11_metabolismo de lipidos

Q.F. NESTOR LAZO BELTRAN

Semana 11

METABOLISMO DE

Los lípidos

Universidad Peruana Los Andes

LOS LIPIDOS:

Los lípidos producen grandes cantidades de energía cuando son oxidados.

Cuando los lípidos son sintetizados ocurre una forma de almacenar energía química.

El metabolismo de los lipidos consiste en:

– Digestión

– Transporte

– Almacenamiento

– Degradación

– Biosíntesis.

Sistemas simples y complejos

DIGESTION:

LIPASA LINGUAL

DIGESTION:

Ocurre en ambiente acuoso del intestino y utiliza enzimas solubles en agua (lipasas) que hidrolizan las grasas.

Sales biliares

Quilomicrones

DIGESTION: enzimas pancreáticas.

LIPASA PANCREATICA

DIGESTION: enzimas del intestino delgado.

ENZIMAS LOCALIZACIÓN

LIPASA Páncreas

ISOMERASA Intestino

COLESTEROLASA Páncreas

FOSFOLIPASA A2 Páncreas

LA DIGESTION

ABSORCION:

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.

ABSORCION:

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

El metabolismo de las proteinas consiste en:

– Digestión

– Transporte

– Almacenamiento

– Degradación

– Biosíntesis.

– Transporte

Transporte de lípidos

Ocurre en la sangre y en fluídos intracelulares.

Lipoproteínas

Albúmina de suero

Cuerpos cetónicos

ESTRUCTURA DE LIPOPROTEINA

FosfolípidosTriacilgliceroles y ésteres de Colesterol.

B-48

C-III

C-II

Apolipoproteínas

Colesterol

ESTRUCTURA DE QUILOMICRONES

El metabolismo de los lípidos consiste en:

– Digestión

– Transporte

– Almacenamiento

– Degradación

– Biosíntesis.

AlmacenamientoAlmacenamiento

Almacenamiento de lípidos

Principal forma de almacenar energía en animales.

Tejido adiposo: triglicéridos

Movilización de grasas: lipasas y fosfolipasas

Hígado graso: mobilización de ácidos grasos al hígado, tejido no funcional.

TEJIDO ADIPOSO

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.

Palabras clave

El metabolismo de los lípidos consiste en:

– Digestión

– Transporte

– Almacenamiento

– Degradación

– Biosíntesis.

Degradación de glicerol

Hidrólisis de grasas para dar ácidos grasos libres y glicerol.

Glicerol se degrada en el citosol.

Entra en ruta de glicólisis.

H2C OH

HC

H2C

OH

OH

H2C OH

C

H2C

OH

O P

O

O

O-

H

ATP ADP

Mg++

GLICEROQUINASA

GLICEROL GLICEROL-3-P

1) ACTIVACIÓN:

Solo ocurre en tejidos que tienen la enzima Gliceroquinasa:

Hígado, riñón, intestino y glándula mamaria lactante.

Degradación de glicerol

2) Luego es transformado en Dihidroxiacetona Fosfato.

H2C OH

HC

H2C

OH

O P

O

O

O-

NAD+ NADH + H+

H2C OH

C

H2C

O

O P

O

O

O-

GLICEROLFOSFATODESHIDROGENASA

DIHIDROXIACETONAFOSFATO

GLICEROL-3-FOSFATO

Degradación de glicerol

Degradación de glicerol

3) Formación de Gliceraldehído-3-Fosfato.

H2C OH

C

H2C

O

O P

O

O

O-

C O

HC

H2C

OH

O P

O

O

O-

H

FOSFOTRIOSAISOMERASA

DIHIDROXIACETONAFOSFATO

GLICERALDEHÍDO3-FOSFATO

Degradación de ácidos grasosOcurre 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

1) Activación del ácido graso

Ocurre en el Citosol.

La reacción es catalizada por la TIOQUINASA.

El pirofosfato es hidrolizado por una PIROFOSFATASA (esto hace que la reacción sea irreversible)

R CH2 CH2 C

O

OH

+

CoA SH

ATP

AMP + PPi

Mg++TIOQUINASA

R CH2 CH2 C

O

S CoA

Acil CoA

2 PiPirofosfatasa

2) Transporte de Acil-CoA al interior de la mitocondria.

Vía de la β-oxidación

¿Porqué se llama β-Oxidación?

En este proceso el carbono β del ác. Graso se oxida a una cetona y luego a un tioéster.

Reacciones de la oxidación β

Activación de ácidos grasos: ácido graso + ATP produce adenilato del ácido graso y finalmente lo transfiere a CoA.

Ácido graso + ATP + CoA ácido graso-CoA + AMP + PPi

Acil-CoA del paso de activación

Se obtienen 5ATP por ciclo de b-Oxidación

El transporte de ácidos grasos desde el citosol a la matriz mitocondrial

Reacciones de la oxidación β

Sistema de carnitina1. Activación del ácido graso en el citosol para dar ácido graso-CoA.2. Paso de ácido graso-CoA através membrana externa al espacio intermembranal El ácido intermembranal. graso se transfiere a carnitina produciendo acilcarnitina.3. Paso através membrana interna a la matriz. El ácido graso se transfiere a CoA y libera carnitina al espacio intermembranal.

Reacciones de la oxidación β

Reacciones del ciclo:1. Activación: tioquinasa

2. Dehidrogenación: acil CoA dehidrogenasa

3. Hidratación: enoil CoA hidratasa

4. Dehidrogenación: L-3-hidroxiacil CoA dehidrogenasa

5. Rompimiento: tiolasa

METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS

04/12/2023

El metabolismo de los carbohidratos consiste en:

– Digestión

– Transporte

– Almacenamiento

– Degradación

– Biosíntesis.

