bioquimica elemental

PEDRO ARTEAGA LLACZA

La materia de los seres vivos se clasifica en dos grandes grupos:1. Compuestos

inorgánicos: Agua Sales Minerales

2. Compuestos orgánicos:

Carbohidratos Lípidos Proteínas Acidos nucleicos.

Agua• Es el más abundante de todos los compuestos de los seres vivos.• Estructura: Está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, unidos por un enlace covalente.• Entre los dipolos del agua se establecen fuerzas de atracción llamados puentes de hidrógeno, formándose grupos de 3-9 moléculas. Con ello se consiguen pesos moleculares elevados y el agua se comporta como un líquido.

• Propiedades físico-químicas del agua:a) Acción disolvente debido a la capacidad para formar puentes de hidrógeno.b) Gran fuerza de cohesión entre sus moléculas, que la convierten en un líquido casi incompresible.c) Elevada fuerza de adhesión, es responsable, junto con la cohesión, de la capilaridad.

d) Gran calor específico, por lo que puede absorber grandes cantidades de calor.e) Elevado calor de vaporización, por lo que se necesita mucha energía para romper los puentes de hidrógeno que forma.f) Elevada constante dieléctrica: por ser una molécula dipolar, es un gran medio disolvente.

• Funciones del Agua Las funciones del agua se relacionan íntimamente con las propiedades anteriormente descritas. Se podrían resumir en los siguientes puntos 1. Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas 2. Amortiguador térmico 3. Transporte de sustancias 4. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos 5. Favorece la circulación y turgencia 6. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos 7. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.

• Osmosis: tipo de difusión pasiva caracterizada por el paso de agua a través de la membrana semipermeable desde la solución más diluida a la más concentrada, hasta que las dos soluciones tengan la misma concentración.

Agua

Estructura Propiedades Funciones

•Dos atomos de H y uno de O unidos por enlace covalente.•Se forman dipolos entre los que establecen enlaces de puentes de H.

•Acción disolvente.•Gran fuerza de cohesión.•Gran fuerza de adhesión.•Gran calor específico.•Gran calor de vaporización.•Elevada constante dielectrica.

•Soporte para reacciones•Amortiguador•Transporte•Lubricante•Reactivo

Sales minerales• Los Minerales son elementos químicos imprescindibles para el normal funcionamiento metabólico. • El agua circula entre los distintos compartimentos corporales llevando electrolitos, que son partículas minerales en solución. Tanto los cambios internos como el equilibrio acuoso dependen de su concentración y distribución.

Cloruro de Sodio

COMPUESTOS ORGÁNICOS Aparte del agua, la gran

mayoría de las moléculas de una célula son compuestos de carbono, debido a que el carbono:• Tiene la capacidad de formar grandes moléculas• Su reducido tamaño y los 4 electrones de la capa externa del átomo le permiten formar 4 enlaces covalentes fuertes con otros átomos. • Se puede unir a otros átomos de C formando cadenas y anillos.• Los otros átomos abundantes en la célula ( H, O, N )también son pequeños y capaces de formar enlaces covalentes fuertes.

Hidrocarburos Son compuestos formados de C unidos a átomos de H, por esta misma razón son moléculas muy sencillas.• Compuestos alifáticos: son cadenas hidrocarbonadas que pueden ser saturadas o insaturadas.• Compuestos aromáticos: su estructura básica es un anillo de benceno.

• Compuestos heterocíclicos: son anillos que contienen un átomo diferente a C o H

Grupos funcionales• Hay otras clases de compuestos donde el C se encuentra combinado con otros átomos distintos al H, estos son:

Carbohidratos

• Llamados también hidratos de carbono o glúcidos.• Están compuestos por átomos de C, H, O, en una proporción 1:2:1, también pueden presentar algunos otros elementos.• Se clasifican en: - Monosacáridos - Disacáridos - Polisacáridos

Monosacáridos

• Son las unidades monoméricas de los carbohidratos.• Son polialcoholes y se les puede clasificar de acuerdo al número de átomos de carbono presentes en ellos: tres-triosa, cuatro-tetrosa, etc.• Los más importantes para los organismos vivos son pentosas y hexosas.

Disacáridos

• Son compuestos formados por dos residuos monosacáridos unidos por un enlace covalente llamado enlace glucosídico.

• Los disacáridos más importantes son tres: maltosa (glucosa-glucosa); lactosa (glucosa-galactosa) y sacarosa (glucosa-fructosa).

maltosa

lactosa

Polisacáridos

• Son largas cadenas de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos.

• Entre los polisacáridos biológicamente importante encontramos el almidón, el glucógeno y la celulosa.

Glucógeno

Celulosa

ROL BIOLÓGICO

• Rol energético (fuente primaria de obtención de energía a través de la respiración en los seres vivos) • Rol estructural (algunos oligosacáridos presentan roles estructurales en la membrana celular)

Hidratos de Carbono

Clasificación Funciones

Monosacáridos

Disacáridos

Polisacaridos

•Unidades monoméricas•Se clasifican de acuerdo al nº de carbonos•Los más importantes son pentosas y hexosas

•Dos monosacáridos unidos por enlace glucosídico•Los más importantes son maltosa, lactosa y sacarosa

•Largas cadenas de monosacáridos•Los más importantes son almidón, glucógeno y celulosa

•Energética•Estructural

Lípidos

• Formados por C, H, O

• Oxigeno en baja proporción

• Insolubles en agua

• Solubles en solventes apolares

Tejido adiposo

Clasificación de los lípidos

• Saponificables (si poseen ácidos grasos)A) Simples: -glicéridos -cerasB) Complejos:-fosfolípidos -glucolípidos

• Insaponificables (no poseen ácidos grasos) -Terpenos -Esteroides -Prostaglandinas

Ácidos Grasos• Ácidos carboxílicos alifáticos

• Cadena de longitud variable

• La cadena puede ser

*saturada

*insaturada

Ácidos grasos saturados• Su fórmula general es:

CH3-(CH2)n-COOH Algunos ejemplos importantes son: -ácido ascético         CH3 –COOH -ácido butírico          CH3-(CH2)2-COOH   /n=2

-ácidoláurico            CH3-(CH2)10-COOH    /n=10

-ácido palmítico       CH3-(CH2)14-COOH      /n=14 -ácido esteárico        CH3-(CH2)16-COOH    /n=16

Ácidos grasos insaturados

• Se clasifican según el número de los dobles enlaces presentes:

1) Grupo del ácido oleico, con un doble enlace:

              CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH

2) Grupo del ácido linólico o linoleico, con dos dobles enlaces (poliinsaturado).               CH3-(CH2)4-CH=CH-CH=CH-(CH2)7-COOH

3) Grupo del ácido linolénico, con tres dobles enlaces (poliinsaturado).               CH3-(CH2-CH=CH)3-(CH2)7-COOH

Propiedades de los ácidos grasos importantes en fisiología

- Solubilidad

- Esterificación

- Saponificación

LÍPIDOS SAPONIFICABLES

A) LÍPIDOS SIMPLES

- Glicéridos

• Unión entre un alcohol con 3 grupos OH, llamado glicerol y ácidos grasos, a través de síntesis por deshidratación.

Triglicéridos

• Acumulan una cantidad de energía muy superior a la contenida por carbohidratos y proteínas.

Ceras

• Impermeabilidad al agua

• Consistencia firme

B) LÍPIDOS COMPLEJOS

-Fosfolípidos

• Lípidos anfipáticos*porción hidrofílica (glicerol)

*porción hidrofóbica (ácido graso)

• Micelas

• Emulsiones

-Glucolípidos

• Receptores en neuronas

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES

-Terpenos• Esencias vegetales

• Vitaminas

• Pigmentos vegetales

-Esteroides

Esteroides de importancia biológica• Colesterol

• Ergosterol

• Hormonas esteroidales

*Hormonas sexuales

• Hormonas suprarrenales

• Prostaglandinas

Rol biológico de los lípidos

• Membranas biológicas (bicapas lipídicas)

• Reserva de energía

• Aislante térmico

• Hormonas

• Vitaminas

• Mielina (en tejido nervioso)

• Formación de sales biliares

• Son moléculas constituidas por C, H, O, N, y en algunos casos poseen átomos de azufre.

