DIGESTIÓN, ABSORCIÓN Y METABOLISMO DE

LIPIDOS

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DIGESTIÓN DE LIPIDOS

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-Boca.- La digestión de las grasas comienza en la boca con la secreción de lipasa bucal. Su actividad aumenta cuando el conjunto saliva alimento entra en le estomago y el pH se hace mas acido.

-Estómago.-La lipasa bucal y gástrica digieren parcialmente las grasas emulcionandolas convirtiendolas en gotas mas pequeñas de grasa. La digestión de lípidos ocurre en Intestino

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4

5

Enzimas involucradas

ENZIMAS LOCALIZACIÓN

LIPASA Páncreas

ISOMERASA Intestino

COLESTEROLASA Páncreas

FOSFOLIPASA A2 Páncreas6

LIPASA• Cataliza la hidrólisis de

uniones éster en los carbonos primarios (y’) del glicerol de las grasas neutras (Triacilgliceroles)

H2C OH

HC O

H2C O

C R

H2C OH

HC O

H2C OH

O

C R

O

H2C O

HC O

H2C O

CO R

C

O

R

C R

O

C R

O

CHO

O

R

CHO

O

R

1,2-DAG

+

LIPASA

2-MAG

+

TAG

LIPASA

AG

AG

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ISOMERASA• Para la hidrólisis de 2-MAG es

necesaria la presencia de esta enzima que traslada el grupo acilo de la posición 2 (ó ) a la posición 1(ó ).

• Luego la hidrólisis del monoacilglicerol (MAG) se completa por acción de la Lipasa.

H2C OH

HC O

H2C OH

C R

H2C O

HC OH

H2C OH

O

C R

O

1-MAG

2-MAG

ISOMERASA

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COLESTEROLASA• Cataliza la hidrólisis de ésteres de colesterol con ácidos

grasos.

CO

R OCO

R OHOH

ESTER DE COLESTEROL COLESTEROL AG

COLESTEROLASA

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FOSFOLIPASA A2

• Cataliza la hidrólisis del enlace éster que une el ácido graso al hidroxilo del carbono 2 del glicerol en los Glicerofosfolípidos.

• Se forma un ácido graso y lisofosfolípido

CH

H2C

O

H2C O

O

C

P

C

O

O

O R1

O

R2

O

X

CH

H2C

HO

H2C O

O

C

P

O

O

R1

O

O

X

OHC

O

R2+FOSFOLIPASA

A2

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PAPÉL DE LA BILIS EN LA DIGESTIÓN DE LÍPIDOS

• ÁCIDOS BILIARES: el más abundante es el ácido cólico, en menor proporción se encuentra el ácido quenodesoxicólico.

• Son excretados en la bilis conjugados con glicina o taurina. Ej.: -ácido glicocólico

-ácido taurocólico

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Ácido glicocólico Ácido taurocólico

FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS BILIARES

• Aumentan la función de la Lipasa pancreática.• Reducen la “Tensión Superficial” y con ello favorecen la

formación de una EMULSIÓN de las grasas. Contribuyen a dispersar los lípidos en pequeñas partículas y por lo tanto hay mas superficie expuesta a la acción de la lipasa.

• Favorece la absorción de Vitaminas Liposolubles.• Acción Colerética: estimulan la producción de bilis.

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ABSORCIÓN DE LIPIDOS

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ABSORCIÓN:

• Proceso mediante el cuál las sustancias resultantes de la digestión ingresan a la sangre mediante a travéz de membranas permeables (sust. de bajo PM) o por medio de transporte selectivo.

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• No es indispensable la digestión total de las grasas neutras debido a que pueden atravesar las membranas si se encuentran en EMULSIÓN FINA.

• Las sustancias sin degradar totalmente (MAG) que atraviesan las membranas son hidrolizadas totalmente en los enterocitos.

• En las células intestinales se sintetizan nuevamente los TAG.

• Absorción del Colesterol: se absorbe en el intestino y luego se incorpora a los QUILOMICRONES como tal o como ésteres con AG.

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ESTRUCTURA DE QUILOMICRONES

16FosfolípidosTriacilgliceroles y ésteres de Colesterol.

B-48

C-III

C-II

Apolipoproteínas

Colesterol

La superficie es una capa de Fosfolípidos.

Los Triacilgliceroles secuestrados en el interior aportan mas del 80% de la masa.

Varias Apolipoproteínas (B-48, C-III y C-II) atraviesan la membrana y actúan como señales para el metabolismo de los Quilomicrones.

