidos
Los componentes polipeptídicos de las lipoproteínas se denominan
apoproteínas o apolipoproteínas, y se sintetizan principalmente en el
hígado, aunque alrededor del 20 % se producen en las células de la
mucosa intestinal.
Las lipoproteínas se clasifican en función de su densidad, determinada
mediante centrifugación
Las lipoproteínas de cada clase contienen apoproteínas características y
poseen una composición lipídica distintiva
Algunas apolipoproteínas tienen actividades bioquímicas
específicas distintas del papel que desempeñan como
transportadores pasivos de los lípidos de un tejido a otro.
Por ejemplo, la apo C-II es un activador de la hidrólisis de
los triacilgliceroles por la lipoproteína lipasa.
Tras la digestión y absorción de una comida, las lipoproteínas
ayudan a mantener en forma emulsionada unos 500 mg de
lípidos totales por 100 mL de sangre humana en la fase
postabsortiva
De estos 500 mg; 120 mg son triacilgliceroles, 220 mg es
colesterol (dos terceras partes, esterificados con ácidos
grasos y una tercera parte, libre) y 160 mg son fosfolípidos,
principalmente fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina.
Los quilomicrones son la forma en que se transporta la grasa del alimento
desde el intestino a los tejidos periféricos, especialmente el corazón, el
músculo y el tejido adiposo
Las VLDL desempeñan un papel comparable para los triacilgliceroles
sintetizados en el hígado.
Los triacilgliceroles en ambas lipoproteínas se hidrolizan a glicerol y ácidos
grasos en las superficies internas de los capilares de los tejidos periféricos.
La clase de lipoproteínas IDL procede de las VLDL, y los quilomicrones se
degradan para dar lugar a los que se denominan, simplemente, restos de
quilomicrones
Las LDL constituyen la principal forma de transporte del colesterol a los
tejidos,
Las HDL desempeñan el principal papel de devolver el exceso de colesterol
de los tejidos al hígado para su metabolismo o excreción.
La acumulación prolongada de colesterol contribuye a que se formen las placas ateros- cleróticas, que son depósitos grasos que recubren las superficies internas de las arterias coronarias.
De las cinco clases de lipoproteínas, la LDL es con mucho la que contiene mayor cantidad de colesterol
El exceso de colesterol LDL se acumula en el interior de las paredes arteriales, formando estrías grasas, que atraen a los glóbulos blancos sanguíneos (macrófagos)
Si las concentraciones de colesterol son demasiado altas para su posterior eliminación hacia el torrente sanguíneo, estos macrófagos quedan repletos de depósitos grasos, que luego se endurecen, formando una placa; (aterosderosis), finalmente obstruye vasos sanguíneos clave causando infartos de miocardio o ataques cardíacos.
El colesterol presente en las LDL se considera «malo», porque la elevación prolongada de la concentración de LDL es lo que conduce a la aterosclerosis.
El colesterol en las HDL se denomina «bueno» porque las concentraciones elevadas de FIDL contrarrestan la aterogénesis,
LIPOLISIS
El catabolismo de la grasa inicia con la hidrólisis de los triacilgliceroles
para producir glicerol y ácidos grasos libres (AGL).
Aproximadamente el 95 % de la energía procedente de la oxidación
posterior de la grasa procede de los ácidos, grasos y solo un 5 %
procede del glicerol.
Todos los carbonos de los ácidos grasos se catabolizan para dar lugar a
fragmentos de dos carbonos, en forma de acetil-coenzima A, excepto la
pequeña proporción de ácidos grasos que contienen cadenas con un
número impar de carbonos.
Esta hidrolisis se regula hormonalmente: triacilglicerol lipasa, llamada
también lipasa sensible a las hormonas (LSH), triglicérido lipasa adiposa
(TGLA), y monoacilglicerollipasa (MGL).
OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS
La ruta mediante la cual se oxidan los ácidos grasos fue descubierta en
1904, el químico alemán Franz Knoop.
Knoop encontró que cuando el ácido graso adm inistrado tenía una
cadena con un número par de carbonos, el producto de degradación
final, recuperado en la orina, era ácido fenilacético.
Cuando el ácido graso administrado tenía una cadena con un número
impar de carbonos, el producto obtenido era ácido benzoico.
Los ácidos grasos se oxidan de una form a escalonada, con un ataque
inicial en el carbono 3 (el carbono con respecto al grupo carboxilo).
Los ácidos grasos se activan para la oxidación mediante la acilación
dependiente de ATP de la coenzima A.