Proteínas

Aminoácidos

• Son las unidades monoméricas de las proteínas.• Formados por un grupo amino de características básicas y un grupo carboxilo con propiedades ácidas. • Existen 20 aminoácidos comunes a los seres vivos.

Aminoácido

• Los aminoácidos se unen entre si a través de un enlace covalente entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del otro, con pérdida de una molécula de agua, a esta unión se le llama enlace peptídico.

Enlace Peptídico

Estructura de las proteínas• La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. • Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.

Estructura Primaria• La estructura primaria es la secuencia de aa. de la proteína. • Nos indica qué aas. componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aas. se encuentran.

• La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.

• Es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio.

• Los aminoácidos, a medida que van siendoenlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.

Estructura Secundaria

•

1. la a(alfa)-hélice

2.la conformación beta

Existen 2 tipos de estructura secundaria

• Informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular. • Lo anterior facilita la solubilidad agua y así realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc.

Estructura Terciaria

• Esta estructura informa de la unión , mediante enlaces débiles ( no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico.

• Cada una de estas cadenas

polipeptídicas recibe el nombre de protómero.

Estructura Cuaternaria

Propiedades de las Proteínas

•Especificidad. - Cada una realiza una determinada función (por una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia)

-Poseen una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia,por lo que un cambio en la estructura de la proteína puede significar una pérdida de la función.

• Desnaturalización - Pérdida de la estructura terciaria ( por ruptura de puentes que forman la estructura).

- Se puede producir por cambios de temperatura,variaciones del pH.

- En algunos casos este proceso se puede revertir a través del

mecanismo de renaturalización, de esta forma las proteínas pueden recuperar su funcionalidad.

Clasificación de las Proteínas

Se clasifican en :• Holoproteínas o proteínas simples Son aquellas compuestas solo por aminoácidos.

• Heteroproteínas o Proteínas conjugadas • Formado por aminoácidos y por un grupo no proteico, llamado grupo prostético y que puede ser otra biomolécula o un metal (glicoproteína, glucoprotrína, etc.) Hemoglobina, que posee

un átomo de Fe en su estructura

Funciones y ejemplos de proteínas •EstructuralGlucoproteínas que forman parte de las membranas. Histonas que forman parte de los cromosomas Colágeno, del tejido conjuntivo fibroso. Elastina, del tejido conjuntivo elástico. Queratina de la epidermis.                   

• Enzimática - Son las más numerosas y especializadas. - Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas.

•Hormonal - Insulina y glucagón - Hormona del crecimiento - Calcitonina - Hormonas tropas

Acción hormonal en céls. lejanas.

•Defensiva- Inmunoglobulina - Trombina

- Fibrinógeno

•Transporte- Hemoglobina - Hemocianina - Citocromos

Inmunoglobulina G

Transporte de protones a través de mbs.

•De Reserva - Ovoalbúmina, de la clara de huevo - Gliadina, del grano de trigo - Lactoalbúmina, de la leche

LÍPIDOS

Compuestos orgánicos de importancia biológica, de muy baja solubilidad en agua. Son las principales formas de almacenamiento energético y constituyentes de membranas biológicas. Constituyen un grupo químicamente diverso que se clasifican de acuerdo a sus estructuras apolares

Funciones.

1:- Depósito energético.2:- Estructuran membranas biológicas.3:- Actuar como cofactores enzimáticos4:- Transportadores electrónicos.5:- Agentes emulsionantes.6:- Hormonas liposolubles.7:- Mensajeros intracelulares.8:- Aislante térmico.9:- Intermediarios metabólicos.

Clasificación.

1:- Lípidos simples. (Saponificables)

2:- Lípidos complejos. (Saponificables)

3:- Lípidos derivados. (No saponificables)

Acidos grasos.

Son ácidos carboxílicos formados principalmente

de largas cadenas hidrocarbonadas de 4 a 36 átomos de

carbono. Según su estructura covalente pueden ser

clasificados en ácidos grasos saturados (sin dobles enlaces)

o insaturados (con dobles enlaces) y sin ramificaciones. Ej:

Ac. Palmático (16:0) y Ac. Oleíco (18:1).

Características.

1:- Los más abundantes presentan número par de átomos de carbono.2:- En los ácidos grasos monoinsaturados el doble enlace se encuentra entre los C 9 y 10 y en los polinsaturados entre los C 12 y 15. Preferentemente con una configuración Cis.3:- La cadena hidrocarbonada apolar explica la escasa solubilidad de los ácidos grasos en agua.4:- El punto de fusión es dependiente de la longitud y grado de saturación de la cadena hidrocarbonada.

Características.

5:- A temperatura ambiente los ácidos grasos saturados (12 - 14 C) presentan consistencia cerea y los insaturados son líquidos oleosos.

6:- En los ácidos grasos saturados la rotación libre

alrededor de cada enlace C - C, otorga flexibilidad a la

cadena hidrocarbonada.

7:- La conformación más estable es la extendida, donde el

impedimento estérico entre átomos vecinos se reducen al

mínimo

Características.

8:- Los ácidos grasos saturados pueden empaquetarse en ordenamientos cristalinos.

9:- Un doble enlace Cis provoca un doblamiento en la cadena hidrocarbonada. Mientras que, los ácidos grasos poliinsaturados no pueden empaquetarse fuertemente.

10:- Los ácidos grasos insaturados presentan puntos de fusión más bajos que los ácidos grasos saturados de la misma longitud de cadena.

Acidos grasos esenciales.

Son ácidos grasos que se precisan en la dieta de los

animales. Son sintetizados por los vegetales. Ej: Ácidos

linoléico y gama linolénico. Su carencia en los animales

produce escamaciones en la piel, caída del cabello y

finalmente la muerte.

Triacilgliceridos

Corresponden a los lípidos más simples y que

químicamente se representan por ésteres de ácidos grasos y

glicerol. Están constituidos por tres ácidos grasos que

esterífican a una molécula de glicerol. Ej: Tripalmitina,

Treoleina.

Funciones.

En la mayor parte de las células eucarióticas los triacilgliceridos actúan, como depósito de combustible metabólico. En el citoplasma de la mayor parte de las células los triacilglicéridos conforman gotículas oleosas. En células especializadas (adipócitos) se almacenan en forma de gotículas de grasas que ocupan un gran volumen de la célula. Se almacenan también en las semillas de los vegetales.

Características.

1:- Los átomos de carbono de los ácidos grasos están más reducidos que los azúcares. Por tanto, su oxidación proporciona el doble de la energía que los glucidos.

2:- Por su estructura hidrofóbica no se hidratan, por tanto

transportan combustible en forma de grasa sin el peso extra

del agua de hidratación, que se presenta asociada con los

polisacáridos.

Características.

3:- Los enlaces éster de los triacilgliceridos son susceptible de hidrólisis por ácidos y alcális. El calentamiento de las grasas animales con NaOH y KOH produce glicerol y sales de Na o K de los ácidos grasos, “jabones”.

4:- A pH neutro, las lipasas catalizan la hidrólisis enzimática de los triacilgliceridos.

Ceras.

Son ésteres de ácidos grasos de cadena larga saturados e insaturados (14 - 36 C) con alcoholes de cadena larga (16 - 30 C). Sus puntos de fusión (60 - 100ºC) son más elevados que el de los triacilgliceridos. Constituyen la reserva energética en el zooplacton. Por su consistencia se encuentra en la piel, hojas y frutos. Ej: Lanolina: cera de hoja, aceite de espermacite (ballenas), son utilizadas en la fabricación de perfumes y lociones.

