Captulo 15 METABOLISMO DE LOS LIPIDOS DE LA DIETA

LpidosSon un grupo heterogneo de molculas orgnicas insolubles en agua y solubles en solventes no polares.

LpidosPor su insolubilidad en el agua, los lpidos corporales se encuentran distribuidos en compartimientos, como los lpidos de membrana, las gotillas de triacilglicerol en los adipocitos y las lipoprotenas para el transporte.

Funciones de los LpidosEstructurales (membrana celular) Fuente de energa Vitaminas liposolubles (coenzimas) Reguladoras: Hormonas esteroideas, Eicosanoides

LpidosUn adulto ingiere entre 60 y 150 gr de lpidos al da. De lo cual el 90% son, en condiciones normales, triacilgliceroles. El 10% restante son colesterol, steres de colesterilo, fosfolpidos y cidos grasos libres.

Digestin de los Lpidos

Digestin de los LpidosLa digestin de los lpidos se inicia en el estmago. Participan enzimas solubles en agua: Lipasas.

Lipasas

Procesamiento de los lpidos de la dieta en el estmagoLipasa lingual (se sintetiza en glndulas salivales), ayudan a digerir las molculas de triacilglicerol que contienen cidos grasos de longitudes de cadena corta o intermedia de menos de 12 carbonos. Lipasa gstrica (es secretada por la mucosa gstrica) contina la digestin de stos cidos grasos. Son enzimas acidoestables, con lmites ptimos de pH de 4 a 6, por lo que se les llama lipasas cidas.

En el intestino tambin se tiene la lipasa pancretica que se encarga de la continuacin de la digestin de las grasas. La emulsin de la grasa se lleva a cabo en el duodeno, con peristalsis y sales biliares elaboradas en el hgado y almacenadas en vescula biliar.

La degradacin del triacilglicerol se lleva a cabo por medio de la lipasa pancretica que remueve los acidos grasos en el carbono 1 y 3 quedando monoglicridos. Tambien pueden hidrolizarse los monogliceridos a glicerol y acido graso.

Degradacin de los steres de colesteriloEl colesterol de la dieta se encuentra generalmente en forma libre sin esterificar. Solo en forma esterificada se encuentra de 10 a 15%. La forma esterificada se hidroliza por la hidrolasa de steres del colesterol (esterasa del colesterol) dando acidos grasos y colesterol.

Degradacin de los fosfolpidosLos fosfolipidos son hidrolizados por la fosfolipasa A2 y procolipasa(que se activa por la tripsina).la fosfolipasa A2 elimina un acido graso del carbono 2 del fosfolpido que actua dejando un lisofosfolpido. Ej. la fosfatidilcolina se convierte a lisofosfatidilcolina. El cido graso del carbono 1 puede ser retirado por la lisofosfolipasa quedando glicerofosforilo que puede ir al excremento, o degradarse.

Control de la digestin de los lpidosEl control de la digestin de los lpidos es hormonal.La colecistocinina es una hormona peptdica que se produce en el intestino delgado en el yeyuno y parte baja del duodeno. La colecistocinina o CCK acta sobre vescula biliar para que se contraiga y suelte la bilis y tambin sobre la superficie del pncreas descargando enzimas digestivas. La secretina formada por clulas intestinales hacen que el hgado y el pncreas descarguen bicarbonato en el intestino neutralizndolo para que puedan actuar las enzimas pancreticas.

Absorcin de lpidos por los enterocitoscidos grasos libres, colesterol y 2 monoacilglicerol son los productos primarios de la degradacin de los lpidos de la dieta en el yeyuno. Micelas mixtas: son cmulos discoideos de lpidos anfipticos que en el interior tienen grupos hidrfobos y hidrfilos en el exterior. Membrana de borde de cepillo de los enterocitos: es la zona en la que se absorben los lpidos

Malabsorcin de lpidosLa mala absorcin de los lpidos trae como resultado aumento de concentracin de vitamina A,D,E y K y la de cidos grasos esenciales en el excremento esto se llama esteatorrea. La causa es una mala digestin y puede ser fibrosis qustica el problema de fondo dando un fenmeno llamado intestino acortado.

Secrecin de lpidos por los enterocitosQuimo: masa semilquida de nutrimentos parcialmente digeridos que pasa del estomago al duodeno.

Quilo: fluido de color lechoso que se presenta despues de una comida rica en grasas son gotitas de lpidos.

Quilomicrones: partculas pequeas que estn formadas de triacilgliceroles y esteres de colesterilo en el centro rodeadas por fosfolpidos, y colesterol y una protena apolipoprotena B-48El triacilglicerol de los quilomicrones se desdobla en los capilares del msculo esqueltico de corazn, pulmn ,rin e hgado. La lipasa de lipoprotenas degrada este triacilglicerol en cidos grasos y glicerol, estas lipasas son formadas por los adipocitos y clulas musculares.