Síntesis de otros lípidos

TriglicéridosSe sintetizan a partir de glicerol-3-fosfatado.

FosfolípidosSe sintetizan a partir de ácido fosafatídico.

Esfingolípidos:Se sintetizan a partir de ceramida.

ESFINGOLÍPIDOS. Son componentes de las membranas celulares y abundan en el tejido nervioso. Son esteres formados por la unión del alcohol esfingosina y un ácido graso por enlace amida, dando lugar a la ceramida, a la que se une una molécular polar para completar el esfingolípido. Según la molécula polar que se una se dintinguen:

ESFINGOMIELINAS. presentan una fosforilcolina. Son abundantes en las vainas de mielina de los axones neuronales.

Un Glucocerebrósidos

Los galactocerebrosidos se sintetizan a partir de la ceramida y de la UDP-galactosa. La acumulación excesiva de glucocerebrósidos se observa en la enfermedad de Gaucher.

COLESTEROL

Constituyente vital de la membrana celular y precursor de hormonas esteroidales y sales biliares.

Es esencial para la vida pero cuando se deposita se asocia con problemas cardiovasculares e infartos.

En un individuo saludable hay un equilibrio entre síntesis, la utilización y el transporte.

Ciclopentanoperhidrofenantreno

COLESTEROL: SINTESIS

Síntesis de mevalonato a

partir de acetato.

Mevalonato se convierte en unidades isoprénicas activadas.

COLESTEROL: SINTESIS

Los isoprenos activados reaccionan entre sí para formar ISOPRENOIDES de

10 C: GERANIL-PP

15 C: FARNESIL-PP

Se condensan seis unidades isoprénicas activadas para formar escualeno.

Escualeno forma una estructura cíclica (4 anillos) y produce lanosterol el cual se convierte en colesterol.

COLESTEROL: SINTESIS

Acetato intermediario isoprenoide escualeno producto de ciclización del escualeno colesterol

Konrad Blonch

El acetil-CoA es convertido a unidades isoprenoides por una serie de reacciones que comienza con la formación de hidroximetilglutaril-CoA (HMG-CoA).

Figura: el colesterol se sintetiza a partir de unidades isoprenoides.

Colesterol y las enfermedades delcorazón

Arterosclerosis: bloqueo arterias debido a depósitos de colesterol.

Dieta y genética.

LipoproteínasQuilomicronesVLDLLDLIDLHDL

Destino de colesterol

LDL contiene colesterol y se enlaza a la célula.

LDL son degradadas en la célula.

Las partículas entran a la célula por endocitosis.Receptor regresa a la superficie.

LDL son degradadas por lisosomas.Proteína se convierte en amino ácidos.

Esteres de colesterol se hidrolizan para dar colesterol y ácidos grasos.

Colesterol es usado por la membrana.

Destino de colesterol

Colesterol libre:Colesterol no utilizado se convierte en esteres y se almacena.La producción de los esteres es catalizada por ACAT (acyl-CoA: colesterol aciltransferasa).

Colesterol libre aumenta la actividad de esta enzima.

Colesterol inhibe la síntesis y la actividad de HMGCoA reductasa.

Colesterol en la dieta detiene síntesis.

Se inhibe la síntesis de los receptores de LDL.Se inhibe el “uptake” de colesterol, aumenta el LDL en sangre y se depositan las placas de colesterol.

Colesterol libre controla:

La actividad de HMG-CoA reductasa: inhibe síntesis y actividad de HMG-CoA reductasa (feedback).Velocidad de la síntesis de los receptores de LDL : inhibe la síntesis de receptores de LDL.Velocidad de la esterificación mediante ACAT (acyl-CoA:cholesterol acyltransferase): producción de esteres de colesterol ocurre por ACAT y colesterol libre aumenta la actividad de la enzima.

Colesterol libre forma:

Precursor de la vitamina D: esencial en el metabolismo del calcio.

Precursor de las hormonas sexuales: progesterona, estrógenos y testosterona.

Precursor de las hormonas corticoesteroidales: cortisol y aldosterona.

Precursor de las sales biliares: esenciales en la absorción de algunos nutrientes lipídicos y vía principal para la excreción de colesterol corporal.

Precursor de las balsas de lípidos

Hipercolesterolemia

Ocurre por sobreproducción y/o baja utilización de LDL

Hipercolesterolemia familiar

Dieta elevada en colesterol

Formas de disminuir los niveles de colesterol

Dieta baja en colesterol.

Ingerir resinas que enlazan sales biliares: eliminación de resinas enlazadas a colesterol en heces fecales. Convierte colesterol a sales biliares (sólo disminuye niveles de colesterol en un 15-20%).

Tratamiento con inhibidores de HMGCoA reductasa: lovastatina, pravastatina y simvastatina.

Medicamentos de las estatinas

Valor Energético

NUTRIENTES

- Hidratos de Carbono: 4 Calorías (kilocalorías)

- Proteinas: 4 Calorías (kilocalorías)

- Grasas: 9 Calorías (kilocalorías)

- Alcohol 7 Calorías (kilocalorías)

I.D. Sierra: Metabolismo de los Hidratos de Carbono – Segunda Edición - 1999

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INTERRELACION CON EL CICLO DE KREBS

• Los acetilos formados en la b-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

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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 61 129