Fosfoacilgliceridos.

Constituyentes principales de las membranas

biológicas en células animales, vegetales y bacterianas.

Estructurados por una molécula de glicerol, dos ácidos

grasos y una molécula de ácido fosfórico. Se asignan como

fosfátidos, fosfolípidos y glicerofosfolípidos

Características.

1:- Uno de los OH primarios de la glicerina se halla esterifícado por el ácido fosfórico.

2:- Presenta una cabeza polar y una cola hidrofóbica, otorgándoles el carácter anfipático o polares.

3:- Son heterogéneos respecto del tamaño, forma y carga eléctrica de sus grupos de cabeza polar.

4:- Presentan un ácido graso saturado y otro insaturado.

5:- El ácido fosfatídico es un intermediario en la síntesis de los fosfolípidos. Ej: Fosfatidil-etanolamina, fosfatidil-colina.

Propiedades.

1:- Son sólidos, blancos de consistencia cerea. Su exposición al aire se oscurecen y tienden a oxidarse, debido a la tendencia de sus ácidos grasos no saturados a peroxidarse por el oxígeno atmosférico.2:- Son solubles en solventes apolares.3:- A pH 7.0 presentan carga negativa en el grupo fosfato. (El pK del grupo se encuentra entre 1 y 2).4:- La fosfatidil - etanolamina y fosfatidil - colina presentan carga positiva a pH 7.0. Por tanto son iones híbridos bipolares (sin carga neta).

Propiedades.

5:- La hidrólisis alcalina produce la liberación de ambos ácidos grasos y del alcohol de cabeza (fosfato de glicerilo).

6:- La acción de fosfolipasas específicas permiten una hidrólisis selectiva de los fosfolípidos. Ej: Fosfolipasas A1, A2 y C

Esfingolípidos.

Componentes importantes de las membranas

biológicas. Se encuentran estructurados por tres elementos:

Una molécula de esfingosina o una base derivada, una de

ácido graso y un grupo de cabeza polar.

Esfingosina.

Corresponde a uno de los 30 aminoalcoholes de cadena larga. En mamíferos las bases principales son la esfingosina y la dihidroesfingosina. En vegetales superiores y levaduras es la fitoesfingosina y en invertebrados es el 4,8 - esfingadieno (base doblemente insaturada). La esfingosina se une por enlace amida entre su grupo amino a un ácido graso de cadena larga saturado o monoinsaturado de 18 - 26 carbonos. El complejo resultante se asigna como ceramida.

Esfingomielinas.

Esfingolípidos más abundantes en los tejidos de los animales superiores. Contienen fosfatidil - etanolamina o fosforil - colina, como grupos de cabeza polar, que estrifican el grupo OH primario de la ceramida. A pH 7.0 son iones híbridos.

Glucoesfingolipidos neutros.

Esfingolípidos formados por una o más restos de azúcar neutro como grupo de cabeza polar (por tanto sin carga). Los cerebrósidos que se presentan en el cerebro y el sistema nervioso contiene D - galactosa y se asignan como galacto - cerebrósidos. En el tejido no neural de los animales se presenta la glucosa, asignándose como glucocerebrósidos. Los que se clasifican basados en la identidad del azúcar unido a la ceramida.

Sulfátidos.

Esteres sulfúricos de los galacto - cerebrósidos

presentes en el tejido cerebral. Contienen ácidos entre 22 -

26 átomos de carbono.

Glucoesfingolipidos ácidos.

Conocidos como gangliósidos. Sus grupos de cabeza polisacárida contienen uno o más restos de ácido siálico. Otorgando una carga neta negativa a pH 7,0. El ácido siálico más abundante en los gangliósidos humanos es el ácido N - acetilneuramínico. Los gangliósidos se presentan en la materia gris del cerebro. Se han identificado 20 tipos diferentes de gangliósidos que difieren en el número y en las posiciones relativas de los restos de hexosa y de ácido siálico.

Funciones de gangliósidos.

1:- Participan en la transmisión del impulso nervioso, a través de las sinapsis.

2:- Presentes en los centros receptores para la acetilcolina y otros neurotransmisores.3:- Especificidad de grupo sanguíneo, órganos y tejidos.

4:- Implicados en la inmunidad de los tejidos y en los centros de reconocimiento célula - célula.

Lípidos derivados (No saponificables).

Estos lípidos no contienen ácidos grasos. Se

presentan en en las células y en los tejidos en cantidades

menores que los otros lípidos. Presentan funciones como

vitaminas, hormonas y otras biomoléculas solubles en las

grasas. Ej: terpenos y esteroides.

Terpenos.

Constituidos por unidades múltiples del hidrocarburo

de cinco átomos de carbonos, llamado isopreno (2-metil-1,3

butadieno). Los terpenos que contienen 2 unidades de

isoprenos se asignan como monoterpenos, los que contienen

3 como sesquiterpenos y los con 4, 6 y 8 unidades como di,

tri y tetraterpenos, respectívamente.

Características.

1:- Pueden ser moléculas lineales o cíclicas.

2:- Los enlaces dobles predominantes son trans, excepto en

la vitamina A y el precursor del beta-caroteno, donde son

cis.

3:- Abundan en los vegetales. Presentan olores o sabores y componentes esenciales obtenidos de plantas.

4:- Entre los monoterpenos: genariol, limoneno, mentol,

pineno y alcanfor.

Características.

5:- Entre los sesquiterpenos encontramos el farnesol. Entre los diterpenos se halla el fitol. Triterpenos está el escualeno, precursor importante en la síntesis del colesterol.

6:- Entre los terpenos superiores se incluye los carotenoides que corresponden a hidrocarburos tetraterpénicos y sus derivados oxigenados.

7:- Entre los terpenos más importantes tenemos las vitaminas A, E y K.

Esteroides.

Derivados del hidrocarburo tetracíclico saturado perhidrociclopentanofenantreno. Difieren en número y en la posición de sus dobles enlaces. Los principales puntos de saturación son en el C 3 del anillo A, C 11 del anillo C y C 17 del anillo D.

Características.

1:- Todos los esteroides se originan, a partir del escualeno (terpeno líneal que se cicla con facilidad). Posteriormente se origina el lanosterol, precursor del colesterol en los tejidos animales.

2:- El colesterol se funde a 150ºC, es insoluble en agua

y se encuentra en las membranas biológicas. El lanosterol

se encuentra en la cubierta cerea de la lana.

Prostaglandinas.

Derivado de los ácidos grasos que presentan una gran variedad de actividades biológicas de naturaleza hormonal o reguladora. Se descubrieron en 1930 en el plasma seminal de carácter ácido y liposoluble. Concentraciones muy bajas producen disminución de la presión sanguínea y estimula la contracción de la musculatura lisa.

Se originan producto de la ciclación de ácidos grasos insaturados de 20 carbonos, como el ácido araquidónico. Se clasifican según los sustituyentes, en el número de dobles enlaces y a la estructura de la cadena lateral.

Lípidos

LIPIDOSCLASIFICACIÓNY PROPIEDADES

GLICERIDOS

REACCIONES Y APLICACIONESDE LOS GLICERIDOS

LIPIDOS COMPUESTOS

Palmáceas

Lípidos

LIPIDOSCLASIFICACIÓNY PROPIEDADES

GLICERIDOS

REACCIONES Y APLICACIONESDE LOS GLICERIDOS

LIPIDOS COMPUESTOS

¿Que es un lípido?

Son los derivados reales ó potenciales de los ácidos grasos y substancias relacionadas.