Los cidos grasos libres derivados de la hidrlisis del triacilglicerol puede ingresar en las clulas musculares y en los adipocitos y se transportan en la sangre unidos a la albmina serica . La albmina serica es secretada por el hgado es una protena, transporta compuestos hidrfobos, cidos grasos libres y frmaco. En los adipocitos los cidos grasos se reesterifican en triacilgliceroles y se almacenan.

El glicerol, que venia unido en los triacilgliceroles produce glicerol 3 fosfato y puede ingresar a la gluclisis o a la Gluconeognesis por oxidacin en dihidroxiacetona fosfato. El resto de los quilo micrones, (fosfolpidos, apolipoproteinas y algo de triacilglicerol se fijan en el hgado y all terminan de hidrolizarse hasta sus componentes mas simples.)

Los cidos grasos libres pueden ser oxidados por hgado y msculo para obtener energa. Se unen tambin a protenas y son precursores de las prostaglandinas. Las prostaglandinas, son sustancias con actividad parecida a una hormona pero localizada.

Estructura de los cidos GrasosConstituidos por cadenas de hidrocarburos (NO POLAR o HIDRFOBO) y por un grupo terminal carboxilo COOH (POLAR o HIDRFILO), a pH fisiolgico se encuentra como COOPor lo que los cidos grasos tienen naturaleza ANFIPTICA

Estructura de los cidos Grasos

Estructura de los cidos Grasoscidos grasos libres o No esterificados (AGL) se transportan en la circulacin unidos a la albmina. cidos grasos esterificados (AGE), se encuentran unidos a alcoholes formando los lpidos. Mas del 90% de los cidos grasos que se encuentran en el plasma se presentan en forma de triacilglicerol, esteres de colesterilo y fosfolpidos.

Estructura de los cidos GrasosLos cidos grasos pueden saturados o insaturados ser

Estructura de los cidos Grasos

Estructura de los cidos GrasosLos insaturados son de dobles o triples ligaduras. Las ligaduras pueden ser cis y trans. Las ligaduras insaturadas disminuye la temperatura de fusin.

Estructura de los cidos GrasosEl carbono del grupo terminal metilo se denomina carbono omega independientemente de la longitud de cadena. El acido araquidnico se conoce como el acido graso omega 6 porque el doble enlace mas cercano al extremo omega se inicia a 6 carbonos de distancia de esa terminacin. 20:4(5,8,11,14) Otro acido graso omega 6 es el acido linoleico esencial. 18:2(9,12) El acido graso omega-3 es el acido linolenico que tinene 18:3(9,12,15)

Chekarr!!!Acidos grasos escenciales: En la dieta del ser humano son 2, el acido linoleico (precursor del araquidnico y sustrato para sintesis de prostaglandinas) y el acido linoleico, precursor de otros acidos grasos omega 3 importantes para el crecimiento su el desarrollo.

SINTESIS DE NOVO DE LOS CIDOS GRASOSExeso de: Carbohidratos Protenas cidos grasosSe almacenan como triacilgliceroles

Sntesis de novo de los cidos grasosUna gran proporcin provienen de la dieta. Del exceso de carbohidratos, protenas y otras molculas se almacenan como triacilgliceroles. La sntesis de cidos grasos se lleva a cabo en hgado y glndulas mamarias activas y en menor extensin en el tejido adiposo. Se originan de la acetil CoA utilizando ATP y NADPH.

Sintesis de novo de acidos grasos1era. Etapa. La porcin acetilo de la acetil Co A se transporta hacia el citoplasma en forma de citrato que se forma por condensarse con el oxalacetato. Esto ocurre cuando la concentracin mitocondrial de citrato es elevada. Entonces la deshidrogenasa de isocitrato se inhibe por la presencia de grandes cantidades de ATP , lo que hace que se acumule un excesivo citrato e isocitrato. Por eso se intensifica la sintesis de acidos grasos.

Carboxilacin de la acetil Co A para formar malonil CoA La carboxilacin de la acetil Co A para formar Malonil Co A es catalizada por la carboxilasa de acetil Co A y requiere HCO3 Y ATP La coenzima es la vitamina Biotina que se enlaza covalentemente con un residuo de lisina de la carboxilasa.

La carboxilacin es la etapa limitante del ritmo de la sintesis de los acidos grasos. La carboxilasa se encuentra lista en una forma inactiva de carboxilasa de acetil Co A es un protmero (dmero) .La enzima se activa alostricamente por el citrato haciendo que los dimeros se polimericen. La enzima acil CoA grasa de cadena larga (producto final de la va) puede inactivar alostricamente a la polimeraza.

