Metabolismo de Lípidos

Digestión y absorción de lípidos
1. Emulsión de las grasas ingeridas
  1. Los lípidos no pueden atravesar libremente las membranas de las células epiteliales del intestino ni enterocitos, debido a la presencia de una capa de agua que rodea las microvellosidades.
  2. Previamente a la digestión enzimática, debe producirse la emulsión de las grasas a cargo de las sales biliares, lo que facilita la digestión.
    1. Esta emulsión se ve favorecida por los movimientos peristálticos intestinales
    2. Sales biliares
      1. Sintetizadas en el hígado, y almacenadas en la vesícula biliar
    3. Transforma
      1. Grandes gotas lipídicas de la dieta
        a
        Gotitas (micelas)
        Facilitando la actuación de las enzimas digestivas
  3. Para que se produzca la correcta asimilación de los lípidos, deben ser hidrolizados por las enzimas digestivas hasta formar compuestos antipáticos, que si puede atravesar las membranas, principalmente a nivel del yeyuno.
2. Enzimas digestivas
  1. Sobre
    1. Triacilglicéridos
      1. Actúan
        Lipasa pancreática
        Resultado
        Colipasa
        Resultado
        Un monoacilglicerol
        Sustancias antipáticas fáciles de asimilar por las células de la mucosa intestinal.
        Dos moléculas de ácidos grasos
        En algunos casos también glicerol
        Sustancias antipáticas fáciles de asimilar por las células de la mucosa intestinal.
    2. Fosfolípidos
      1. Actúa
        Fosfolipasa A2
        Resultado
        Un ácido graso
        Asimilados por los enterocitos
        Un acil lisofosfolípido
        Asimilados por los enterocitos
    3. Ésteres de colesterol
      1. Actúa
        Colesterol esterasa
        Resultado
        Colesterol
        Asimilados por los enterocitos
        Ácidos grasos
        Asimilados por los enterocitos
        Ya en el interior, vuelven a su forma inical.
        Su transporte son las lipoproteínas
Lipoproteínas
1. Transportan los lípidos por el organismo a nivel sanguíneo y linfáticos.
2. Colaboran en el transporte de aminoácidos
3. Estructuras complejas
4. Estructura
  1. Capa externa
    1. Componentes
      1. Colesterol libre
        De naturaleza anfipática
      2. Apoproteínas
        De naturaleza anfipática
      3. Fosfolípidos
        De naturaleza anfipática
  2. Interior
    1. Componentes
      1. Triacilglicéridos
        Hidrofóbicos
      2. Colesterol esterificado
        Hidrofóbicos
5. Principal lipoproteína del intestino
  1. Quilomicrón
    1. Transportados hasta la sangre
    2. Llegan primero a los tejidos periféricos y luego al hígado
      1. De este modo, facilita la acumulación de grasas en el músculo y tejido adiposo
6. Tipos
  1. Quilomicrones (QM)
    1. Transportan los triacilglicéridos exógenos (de la dieta a los tejidos)
    2. Quilomicrones remanentes
      1. Loss que quedan tras la actuación de la enzima. (Contienen fosfolípidos y apoproteínas), que son aprovechados por el hígado
  2. Las diferencias de densidad permiten su aislamiento mediante técnicas de ultracentrifugación o de electrofóresis.
    2. A medida que el porcentaje de triacilglicéridos disminuye, va aumentando el porcentaje de proteínas y colesterol libre o esterificado Esto determina que la densidad vaya en aumento.
  3. VLDL
    1. De muy baja densidad
    2. Transportan los triacilglicéridos endógenos (propios del organismo, sintetizados a nivel hepático)
  4. IDL
    1. De densidad intermedia
  5. LDL
    1. De densidad baja
    2. Fuente de colesterol para los tejidos periféricos, también aportan fosfolípidos y aminoácidos.
  6. HDL
    1. De densidad alta
    2. Recogen el exceso de colesterol depositado en los tejidos periféricos y los retiran al hígado
7. En el intestino, además de la formación de quilomicrones, también se puede originar VLDL.
  1. Estas se vierten en la linfa hasta la sangre, al no pasar por la circulación enterohepática, llegan primero a los tejidos periféricos.