Clasificación y propiedades

H-(CH2)n -CO-O- R

Normalmente n es impar y comprendido entre 5 y 23

Clasificación según su complejidad:

Lípidos sencillos

Son ésteres de ácidos grasos y alcoholes

Lípidos compuestos

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

Clasificación y propiedades

A) Glicéridos B) Ceras

A) Fosfolípidos B) Glucolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

Clasificación según su complejidad:

Lípidos sencillos

Son ésteres de ácidos grasos y alcoholes

Lípidos compuestos

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

Clasificación y propiedades

A) Glicéridos B) Ceras

A) Fosfolípidos B) Glicolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

A) Glicéridos

Son ésteres de ácidos grasos y glicerina

A) Glicéridos

Son ésteres de ácidos grasos y glicerina

H-(CH2)n -CO-O- CH2

H-(CH2)n´ -CO-O- CH

H-(CH2)n¨ -CO-O- CH2

Clasificación según su complejidad:

Lípidos sencillos

Son ésteres de ácidos grasos y alcoholes

Lípidos compuestos

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

Clasificación y propiedades

A) Glicéridos B) Ceras

A) Fosfolípidos B) Glicolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

B) Ceras B) Ceras

Funden entre 40 y 120ªC

Cera de abejas: 70 A 80% ESTERES

12 A 15 % ACIDOS LIBRES

10 A 16 % HIDROCARBUROS

H-(CH2)n -CO

H-(CH2)n´ - O n´ de 19 a 31

n de 12 a 20

Clasificación según su complejidad:

Lípidos sencillos

Son ésteres de ácidos grasos y alcoholes

Lípidos compuestos

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

Clasificación y propiedades

A) Glicéridos B) Ceras

A) Fosfolípidos B) Glicolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

A) Fosfolípidos

A) Fosfolípidos fosfátidos fosfoglicéridos

Esteres de ácidos grasos y ácido fosfórico

CH2 - O -CO -(CH2)n -H

H-(CH2)n´ -CO-O- CH

O-H

O

CH2 -O- P-O-X

Clasificación según su complejidad:

Lípidos sencillos

Son ésteres de ácidos grasos y alcoholes

Lípidos compuestos

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

Clasificación y propiedades

A) Glicéridos B) Ceras

A) Fosfolípidos B) Glicolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

B) Glicolípidos

B) Glucolípidos Glucosilglicéridos

Esteres de ácidos grasos y glucósidos de la glicerina

CH2 - O -CO -(CH2)n -H

H-(CH2)n´ -CO-O- CH2CH

CHOH

CH -O- CH2

CHOHCHOH-CHOH

O

Clasificación según su complejidad:

Lípidos sencillos

Son ésteres de ácidos grasos y alcoholes

Lípidos compuestos

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

Clasificación y propiedades

A) Glicéridos B) Ceras

A) Fosfolípidos B) Glicolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidosC) Esfingolípidos y otros lípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

Derivados de esfingosina

CH3 -(CH2)12 -CH=CH-CH-CH- CH2

NH-X

O- YHO

(X=Y=H)

Ejemplo

CeramidasX=-COR

Y=H

Solubilidad en agua:

AnfipáticasDependiendo del balance hidrófobo/hidrófilo pueden ser:

InsolublesInsolubles , Solubles y EsponjadasSolubles y EsponjadasInsolublesInsolubles: Los que contienen pocos grupos polares, no interaccionan con el grueso de la fase acuosa, se asocian y

ni se suspenden ni se emulsionan en agua.

Se orientan en interfases aire -agua ó aceite -agua y permanecen siempre separados de la fase acuosa.

Mono capas con las cadenas hacia fuera de la disolución.

Ejemplos: Di y triglicéridos, alcoholes alifáticos, esteroles, colesterol y ácidos grasos totalmente protonados

Clasificación y propiedades

Solubilidad en agua:

SolublesSolubles Las que contienen grupos polares, tienen una solubilidad

finita en agua.

A bajas concentraciones forman disoluciones moleculares.

Ejemplos: Jabones y detergentes iónicos, acidos fosfatídicos.

A mayor concentración que su solubilidad se forman micelas

Clasificación y propiedades

Solubilidad en agua:

EsponjadasEsponjadasSon lípidos polares que permanecen asociados al

hidratarse.El agua rodea las cabezas polares pero las cadenas

permanecen asociadas.

Ni a concentraciones muy bajas se disuelven ni forman micelas, ni hay intercambios.

A la temperatura de Krafft pasan directamente a fases liquido cristalinas (laminar, cilíndrica ó cúbica).

Estos liquido-cristalinos lechosos pueden dispersarse en agua con ultrasonidos, dando líquidos clarificados que se

les conoce como miceloides

Clasificación y propiedades

LIPIDOSCLASIFICACIÓNY PROPIEDADES

GLICERIDOS

REACCIONES Y APLICACIONESDE LOS GLICERIDOS

LIPIDOS COMPUESTOS

Fuentes naturalesGLICERIDOS

Palmáceas Coco

Olivo

Girasol

Fuentes naturalesGLICERIDOS

CacahueteAlgodón

Fuentes naturalesGLICERIDOS

Colza

Lino

Soja

Fuentes naturalesGLICERIDOS

Pescado (Bacalao)

Fuentes naturalesGLICERIDOS

Manteca (Cerdo)

Fuentes naturalesGLICERIDOS

Producción mundialAceites y grasas

Producción Mundial10,5

9,21

3,91

4,962,16

3,52,2

6,916,0717

6,66

1,27

4,37

21,4Soja

Palma

SeboPescado

Otros

Colza

Girasol

Algodón

CacahueteOliva

CocoSemilla Palma

MantequillaManteca de cerdo

CLASIFICACIÓNGLICERIDOS

Según los ácidos grasos

Según el grado de esterificación

A) Hologlicéridos

(los 3R-COOH iguales)

B) Heteroglicéridos

(Con R-COOH diferentes)

A) monoglicéridos B) Diglicéridos

C) Triglicéridos

CLASIFICACIÓNTRIGLICERIDOS

Según sean líquidos ó sólidos

Son los triglicéridos naturales tanto de origen animal como vegetal

Según el grado de insaturación

A) Aceites B) Grasas

A)Saturados B) Insaturados

Aceites y grasas

CLASES DE ACIDOS GRASOS TRIGLICERIDOS

Representación de un Ácido grasoAceites y grasas

Ácidos grasos constituyentesAceites y grasas

Hexanoico

H-(CH2)5 -CO-O- H Coco -- 0,8%

Aceite de

OctanoicoCoco -- 5,5 a 9,9%

Aceite de

Palma -- 3 a 4%H-(CH2)7 -CO-O- H

LauricoCoco -- 44 a 52%

Aceite de

Palma -- 46 a 52%H-(CH2)11 -CO-O- H

Caprico

H-(CH2)9 -CO-O- H Coco -- 4,4 a 9,5%

Aceite de

Palma -- 3 a 7%

Ácidos grasos constituyentesAceites y grasas

Miristico

H-(CH2)13 -CO-O- HAlgodón -- 0,5%

Aceite de

Palma -- 14 a 17%

Soja -- 14%

Coco -- 13 a 19%Sésamo -- 0,1%

Palmítico

H-(CH2)15 -CO-O- HAlgodón -- 21,9%

Aceite de

Palma -- 6,5 a 9%

Soja -- 14%

Coco -- 7,5 a 10,5%Sésamo -- 8,2 a 9,4%

Ácidos grasos constituyentesAceites y grasas

Importancia biológicaAceites y grasas

Reserva de agua Al poseer un grado de reducción mucho mayor el de los hidratos de carbono, la combustión aerobia de los lípidos produce una gran cantidad de agua (agua metabólica). En animales desérticos, las reservas grasas se utilizan principalmente para producir agua ( la joroba de camellos y dromedarios)

Importancia biológicaAceites y grasas

Protección de pérdidas de calorLos triglicéridos se depositan subcutáneamente en los animales de sangre caliente.