La ruta de oxidación de los lípidos consta de tres pasos:
La activación del grupo carboxilo,
El transporte a la matriz mitocondrial
La oxidación escalonada de la cadena carbonada, de dos en
dos carbonos, desde el extremo que contiene el grupo
carboxilo.
ACTIVACIÓN Y TRANSPORTE
1. Una serie de acil-CoA sintetasas, específicas para los ácidos grasos de cadena
corta, cadena media o cadena larga, cataliza la formación de los conjugados
tioésteres de acilo con la coenzima A; para producir un acil adenilato. Luego
el grupo carboxilo activado es atacado por el grupo tiol de la CoA, con lo que
desplaza al AMP y forma el derivado acil-CoA.
2. Desplazamiento a través de la membrana mitocondrial interna para oxidarse:
ocurre catalizado por la carnitina aciltransferasa I dando como derivado la
acilcarnitina.
3. la acilcarnitina, atraviesa la membrana interna por un transportador
específico, la carnitina-acilcarnitina translocasa.
4. Luego, la enzima carnitina ciltransferasa II completa el proceso de
transferencia intercambiando acil-carnitina por carnitina libre y produciendo
AcilCoA
β-OXIDACIÓN
Una vez en el interior de la matriz mitocondrial, las acil-CoA
se oxidan, con una oxidación inicial del carbono β y una
serie de pasos en los que las cadenas de acilo se acortan dos
carbonos cada vez.
El fragmento de dos carbonos se libera en forma de acetil-
CoA.
La ruta es cíclica, en cuanto cada paso termina con la
formación de una acil-CoA acortada en dos carbonos, que
experimenta el mismo proceso en el paso siguiente o ciclo.
Cada ciclo de oxidación de una acil-CoA saturada tiene las
siguientes reacciones:
1. Deshidrogenación para dar un derivado enoil
2. Hidratación del doble enlace resultante, de manera que el
carbono β sufre una hidroxilación
3. Deshidrogenación del grupo hidroxilo (oxidación a una cetona),
4. Fragmentación mediante el ataque de una segunda molécula de
coenzima A sobre el carbono β para liberar acetil-CoA y una
acil-CoA dos carbonos más corta que el sustrato original.
REACCIÓN 1: DESHIDROGENACIÓN
INICIAL
La cataliza la acil-CoA deshidrogenasa, que elimina dos átomos de
hidrógeno de los carbonos a y β para dar una acil-CoA trans-αβ
insaturada (trans- 2-enoil-CoA)
REACCIONES 2 Y 3: HIDRATACIÓN Y DESHIDROGENACIÓN
En la β-oxidación las dos últimas reacciones están catalizadas por la enoil-
CoA hidratasa y la 3-L-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa,
respectivamente:
Los productos de estas dos reacciones se denominan L-β-hidroxiacil- CoA y β-
cetoacil-CoA, respectivamente
REACCIÓN 4: FRAGMENTACIÓN TIOLÍTICA
Consiste en un ataque del azufre tiólico ncleófilo de la coenzima A sobre el
carbono ceto (β), pobre en electrones, de la 3-cetoacil-CoA, con fragmentación
del enlace α — β y liberación de acetil-CoA. Catalizada por la β-cetotiolasa
(tiolasa)
OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS
INSATURADOS
Puesto que tiene dobles enlaces que se encuentran en la configuración
cis, no pueden ser hidratados por la enoil-CoA hidratasa, que actúa
solamente sobre compuestos trans.
Deben intervenir otras dos enzimas, la enoil-CoA isomerasa y la 2,4-
dienoil-CoA reductasa, para que se oxiden los ácidos grasos
insaturados
La isomerasa actúa sobre los ácidos grasos monoinsaturados, como el
compuesto Δ9 de 18 carbonos (ácido oleico)
La otra enzima auxiliar, la 2,4-dienoil-CoA reductasa, interviene en la
oxidación de los ácidos grasos poliinsaturados, como el ácido linoleico
(18:2cΔ9,12)
OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS CON
CADENAS CARBONADAS DE NÚMERO IMPAR
El sustrato del último ciclo de la β-oxidación de una acil-CoA de cadena impar
es una acil-CoA de cinco carbonos.
La fragmentación tiolítica de este sustrato produce 1 mol de acetil-CoA y otro
de propionil-CoA.
Catalizada por la enzima propionil-CoA carboxilasa
CONSULTA
1. ¿Como ocurre la biosíntesis de pacidos grasos
(Ruta anabólica del metabolismo de los lípidos)?
2. ¿Como se da la Biosíntesis de los triacilgliceroles?