    1. En estos, la enzima lipoproteína lipasa plasmática hidroliza a los triacilglicéridos en glicerol y ácidos grasos, asimilados por las células tisulares (adipocitos y miocitos).
      1. El glicerol y ácidos grasos entran por difusión simple a los tejidos periféricos, forman triacilglicéridos y almacenan grandes cantidades de energía cuándo sea necesaria.
8. La actuación de la lipoproteína lipasa sobre las VLDL originan glicerol, ácidos grasos, IDL o VLDL remanentes (ricas en colesterol)
  1. Estas pueden enriquecerse de colesterol gracias a la CETP (proteína transportadora de colesterol esterificado), la cual provoca que las IDL se transformen en LDL.
    1. Las LDL son retiradas por las células de los tejidos periféricos a través de transportadores específicos
      1. A nivel sanguíneo, aparecen las HDL, de origen hepático y que reciben el exceso de colesterol depositado en los tejidos periféricos y transportado al hígado.
        La enzima LCAT (lecitina colesterol aciltransferasa) esterifica el colesterol recogido por las HDL.
Metabolismo de ácidos grasos
1. Lipólisis
  1. Mecanismo de movilización de los lípidos almacenados como reservorio de energía
    1. Estos lípidos acumulados se encuentran como gotitas (anhidra) en el citoplasma de las células adiposas.
  2. Sucede cuando hay una deficiencia del aporte energético o cuando se ayuna
  3. Hidrólisis
    1. Primer paso de su catabolismo
    2. Triglicérido lipasa intracelular
      1. Resultado
        Glicerol
        3 ácidos grasos
      2. Esta enzima es potenciada por el glucagón y la adrenalina, favoreciendo la lipólisis, al fosforilar a la triacilglicérido lipasa a través de la proteína quinasa A dependiente de AMP.
      3. Mientras que la insulina, al potenciar una fosfatasa que desfosforila la lipoproteína lipasa, bloquea la lipólisis.
    3. Actúa
    4. Los ácidos grasos salen del adipocito y se unen en sangre a la albumina (VHDL), la cual puede transportar entre dos, cuatro hasta 6 ácidos grasos.
      1. Estos llegan hasta los tejidos que requieren energía
        Hígado
        Músculo cardíaco
        Músculo esquelético
        En estos los ácidos grasos son oxidados en la vía metabólica beta-oxidación, para producir energía.
    5. El glicerol también sale a la sangre
      1. Se transforma en
        Dihidroxiacetona
        En el hígado
        Entra a la gluconeogénesis a nivel hepático o a la vía glucolítica para producir energía.
2. Degradación de ácidos grasos
  1. Se producen sucesivas oxidación en el carbono beta, que van separando fragmentos de dos carbonos en forma de acetileno CoA, que se incorporarán al ciclo de Krebs.
  2. Implica
    1. Fase 1
      1. La activación del ácido graso esterificándose con el CoA y a expensas del ATP
        Esta activación la realiza la acil CoA sintetasa en la membrana externa de la mitocondria.
        La actuación de esta forma las moléculas de acil CoA
        Al ser muy largas necesitan ayuda para ingresar a la mitocondria, a través de un sistema de lanzadera
        En el que intervienen
        Carnitina
        Carnitina acil tranferasa-I
        Carnitina acil-carnitina translocasa
        Carnitina acil transferasa-II
        Una vez dentro de la matriz mitocondrial, las moléculas de acil CoA comienzan la degradación propia de la beta-oxidación.
        2. Hidratación
        1. Deshidrogenación
        3. Deshidrogenación
        4. Ruptura tiólica
    2. Fase 2
      1. Entrada a la mitocondria por un transporte mediado por la carnitina
    3. Fase 3
      1. Beta-oxidación propiamente, degradándose el ácido graso a moléculas de acetil CoA.
3. Biosintesis de ácidos grasos
  1. Debido a la limitada capacidad para almacenar glucosa, la ruta biosintética se convierte en una vía importante.
  2. La glucosa ingerida en exceso se convierte en ácidos grasos y estos en triacilglicéridos que pueden almacenarse en grandes cantidades en el tejido adiposo.