También los animales marinos

tienen grasas para protegerse de pérdidas de calor

Importancia biológicaAceites y grasas

FUNCIÓN ENERGÉTICA constituyen la reserva energética de uso tardío o diferido del organismo y representan una forma compacta y anhidra de almacenamiento de energía, pueden metabolizarse en presencia o en ausencia de oxígeno, los lípidos sólo pueden metabolizarse aeróbicamente

Importancia biológicaAceites y grasas

FUNCIÓN ESTRUCTURAL Las células, a su vez, están rodeadas por otro medio acuoso que tienen una parte de la molécula de tipo hidrofóbico y otra parte de tipo hidrofílico. En medio acuoso, estos lípidos tienden a auto estructurarse formando la bicapa lipídica de la membrana plasmática que rodea la célula.

LIPIDOSCLASIFICACIÓNY PROPIEDADES

GLICERIDOS

REACCIONES Y APLICACIONESDE LOS GLICERIDOS

LIPIDOS COMPUESTOS

REACCIONES Y APLICACIONES

Aceites y grasas

APLICACIONES

- Jabones y detergentes Saponificación

REACCIONES Y APLICACIONES

Aceites y grasas

SAPONIFICACION

R-CO-O-R´ + H2O + CaO

(R-CO-O)2 Ca + R´-OH

Método de Krebisch (En España a gran escala)

1- Saponificación Con agua de cal da jabón cálcico y aguas glicerinosas.2- Maduración Separar aguas glicerinosas3- Lavado Elimina glicerina que pudiera quedar4- Ebullición con NaOH Se obtiene jabón sódico (de grano) y precipita carbonato cálcico que se separa por la parte inferior de la cuba.

REACCIONES Y APLICACIONES

Aceites y grasas

SAPONIFICACION

R-CO-O-R´ + H2O + CaO

(R-CO-O)2 Ca + R´-OH

Tipos de jabonesSegún tipo de procesamiento del jabón sódico-Batido con aire (Para que flote)-Adición de perfumes y colorantes-Adición de germicidas-Adición de alcohol (Para hacerlo transparente))-Jabón potásico (Jabón blando)

REACCIONES Y APLICACIONES

Aceites y grasas

LIPIDOS

CLASIFICACIÓNY PROPIEDADES

GLICERIDOS

REACCIONES Y APLICACIONESDE LOS GLICERIDOS

LIPIDOS COMPUESTOS

LIPIDOS

LIPIDOS COMPUESTOS

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

A) Fosfolípidos

B) Glucolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

FOSFOLIPIDOS

LIPIDOS COMPUESTOSLIPIDOS COMPUESTOS

IMPORTANCIA BIOLOGICA- Componentes esenciales de membranas celulares- Implicados en procesos como:

transporte activo

coagulación de la sangre

enfermedades de sistema nervioso

cancer

- Punto de fusión de una parte de la molécula (cadena)

inferior al de fusión normal.

FOSFOLIPIDOS

LIPIDOS COMPUESTOSLIPIDOS COMPUESTOS

MEMBRANAS - Movilidad por IR y R.M.N.

FOSFOLIPIDOS

LIPIDOS COMPUESTOSLIPIDOS COMPUESTOS

MEMBRANAS - Movilidad por IR y R.M.N.

FOSFOLIPIDOS

LIPIDOS COMPUESTOSLIPIDOS COMPUESTOS

MEMBRANAS - Movilidad por IR y R.M.N.

LIPIDOS COMPUESTOS

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

A) Fosfolípidos

B) Glucolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

GLUCOLIPIDOS

LIPIDOS COMPUESTOSLIPIDOS COMPUESTOS

GLICOSIL-GLICERIDOS

CH2 - O -CO -(CH2)n -H

H-(CH2)n´ -CO-O- CH2CH

CHOH

CH -O- CH2

CHOHCHOH-CHOH

O

LIPIDOS COMPUESTOS

Contienen otros compuestos distintos de ácidos grasos y alcoholes

A) Fosfolípidos

B) Glucolípidos

C) Esfingolípidos y otros lípidos

ESFINGOLIPIDOS

LIPIDOS COMPUESTOSLIPIDOS COMPUESTOS

ESFINGOSINA

CH3 -(CH2)12 -CH=CH-CH-CH- CH2

NH-X

O- YHO

(X=Y=H)

- Esfingosina y dihidro esfingosina, en grasas animales, tejidos del páncreas, cerebro y medula espinal

- Es el producto del metabolismo lento de esfingolípidos

ESFINGOLIPIDOS

LIPIDOS COMPUESTOSLIPIDOS COMPUESTOS

Ha finalizado la EXPOSICION

Muchas gracias por su atención

Lípidos

Digestión y Absorción de LípidosDigestión y Absorción de LípidosGeneralidadesGeneralidades

Los lípidos dietarios son importante fuente de energía,Los lípidos dietarios son importante fuente de energía,aportan ácidos grasos esenciales y vitaminas y aportan ácidos grasos esenciales y vitaminas y son precursores de varios derivados lipídicosson precursores de varios derivados lipídicos

Fuente de lípidos para digestión y absorción:Fuente de lípidos para digestión y absorción:EXÓGENOEXÓGENO ENDÓGENO ENDÓGENO

TriglicéridosTriglicéridos 100-150 g/día 20-30 100-150 g/día 20-30 g/día g/día FosfolípidosFosfolípidos 1-2 g/día 1-2 g/día 10-20 g/día 10-20 g/día

ColesterolColesterol 0.3-0.5 g/día 0.3-0.5 g/día 1-1.5 1-1.5 g/díag/día

La eficiencia de absorción depende del tipo de lípidos:La eficiencia de absorción depende del tipo de lípidos:> 95% para triglicéridos y fosfolípidos, pero sólo> 95% para triglicéridos y fosfolípidos, pero sólo30-60% para colesterol30-60% para colesterol

La etapa digestiva requiere una interfase hidróbica-La etapa digestiva requiere una interfase hidróbica-hidrofílica hidrofílica

Estructura de los LípidosEstructura de los Lípidos

TRIGLICÉRIDOSTRIGLICÉRIDOS

CC1414-C-C2222 C C66-C-C1212, <C, <C66

PUFA en posición PUFA en posición

FOSFOLÍPIDOSFOSFOLÍPIDOS

CC

CC OO

HH

HH

CCHH

HH

HH

OO

OO

CC (CH(CH22))nn

OOCHCH33

CC (CH(CH22))nn

OOCHCH33

CC (CH(CH22))nn

OOCHCH33

R = colina, serina, R = colina, serina, etanolamina, inositoletanolamina, inositol

CC

CC OO

HH

HH

CCHH

OO

OO

CC (CH(CH22))nn

OOCHCH33

CC (CH(CH22))nn

OOCHCH33

PP O RO ROO

HH

HH

OO

Estructura de los LípidosEstructura de los Lípidos(cont.)(cont.)