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DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LIPIDOS DE LA DIETA

1) Las sales biliares emulsionan las Grasas formando micelas.

4) Los TAG son incorporados con colesterol y Apolipoproteínas en los QUILOMICRONES.

5) Los QUILOMICRONES viajan por el Sistema Linfático y el Torrente sanguíneo hacia los Tejidos.

6) La Lipoproteínlipasa activada por apo-C en los capilares convierten los TAG en AG y Glicerol.

7) Los AG entran a la célula.

8) Los AG son Oxidados como combustible o re-esterificados para almacenamiento.

2) Lipasas intestinales degradan los Triglicéridos

3) Los Ácidos Grasos y otros productos de la digestión son tomados por la mucosa intestinal y convertidos en TAG.

Transporte de Lípidos en la sangre

Son usadas 4 tipos de LIPOPROTEINAS para transportar lípidos en la sangre:

• Quilomicrones• Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)• Lipoproteínas de baja densidad (LDL)• Lipoproteínas de alta densidad (HDL)

Están compuestas de diferentes lípidos.

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19

METABOLISMO DE LOS LIPIDOS

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• Anabolismo Síntesis o Biosíntesis de los AG ( consiste en una adición de unidades repetitivas de C). Ocurre en la matriz mitocondrial.

• . 21

• Catabolismo.- B oxidación Degradación de los AG( consiste en una eliminación de átomos de carbono de la cadena hidrocarbonada), ocurre en el citoplasma

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Catabolismo de los AG• Los CH,L,P, y los triacilgliceroles, son muy útiles como

materia de combustión de reserva por diferentes razones, una de ellas es que por su carácter hidrofóbico.

• Se almacenan en grandes cantidades en las células, de manera que puedan generar a largo plazo materia de energía según tenga necesidad el cuerpo de la persona o de los vertebrados en general, en esto se hace hincapié en los casos de hibernación de los osos,

• La oxidación de los ácidos grasos, aporta las necesidades energéticas de un 80 % en el corazón y el hígado, en los mamíferos.

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PROCESAMIENTO DE LOS LIPIDOS

Las células pueden obtener ácidos grasos combustibles a partir de tres fuentes: Grasas consumidas en la dieta, grasas almacenadas en las células en forma de gotículas de lípidos y grasas sintetizadas en un órgano y que se exportan a otro. El esquema general de cómo se procesa los lípidos provenientes de la dieta en los vertebrados, surgen en 7 pasos, los cuales son explicados a continuación:

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• 1) Formación de micelas mixtas: Primero las grasas ingeridas provenientes de la dieta pasan al estomago y ya en el intestino delgado es donde sufre esta conversión, y esto es debido a la acción de las sales biliares, como el acido taurólico, que se sintetiza en el hígado y luego se almacena en la vesícula biliar para posteriormente luego liberar su contenido al intestino delgado una vez que se ingerida estas grasas. 25

• 2) Acción de las lipasas intestinales: La finalidad de la formación de micelas mixtas era para que las lipasas situadas en el intestino delgado actúen, convirtiendo los triacilgliceroles en monoacilgliceroles y diacilgliceroles, también se les denomina monoglicéridos y diglicéridos respectivamente, adicionalmente también los productos son ácidos grasos libres y glicerol.

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3) Reconversión a triacilgliceroles:

• Esto con el objetivo de formar quilomicrones que vienen a ser agregados lipoprotéicos.

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• 4) Desplazamiento hacia el sistema linfático: En forma de quilomicrón se desplaza al sistema linfático y por la sangre hacia los tejidos.

• 5) Degradación a ácidos grasos y glicerol: La lipoproteína lipasa convierte los triacilgliceroles en ácidos grasos y glicerol, esto sucede a nivel de un vaso capilar.

• 6) Penetración a las células: En forma de ácidos grasos, penetran a las células.

• 7) Oxidación: Los ácidos grasos son oxidados como combustible o reesterificados para su almacenamiento (miocito o adipocito).

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BETA OXIDACION DE LOS ACIDOS

GRASOS:• La oxidación ocurre en la posición del C3 o beta del grupo

acilo graso, al unirse la coenzima A con el grupo carboxílico en el C1, dicha oxidación ocurre en las mitocondrias, y se producen en tres fases:

• 1) La Beta oxidación propiamente dicha.

• 2) Oxidación de los acetil CoA a CO2 a través del ciclo del acido cítrico.