En presencia de hormonas contrarreguladoras como la adrenalina y glucagon se fosforila la carboxilasa de acetil co A y esto la inactiva.(sintesis de acidos grasos. El consumo prolongado de una dieta con caloras en exceso produce un incremento en la sntesis de carboxilasa de acetil Co A lo que aumenta la sintesis de acidos grasos. A la inversa la dieta baja en caloras y el ayuno producen reduccin de la sintesis de acidos grasos al disminuir la carboxilasa de acetil Co A.( por fosforilacin)la insulina desfosforila la carboxilasa y entonces aumenta la sntesis de acidos grasos.

La Sintasa de acidos grasos: es una enzima multifuncional que se encuentra en los eucariotes.es catalizada por la sintasa de acidos grasos. Cada monomero de sintasa tiene 7 actividades enzimaticas diferentes y se enlaza de manera covalente a una molecula de 4fosfopanteteina.derivado del acido pantotnico.posee unidades acetilo y acilo en su grupo tio terminal . Esta porcin de fosfopanteteina se denomina ACP que es una protena, portadora de grupos acilos que en las etapas mas tempranas acepta una unidad de malonato de 3 carbonos proporcionada por la malonil Co A. El grupo malonilo pierde el HCO3 aadido por la carboxilasa y esto facilita que se una con la cistena originando una unidad de 4 carbono unida al dominio de ACP. La perdida de energia libre producida sintasa 3 cetoacil ACP. En las tres reacciones siguientes se convierte el grupo 3 cetoacilo en el grupo acilo saturado correspondiente por un par de reducciones que requieren NADPH como etapa de deshidratacin.

El grupo ceto se reduce hasta un alcohol. Dominio(reductasa de 3 cetoacil ACP) Se retira una molecula de agua para introducir un doble enlace (deshidratasa de 3 hidroxiacil ACP.) Luego una segunda etapa de reduccin (dominio reductasa de enoil ACP).

El resultado de las 7 etapas es la produccion de butirilo cuyos tres carbonos terminales se conservan unidos a la ACP. Estas 7 etapas se repiten por 7 veces, en cada vuelta se agrega un acetilo cuando alcanza la molecula 16 carbonos termina el proceso de sntesis con palmitoil S-ACP. La palmitoiltioesterasa segmenta el enlace tioestrico con la produccin de palmitato eliminandose la S-ACP.

La via de la hexosa monofosfato es la proveedora principal de NADPH para la sntesis de acidos grasos. Se producen 2 molculas de NADPH por cada molecula de glucosa que entra por sta va. La conversin de malato en piruvato produce tambien NADPHcitoslico

Oxidacin de los cidos grasos Beta oxidacinLa principal va para la oxidacin de los cidos grasos es la -oxidacin. Es una va mitocondrial. Consiste en una serie de reacciones en las que se van retirando de dos en dos carbonos de Acil-CoA, y como productos resultan 8 molculas de Acetil-CoA, 7 NADH y 7 FADH2

Para su oxidacin, el cido graso debe activarse y entrar a la mitocondria, por lo que requiere de la ayuda de una molcula transportadora para atravesar la membrana mitocondrial

cido graso activo: Acil-CoA Molcula transportadora: CARNITINA

Oxidacin de cidos grasosEl cido graso se activa con ATP y CoA-SH: Acil-CoA Forma un complejo con la Carnitina: Acil-Carnitina. El complejo Acil-Carnitina atraviesa la membrana mitocondrial, y en la matriz mitocondrial se separan, Carnitina se regresa a membrana y Acil-CoA comienza a oxidarse en -oxidacin.

Transporte de Acil-CoA a la mitocondria

-oxidacinConsiste en 4 reacciones que se repiten 7 veces (7 vueltas o espirales): Deshidrogenacin Hidratacin Deshidrogenacin Fragmentacin tilica, con produccin de acetil-CoA y un acilCoA dos carbonos ms corto que el original.

1. 2. 3. 4.

-oxidacinEn cada vuelta o espiral se generan 1 molcula de FADH2 y 1 molcula de NADH. En cada vuelta o espiral se produce 1 molcula de Acetil-CoA, excepto en la ltima vuelta donde se producen 2 molculas de Acetil-CoA. En total se producen en la oxidacin: 7 molculas de FADH2, 7 molculas de NADH y 8 molculas de Acetil-CoA.

-oxidacin

-oxidacin

Rendimiento energtico de la oxidacin de los cidos grasosReaccin Activacin de palmitato a palmitoil-CoA Produccin de ATP -2

Oxidacin de 8 acetil-CoAOxidacin de 7 FADH2

8 x 12 = 967 x 2 = 14

Oxidacin de 7 NADHResultado neto:

7 x 3 = 21129