COLESTEROLCOLESTEROL

COLESTEROL ÉSTERCOLESTEROL ÉSTER

HO

OOCC(CH(CH22))nn

OOHH33CC

Digestión y Absorción de los LípidosDigestión y Absorción de los Lípidos

Eventos LuminalesEventos Luminales Eventos MucososEventos Mucosos

EmulsificaciónEmulsificación

LipólisisLipólisis

SolubilizaciónSolubilizaciónMicelarMicelar

DifusiónDifusión

CaptaciónCaptación

ResíntesisResíntesislipídicalipídica

Formación deFormación dequilomicromesquilomicromes

Secreción a linfaSecreción a linfa

Tipos de Digestión de los LípidosTipos de Digestión de los Lípidos

Tipo ITipo I: : Sólo solubilización micelarSólo solubilización micelarColesterol y vitaminas liposolubles (D,E,K,A)Colesterol y vitaminas liposolubles (D,E,K,A)

Tipo IITipo II: : Sólo hidrólisisSólo hidrólisisTriglicéridos con ácidos de cadena medianaTriglicéridos con ácidos de cadena mediana(MCFA, C(MCFA, C66-C-C1212) (p.e.: aceite de coco)) (p.e.: aceite de coco)

Tipo IIITipo III: : Hidrólisis y solubilización micelarHidrólisis y solubilización micelarTriglicéridos, fosfolípidos y ésteres de co- Triglicéridos, fosfolípidos y ésteres de co- lesterol con ácidos grasos de cadena largalesterol con ácidos grasos de cadena larga

Esquema General de la Digestión LipídicaEsquema General de la Digestión Lipídica

TG-LCFA, TG-MCFATG-LCFA, TG-MCFAFOSFOLÍPIDOS, COL-ÉSTERESFOSFOLÍPIDOS, COL-ÉSTERES

MCFAMCFA

LCFA, Liso-FL, COL LCFA, Liso-FL, COL

LCFA, LisoFLLCFA, LisoFL COL, Vit. D,E,K,ACOL, Vit. D,E,K,A

LIPÓLISISLIPÓLISIS

SOLUBILIZACIÓNSOLUBILIZACIÓNMICELARMICELAR

COLCOLVit. D,E,K,AVit. D,E,K,A

ABSORCIÓNABSORCIÓN

Digestión y Absorción de los LípidosDigestión y Absorción de los Lípidos

Eventos LuminalesEventos Luminales

EmulsificaciónEmulsificación

LipólisisLipólisis

SolubilizaciónSolubilizaciónMicelarMicelar

DifusiónDifusión

Digestión de TriglicéridosDigestión de TriglicéridosFasesFases

Fase GástricaFase GástricaEmulsificación mecánicaEmulsificación mecánicaLipólisis enzimática por Lipólisis enzimática por lipasa gástricalipasa gástrica

Fase IntestinalFase Intestinal Eventos LuminalesEventos Luminales: digestión (: digestión (lipasa pan-lipasa pan-

creática, lipasa activada por SBcreática, lipasa activada por SB), ), solubilización micelar, difusiónsolubilización micelar, difusión

Eventos MucososEventos Mucosos: captación, resíntesis, : captación, resíntesis, lipídica, formación de quilomicromes, lipídica, formación de quilomicromes, secreción linfáticasecreción linfática

Digestión de TriglicéridosDigestión de TriglicéridosFase GástricaFase Gástrica

EmulsificaciónEmulsificaciónCausada por peristalsis contra píloro cerradoCausada por peristalsis contra píloro cerradoEmulsión de partículas lipídicas < 2 nm: Emulsión de partículas lipídicas < 2 nm:

aumenta razón superficie/volumenaumenta razón superficie/volumen

DigestiónDigestión Lipasa gástrica es resistente a pepsina y Lipasa gástrica es resistente a pepsina y

funciona a amplio rango de pH (pH 2-6)funciona a amplio rango de pH (pH 2-6)Lipasa actúa sobre enlace éster Lipasa actúa sobre enlace éster generando generando

ácidos grasos libres y diglicéridosácidos grasos libres y diglicéridosDa cuenta de 10-30% de la digestión lipídica Da cuenta de 10-30% de la digestión lipídica

CC

CC OO

HH

HH

CCHH

HH

HH

OO

OO

CC (CH(CH22))nn

OO

CHCH33

CC (CH(CH22))nn

OOCHCH33

CC (CH(CH22))nn

OO

CHCH33

CC

CC

HOHO

HH

HH

CCHH

HH

HH

OO

HOHO

CC (CH(CH22))nn

OO

CHCH33

CC (CH(CH22))nn

OOCHCH33

CC (CH(CH22))nn

OO

CHCH33

HH

HH

LipasaLipasaPancreáticaPancreática

pH 6-7pH 6-7

TriglicéridosTriglicéridos

Monoglicéridos y ÁcidosMonoglicéridos y ÁcidosGrasos LibresGrasos Libres

Lipólisis de Triglicéridos porLipólisis de Triglicéridos porAcción de Lipasa PancreáticaAcción de Lipasa Pancreática

Insolubles en micelasInsolubles en micelas Solubles en micelasSolubles en micelas

Propiedades de la Lipasa PancreáticaPropiedades de la Lipasa PancreáticaPrincipal enzima en la digestión de triglicéridosPrincipal enzima en la digestión de triglicéridos, la , la

cual es casi completa en el yeyuno proximalcual es casi completa en el yeyuno proximal

Se secreta en forma activaSe secreta en forma activa (no como proenzima) y (no como proenzima) y funciona a un funciona a un pH óptimo 6-7pH óptimo 6-7 en presencia de en presencia de colipasacolipasa

Actúa rápidamente en interfase hidrofóbica/hidrofílicaActúa rápidamente en interfase hidrofóbica/hidrofílica de la emulsión de grasade la emulsión de grasa

Se estabiliza en interfase aceite-agua por acción de Se estabiliza en interfase aceite-agua por acción de la colipasa y ácidos grasos libresla colipasa y ácidos grasos libres

Se secreta en excesoSe secreta en exceso y sólo una reducción a y sólo una reducción a 10% 10% de nivel normal puede causar malabsorciónde nivel normal puede causar malabsorción

Propiedades Funcionales de Propiedades Funcionales de la Lipasa Activable por Sales Biliaresla Lipasa Activable por Sales Biliares

Origen pancreáticoOrigen pancreático

Hidroliza una gran variedad de lípidosHidroliza una gran variedad de lípidos, aunque , aunque es menos eficiente que la lipasa pancreáticaes menos eficiente que la lipasa pancreática

Se activa por cambio conformacional que Se activa por cambio conformacional que requiere la presencia de sales biliaresrequiere la presencia de sales biliares::se activa mejor por trihidroxi-SB que dihidroxi-SBse activa mejor por trihidroxi-SB que dihidroxi-SB

Existe una Existe una lipasa activable por sales biliares en lipasa activable por sales biliares en la leche maternala leche materna que participa en la diges- que participa en la diges-tión intestinal de lípidos en el recién nacidotión intestinal de lípidos en el recién nacido

Digestión de Ésteres de Digestión de Ésteres de Colesterol y FosfolípidosColesterol y Fosfolípidos

Ésteres de ColesterolÉsteres de Colesterol15-20% del colesterol dietético se encuentra 15-20% del colesterol dietético se encuentra

como ésteres de colesterol, como ésteres de colesterol, los cuales sonlos cuales sonhidrolizados por lahidrolizados por la lipasa activable por sales lipasa activable por salesbiliares biliares

FosfolípidosFosfolípidosSon digeridos por la Son digeridos por la fosfolipasa A2 pancreáticafosfolipasa A2 pancreática

(secretada como proenzima y coactivada(secretada como proenzima y coactivadapor calcio y sales biliares) generando por calcio y sales biliares) generando lisofosfolípidos y ácidos grasos libreslisofosfolípidos y ácidos grasos libres

Digestión y Absorción de los LípidosDigestión y Absorción de los Lípidos

Eventos LuminalesEventos Luminales

EmulsificaciónEmulsificación

LipólisisLipólisis

SolubilizaciónSolubilizaciónMicelarMicelar

DifusiónDifusión

Solubilización Micelar de LípidosSolubilización Micelar de LípidosMicela discoidalMicela discoidal

SalesSalesBiliaresBiliares

Solu

bilid

ad (m

M)

Solu

bilid

ad (m

M)

Sales Biliares (mM)Sales Biliares (mM)

TGTG

DGDG

AGAGMGMG

2 mM SB2 mM SB

Contiene ácidos grasosContiene ácidos grasoslibres, monoglicéridos,libres, monoglicéridos,lisofosfolípidos,lisofosfolípidos,colesterol y vitaminas colesterol y vitaminas

Se requiere la Se requiere la presencia de sales biliares para la presencia de sales biliares para la máxima eficiencia de absorción intestinal de lípidosmáxima eficiencia de absorción intestinal de lípidos

En ausencia completa de sales existe un porcentajeEn ausencia completa de sales existe un porcentajesignificativo de absorción de ácidos grasos libres:significativo de absorción de ácidos grasos libres: solubilización en vesículas?solubilización en vesículas???