• 3) Los productos generados (transportadores electrónicos reducidos NADH y FADH2) tanto de la beta oxidación como del ciclo del acido cítrico donarán sus electrones a la cadena respiratoria mitocondrial con acción del ADP para generar agua.

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• La Beta oxidación propiamente dicha: Son 4 pasos básicos y las enzimas que participan en cada paso, a continuación:

• 1) Deshidrogenación: Acil-CoA deshidrogenasa.

• 2) Hidratación: Enoil-CoA hidratasa.

• 3) Deshidrogenación: Beta hidroxiacil-CoA deshidrogenasa.

• 4) Acción de una tiolasa: Acil CoA acetiltransferasa (tiolasa).• Ej: para el palmitil-Coa que tiene 16 carbonos, luego de estos

4 pasos básicos se genera para su oxidación completa 7 productos de Acetil-CoA, esto quiere decir que se repite los 4 pasos mencionados 6 veces,

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β-Oxidación de Ácidos Grasos

• Ocurre en tejidos como: Hígado, músculo esquelético, corazón, riñón, tej. Adiposo, etc.

• Comprende la oxidación del carbono β del ácido graso.

• Ocurre en las MITOCONDRIAS.• Antes debe ocurrir:

1. Activación del ácido graso (requiere energía en forma de ATP)

2. Transporte al interior de la mitocondria

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¿Porqué se llama β-Oxidación?En este proceso el carbono β del ác. Graso se oxida a

una cetona y luego a un tioéster.

32

33

Acil-CoA del paso de activación

Se obtienen 5ATP por ciclo de -Oxidación

INTERRELACION CON EL CICLO DE

KREBS

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•Los acetilos formados en la -OXIDACIÓN ingresan al CICLO DE KREBS para su oxidación total a CO2.•Los NADH y FADH2 producidos en el CICLO DE KREBS forman ATP en la mitocondria (FOSFORILACIÓN OXIDATIVA)

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•En cada ciclo se pierden 2 átomos de C en forma de Acetil-CoA.

•Para degradar completamente un Ac. Graso de 16 C hacen faltan 7 ciclos de β-Oxidación.

Nº de ciclos = (nº de C) – 1

2

•En cada ciclo se produce 1 molécula de FADH2 y otra de NADH:

FADH2= 2ATP

NADH= 3ATP

Balance neto de EnergíaÁcido Caprilico

(8 carbonos)

Ácido Palmítico

(16 carbonos)

Uniones

~P

Uniones

~P

Cantidad de ciclos 3 7

Consumo para activación inicial -2 -2

ATP producidos en la β-Oxidación (5/ ciclo)

+15 +35

ATP producidos en Ciclo de Krebs (12/ acetil CoA)

+48 +96

ATP Totales 61 12936

Formación de Cuerpos Cetónicos (Cetogénesis)

• Después de la degradación de los ac. Grasos, el Acetil-CoA es oxidado en el Ciclo de Krebs.

• Para esto es necesaria la presencia de oxalacetato (1er intermediario del ciclo de Krebs). Si la cantidad de este es insuficiente, las unidades de acetil-CoA son utilizadas mediante una vía alternativa en la que se producen “Cuerpos Cetónicos”

• Estos compuestos se forman principalmente en el hígado, a partir de acetil-CoA mediante una serie de etapas.

H3C C

O

CH3

acetona

H3C C

O

CH2 C

O

O-

acetoacetato

H3C CH

OH

CH2 C

O

O-

3-OH-butirato 37

Utilización de los cuerpos cetónicos

• El Hígado es el principal productor ya que posee todas las enzimas necesarias. Es incapaz de usarlos como combustible.

• Los órganos que los usan son: cerebro, músculo esquelético, corazón y otros.

• Solo se usan como fuente de energía en situaciones metabólicas especiales. Ej: Diabetes, ayuno prolongado.

• El aumento de estos provoca Acidosis Metabólica.

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UTILIZACIÓN DE LOS CUERPOS CETÓNICOS

• Los tejidos extrahepáticos utilizan cuerpos cetónicos como fuente de energía.

• El acetil CoA adentro de la célula, ingresa al ciclo de Krebs para obtener energía.

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Ocurre en tejidos EXTRAHEPÁTICOS

Formación y exportación de cuerpos cetónicos (hígado)

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Los cuerpos cetónicos se forman y exportan desde el Hígado.

En condiciones energéticamente desfavorables, el oxalacetato se deriva hacia la Gluconeogénesis, para liberar glucosa a la sangre.