    1. Está síntesis es posible incluso en citoplasma sin mitocondrias, e incluso aumenta su capacidad en estos casos.
  3. Para proceder a la síntesis de ácidos grasos se requiere poder reductor (NADPH + H+) y moléculas de malonil CoA.
  4. Está regulada principalmente a nivel hormonal, siendo favorecida por la insulina e inhibida por el glucagón.
Cuerpos cetónicos
1. Sustancias que se producen a partir de CoA en las mitocondrias del tejido hepático cuando la velocidad de la beta-oxidación supera a la velocidad de la oxidación del acetil CoA en el ciclo de Krebs (situaciones de ayuno).
  1. Acetoacetato
  2. Hidroxibutirato
  3. Acetona
2. Estos sirven como fuente de energía para el corazón, el músculo y otros tejidos.
3. Favorecen un ahorro de glucosa
4. Si se produce un ayuno muy prolongado pueden ser utilizados por el cerebro como fuente de energía alternativa a la glucosa.
5. Estos compuestos se utilizan ya que los animales no puede transformar de forma neta los ácidos grasos en hidratos de carbono, al carecer del ciclo del glioxilato.
6. Cetogénesis
  1. Proceso de creación de los cuerpos cetónicos.
  2. Condensación de dos moléculas de acetil CoA por acción de una tiolasa, formando el acetoacetil CoA.
    1. Luego se fusiona con un acetil CoA
      1. Originando
        Hidroximetilglutaril CoA.
        Sirve para la síntesis de los cuerpos cetónicos y la biosíntesis del colesterol
7. Utilización
  1. Los cuerpos cetónicos asimilados por los tejidos extrahepáticos se utilizan para producir moléculas de acetil CoA que se degradarán en el ciclo de Krebs.
  2. El uso de los cuerpos cetónicos depende de las fluctuaciones de los niveles de glucosa en sangre.
    1. Se usa especialmente en períodos prolongados de ayuno.
8. Cetoacidosis
  1. Causado por
    1. Un incremento importante de los niveles de los cuerpos cetónicos en sangre
  2. Trastorno grave que puede ser mortal.
  3. La más conocida es la cetoacidosis diabética, causado por una deficiencia absoluta o relativa de insulina.
Biosíntesis de lípidos
1. Biosíntesis de acilglicéridos
  1. La síntesis de los triacilglicéridos tiene lugar en el retículo endoplasmático liso (REL) de células adiposas y hepáticas.
    1. Se origina mediante la esterificación secuencial de una molécula de glicerol-3-fosfato con tres moléculas de acil CoA (ácidos grasos activados).
      1. Requiere de un fosfolípido intermediario:
        Ácido fosfatídico
        Síntesis del Ácido fosfatídico
        1. Síntesis de glicerol-3-fosfato
        2. Activación de los ácidos grasos
        3. Transferencia de los ácidos grasos activados
        Participa en la síntesis de triacilglicéridos y de fosfoglicéridos.
        En la síntesis de triacilglicéridos, éste ácido debe desprenderse del grupo fosfato de la posición 3, gracias a la fosfatasa, esto resulta en un diacilglicerol, el cual se transformará en triacilglicerol mediante la acil tranferasa que transferirá un ácido graso a la posición 3.
        Los triacilgliceroles se almacenan en el citoplasma o incorporarse en lipoproteínas, intestino delgado e hígado, o leche en la glándula mamaria.
2. Biosíntesis del colesterol
  1. La HMG CoA reductasa es la enzima clave de la síntesis de colesterol, esta fuertemente regulada y es una importante diana farmacológica.
  2. En los vertebrados, la síntesis del colesterol está controlado principalmente mediante la velocidad a la que el colesterol ingresa en las células procedente del torrente sanguíneo.
  3. Tiene lugar en el citoplasma a partir de las moléculas de acetil CoA.
    1. Etapas
      1. Tercera etapa:
        Ciclación del escualeno a lanosterol (C30) y conversión final a colesterol (C27).
      2. Segunda etapa:
        Condensación de seis moléculas de isoprenos activados para formar escualeno.
      3. Primera etapa:
        Síntesis de los isoprenos activados a partir de acetil CoA.

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