CECE

Difusión de Lípidos en IntestinoDifusión de Lípidos en Intestino

Concepto de Concepto de capa inmóvil (agua/mucus)capa inmóvil (agua/mucus) como como barrera de permeabilidad (0.1-1 mm) que barrera de permeabilidad (0.1-1 mm) que limita la absorción de productos lipolíticoslimita la absorción de productos lipolíticos

El El flujo de lípidosflujo de lípidos a través de capa inmóvil a través de capa inmóvil depende de la constante de difusión y ladepende de la constante de difusión y lagradiente de concentracióngradiente de concentración

A. Grasos A. Grasos K KDD Flujo Flujo Flujo FlujoFormaForma (mM) (cm (mM) (cm22/sec) (mmol/L/cm-sec) /sec) (mmol/L/cm-sec) RelativoRelativoMonoméricaMonomérica 0.01 0.01 7 7 0.07 0.07 11MicelarMicelar 10 10 1 1 10 10 142142

Digestión y Absorción de los LípidosDigestión y Absorción de los Lípidos

Eventos MucososEventos MucososCaptaciónCaptación

ResíntesisResíntesislipídicalipídica

Formación deFormación dequilomicromesquilomicromes

Secreción a linfaSecreción a linfa

TriglicéridosTriglicéridos

DiglicéridosDiglicéridos

LipasasLipasas

AG LibresAG LibresLUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL

ENTEROCITOENTEROCITO

LINFALINFA

Captación de Ácidos Grasos LibresCaptación de Ácidos Grasos Libresy Monoglicéridos por el Epitelio Intestinaly Monoglicéridos por el Epitelio Intestinal

DIFUSIONDIFUSIONPASIVAPASIVA

TRANSPORTETRANSPORTEACTIVOACTIVO

QUILOMICRONESQUILOMICRONESTriglicéridosTriglicéridos

Evidencia de Transporte Activo de Evidencia de Transporte Activo de Ácidos Grasos por el Epitelio IntestinalÁcidos Grasos por el Epitelio Intestinal

TransporteTransporte saturable, alta afinidad y sensible saturable, alta afinidad y sensible a proteasasa proteasas

Variedad de sustratos: Variedad de sustratos: ácidos grasos, mono-ácidos grasos, mono-glicéridos, lisofosfolípidosglicéridos, lisofosfolípidos

Disminuye por bloqueo deDisminuye por bloqueo de cotransporte de cotransporte de sodiosodio

Inhibido por oubaína Inhibido por oubaína (Na(Na++,K,K++-ATPasa)-ATPasa)

Se ha identificado una Se ha identificado una FABP en el ribete estriadoFABP en el ribete estriado y el transporte de ácidos grasos es blo- y el transporte de ácidos grasos es blo- queado por anticuerpos anti-FABPqueado por anticuerpos anti-FABP

Captación Intestinal de ColesterolCaptación Intestinal de Colesterol

DIETADIETAÉsteres de Ésteres de colesterolcolesterol

QUILOMICRONESQUILOMICRONES

BILISBILIS

ColesterolColesterolLipasa Lipasa

Activable x SBActivable x SB

ColesterolColesterol

ColesterolColesterol

ENTEROCITOENTEROCITO

HECESHECES

LINFALINFAABCsABCs

Digestión y Absorción de los LípidosDigestión y Absorción de los Lípidos

Eventos MucososEventos Mucosos

CaptaciónCaptación

ResíntesisResíntesislipídicalipídica

Formación deFormación dequilomicromesquilomicromes

Secreción a linfaSecreción a linfa

Síntesis de Triglicéridos en el EnterocitoSíntesis de Triglicéridos en el Enterocito

AG LIBRESAG LIBRES MONOGLICÉRIDOS MONOGLICÉRIDOS

Acil-CoAAcil-CoA MG y DGMG y DG

aciltransferasasaciltransferasas

Glicerol-PGlicerol-P

ÁcidoÁcidoFosfatíficoFosfatífico DGDG TRIGLICÉRIDOSTRIGLICÉRIDOS

Acil-CoAAcil-CoAsintasasintasa

Mientras la vía AGL-MG ocurre post-ingesta en Mientras la vía AGL-MG ocurre post-ingesta en el RE liso, la vía del ácido fosfatídico pre- el RE liso, la vía del ácido fosfatídico pre- domina en ayuno en el RE rugosodomina en ayuno en el RE rugoso

GlucosaGlucosaLISO-FLLISO-FL

Síntesis de Fosfolípidos y ÉsteresSíntesis de Fosfolípidos y Ésteresde Colesterol en el Enterocitode Colesterol en el Enterocito

AG LIBRES COLESTEROLAG LIBRES COLESTEROL

Acil-CoAAcil-CoA CEasaCEasa

ACAT ACAT

FOSFOLÍPIDOSFOSFOLÍPIDOS

ÉSTERES DE ÉSTERES DE COLESTEROLCOLESTEROL

Acil-CoAAcil-CoAsintasasintasa

LISO-FLLISO-FL

LFATLFAT

Estas son las vías predominantes post-ingesta Estas son las vías predominantes post-ingesta de alimentosde alimentos

Digestión y Absorción de los LípidosDigestión y Absorción de los Lípidos

Eventos MucososEventos Mucosos

CaptaciónCaptación

ResíntesisResíntesislipídicalipídica

Formación deFormación dequilomicromesquilomicromes

Secreción a linfaSecreción a linfa

Formación de Quilomicrones yFormación de Quilomicrones yTraspaso a la LinfaTraspaso a la Linfa

Lipoproteínas de mayor tamaño y menor densidadLipoproteínas de mayor tamaño y menor densidadcompuestas de lípidos de absorcióncompuestas de lípidos de absorción

Composición:Composición: 95% lípidos95% lípidos, resto proteínas, resto proteínasTriglicéridos >>> FL, ColE, ColTriglicéridos >>> FL, ColE, Col Apos: Apo B48, A-I, A-IV, CII, EApos: Apo B48, A-I, A-IV, CII, E

Síntesis en RE rugoso Golgi Ves. secretoras Síntesis en RE rugoso Golgi Ves. secretoras

Secreción a intersticio y paso a linfáticos intesti-Secreción a intersticio y paso a linfáticos intesti-nales ducto torácico sangrenales ducto torácico sangre

Digestión y Absorción de TriglicéridosDigestión y Absorción de Triglicéridoscon Ácidos Grasos de Cadena Medianacon Ácidos Grasos de Cadena Mediana

Corresponden a TG con Corresponden a TG con FA CFA C66-C-C1212

Se hidrolizan más rápido que TG-LCFASe hidrolizan más rápido que TG-LCFA por por acción de lipasas sin emulsificaciónacción de lipasas sin emulsificación

MCFA son más hidrofílicos que LCFA y MCFA son más hidrofílicos que LCFA y no re-no re-quieren sales biliares para su absorciónquieren sales biliares para su absorción

MCFA no son re-esterificados y MCFA no son re-esterificados y se transportanse transportandirectamente a sangre portaldirectamente a sangre portal

Importante Importante fuente energéticafuente energética (pero no a. grasos (pero no a. grasosesenciales) esenciales) en estados de malabsorciónen estados de malabsorción

Digestión y Absorción Digestión y Absorción de TG-LCFAde TG-LCFAEventos LuminalesEventos Luminales

EmulsificaciónEmulsificación

LipólisisLipólisis

MicelarizaciónMicelarización

DifusiónDifusión

CaptaciónCaptación

Resíntesis lipídicaResíntesis lipídica

Formación de QMFormación de QM

Secreción a linfaSecreción a linfa

Eventos MucososEventos Mucosos

Digestión y Absorción Digestión y Absorción De TG-MCFADe TG-MCFAEventos LuminalesEventos Luminales

LipólisisLipólisis

DifusiónDifusión

CaptaciónCaptación

Difusión Difusión

Sangre portalSangre portal

Eventos MucososEventos Mucosos

• • Sin emulsificaciónSin emulsificación• • No se micelarizanNo se micelarizan

• • No se activan por CoANo se activan por CoA• • No se incorporan a TGNo se incorporan a TG• • No forman QMNo forman QM

Fisiopatología de la Malabsorción

Dr. Manuel Alvarez LobosDepartamento de Gastroenterología Escuela de MedicinaPontificia universidad Católica de Chile

Malabsorción

• Definición– Alteración en la absorción de los nutrientes.