El ciclo de Krebs trabaja muy lentamente en el Hígado.

Gotas de lípidos

Hepatocito

Acetoacetato y -hidroxibutirato exportados como energía para: corazón, músculo, riñón y cerebro.

Glucosa exportada como combustible para cerebro y otros tejidos.

BIOSINTESIS DE ÁCIDOS GRASOS

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• Cuando la ingesta supera las necesidades energéticas, el exceso se almacena como reserva en forma de grasas.

• Los restos de acetil-CoA provenientes de la β-oxidación y de la degradación de glucosa o de las cadenas carbonadas de algunos aa, pueden utilizarse para sintetizar nuevos ac. Grasos.

• Estos se incorporan al glicerol para ser almacenados como grasa de depósito.

• La síntesis de Ac. Grasos de hasta 16 C ocurre en el citoplasma y se conoce como SINTESIS DE NOVO.

• La elongación de Ac. Grasos preexistentes se realiza en las mitocondrias. 42

• La síntesis de lípidos ( lipogenesis) consiste en una serie de R´Q cíclicas en la que se construye una molécula de AG mediante la adición secuencial de dos unidades de C derivados de la A CoA a una cadena de AG en crecimiento.

• La síntesis de AG

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SINTESIS DE NOVO(SINTESIS CITOPLASMÁTICA DE AC. GRASOS)

• Los ac. grasos se sintetizan en el citosol a partir de acetil-CoA que se produce en la mitocondria por lo tanto es necesario que estos últimos sean transportados afuera de las mitocondrias.

• La membrana mitocondrial interna es impermeable a acetil-CoA.

• La manera en que salen es como citrato mediante un transportador de tricarboxilatos.

• Se usa NADPH como fuente de H para las reducciones. 44

SALIDA DE ACETILOS DE LA MITOCONDRIA AL CITOSOL

45

RESUMEN: Pasos de la biosíntesis de Ac. Grasos.

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Ácidos grasos esenciales • Los ácidos grasos esenciales son aquellos ácidos grasos

necesarios para ciertas funciones que el organismo no puede sintetizar, por lo que deben obtenerse por medio de la dieta. Se trata de ácidos grasos poliinsaturados con todos los dobles enlaces en posición cis. Los únicos dos ácidos grasos esenciales para el ser humano son el α-linolénico (18:3ω-3) y el linoléico (18:2ω-6). Si estos se suministran, el cuerpo humano puede sintetizar el resto de ácidos grasos que necesita.

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• El exceso de proteínas y glúcidos ingeridos se convierten con facilidad en ácidos grasos que se almacenan en forma de triglicéridos.

• En el ser humano es esencial la ingestión un precursor en la dieta para dos series de ácidos grasos, la serie del ácido linoleico (serie ω-6) y la del ácido linolénico (serie ω-3).

• Los ácidos grasos esenciales se encuentran sobre todo en el pescado azul, las semillas y frutos secos, como las de girasol o las nueces, en aceite de oliva o bacalao.

• La dieta de los animales para consumo también puede hacer que contengan gran cantidad de estos ácidos grasos. Por ejemplo la carne de los cerdos alimentados con bellota o las gallinas alimentadas con algas y harinas de pescado que ponen huevo con mayor cantidad estos ácidos grasos.

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Biosíntesis de eicosanoides

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Eicosanoides: son Ac. Grasos poliinsaturados de 20 C.Derivan del ácido araquidónico

Prostaglandinas• Química: son hidroxiácidos y tienen un anillo ciclopentano.• Denominación: PG(A-I)nº

• Ej: PGE2 y PGF2α

• Localización: se producen en todas las células, excepto GR.• Función: tienen una potente actividad, en general producen contracción de

músc. liso de útero y TGI e inhiben la secreción de HCl en estómago.

O

HOOH

COOH

PGE2

HO

HOOH

COOH

PGF250

Tromboxanos• Química: poseen un anillo hexagonal.• Denominación: ej: TXA2

• Localización: se sintetizan en plaquetas.• Función: agregante de plaquetas (trombos), vasoconstrictores.

O

COOH

OH

O

TXA2 51

Leucotrienos• Química: son ac. Grasos con dobles ligaduras (Δ7,9,11,14)• Denominación: LT (A-E)4

• Localización: son sintetizados por los leucocitos.• Función: constrictores de músculo liso bronquial,

vasoconstrictores y aumentan la permeabilidad vascular.

OH

OH

LTC4

COOH

52

FIN

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