• Malabsorción

– Global o parcial (aislada o específica)– Congénita o adquirida

Malabsorción : etapas de la absorción

• Fase o procesamiento luminal Digestión

• Absorción en la mucosa intestinal Absorción

• Transporte hacia la circulación Postabsorción

Malabsorción : digestión de nutrientes

• Macromoléculas Moléculas absorbibles

• Lípidos Acidos grasos y monoglicéridos• Hidratos de carbono Monosacáridos• Proteínas Aminoácidos y di o tripéptidos• Vitaminas conjugadas Vitamina libre• Minerales

Lipidos : Digestión (Solubilización)

Emulsión– masticación y mezcla (agitación) gástrica.

Formación de micelas– Fosfolípidos ingeridos.– Fosfolípidos biliares.– Sales biliares ( anfipáticas )

– Concentración intraluminal > 4 mmolCIRCULACIÓN ENTEROHEPÁTICA.

Lipidos : Digestión (II)

HidrólisisLipasa lingual y gástrica

Lipasa pancreática (colipasa)TG Acidos grasos y monogliceridos

• Acidez duodenal postprandial secretina secreción HCO3 pHph Alcalino : óptimo para la acción de la LIPASA

Fosfolípidos

Ésteres de Colesterol

Acido araquidónico y ácidos grasos

Colesterol

Fosfolipasa A2

Esterasa

+

+

-

+ +

-

SBAG MG

SBMG

SBAG

FL

Malabsorción: Sales biliares

El 80 a 90 % de las sales biliares se re-absorben. Este proceso se realiza en el íleon.

Lipidos : Absorción

Absorción : 2/3 próximales yeyuno.

• Membrana plasmáticaPolo luminal del enterocito de la vellosidadProteína transportadora de ácidos grasos de cadena larga (FATP4)Activo

• CitoplasmaTransporte al Retículo endoplásmico liso.Resíntesis de TG

Lipidos : Postabsorción

Triglicéridos

Ésteres de colesterol

Fosfolípidos

Apoproteínas

CIRCULACIÓN LINFÁTICA

Quilomicrón

Acidos grasos cadena corta y media

Circulación Portal

Colon Absorción neta94%

Citoplasma enterocito

Malabsorción de lípidos principales mecanismos fisiopatológicos.

• Alteración de los ácidos biliares

• Alteración de las enzimas pancreáticas

• Alteración de la superficie absortiva

• Alteraciones en el flujo linfático.

• Alteraciones en la motilidad

Malabsorción de lípidos : Alteración de los ácidos biliares

• Alterada la síntesis : Cirrosis hepática.• Alterada secreción biliar : Colestasia• Deconjugación de sales biliares :

Sobrecrecimiento bacteriano pérdidas :

Enfermedades del íleon o resección>1 mt

Malabsorción de lípidos : Alteración de las enzimas pancreáticas.

• Deficiencia de enzimas• Pancreatitis crónica (Alcohólica-Familiar)• Fibrosis quística• Tumor pancreático

• Inactivación de enzimas • Hipersecreción ácida (S Zollinger Ellison)

• Desincronía de la entrega de enzima o inadecuada mezcla

• Gastrectomia tipo Billroth II

Malabsorción de lípidos : Alteración de la superficie absortiva

Mecanismo fisiopatológico CausasInflamatorias Enfermedad celiaca

Enteritis regional (E. De Crohn)Enteritis actínicaOtras: mastocitosis, Enteritis eosinofilica, yeyunoileítis ulcerativa,alergia alimentaria, duodenitis péptica.

Carenciales ytóxicas

DesnutriciónHipovitaminosisDrogas (colchicina, AINEs, neomicina, quimioterapia, colestiramina.Alcohol

Infecciosas Giardia LambliaCryptosporidiumIsospora sppTropheryma whippelii (enfermedad de Whipple)StrongyloidesMycobacterium avium y TBCVIH

Infiltrativas ytumorales

AmiloidosisEsclerodermiaLinfomaEnteritis colágena

Inadecuada superficie absortiva Resección intestinal o bypassBioquímica/genética(raras)

Abetalipoproteinemia, Enfermedad de Hartnup, Cistinuria, etc.

Malabsorción de lípidos : Alteración del transporte (postabsorción)

• Alteraciones en el flujo linfático– Linfangectasia intestinal primaria– Linfangectasia intestinal secundaria

• Linfoma• Metastasis linfáticas• Trauma• Enfermedad de Whipple• TBC

• Procesamiento postabsorción.

Consecuencias fisiopatológicas de la malabsorción de lípidos

• Desnutrición calórica• CEG• Malabsorción de vitaminas liposolubles

(ADEK)• Diarrea secretora colónica (AG-OH)

( Deposición esteatorreica )

Hidratos de carbono: digestión y absorción

Almidon Oligo o disacaridos

Sacarosa Glucosa y fructosa

Lactosa Glucosa y galactosa

Maltosa Glucosa y glucosa

– Absorción: activa acoplada a Na+ ( Proximal)– Postabsorción: circulación portal

Amilasa pancreática y salival

Disacaridasas (ribete en cepillo) Monosacaridos

SACARASA

LACTASA

MALTASA

Disacaridos

Malabsorción de hidratos de carbono principales mecanismos fisiopatológicos.

• Deficiencia de amilasa pancreática • Alteración de disacaridasas en el intestino

• Alteración de la superficie intestinal absortiva

• Alteración de la circulación portal y/o venosa central.

Malabsorción de hidratos de carbono Alteración de disacaridasas en el intestino

• Deficit de lactasa

Tipo FisiopatologíaCongenito (1º)Congénito inicio tardío

Adquirido (2º)

Enzima ausente congénitaReducida actividadenzimática desde juventudReducida actividad por dañodifuso intestinal Giardiasis o rotavirus E. Celiaca Sobrecrecimiento bacteriano Enfermedad de Crohn Resección intestinal Enteritis actínica, etc.

Consecuencias fisiopatológicas de la malabsorción de hidratos de carbono

• Diarrea osmótica (malabsortiva)

• Desnutrición calórica

• Fermentación por bacterias colónicas– Formación de ácidos grasos de cadena corta ( ph)

– Formación de metano y CO2

(meteorismo y ventosidades)

Malabsorción de proteínas : digestión

Pepsinógeno gástrico Pepsina (activa)Ph ácido

Aminoácidos en el duodeno colecistoquinina

Secreción de enzimas pancreáticas(tripsinogeno)

Sales biliares Enteroquinasa

Tripsina (activa)

Activa el resto de enzimaspancreáticas

Malabsorción de proteínas : absorción y postabsorción

• Membrana plasmáticaPolo luminal en las vellosidadesCotransportadores asociado a Na+ para:– Aminoácidos (diferentes para básicos y ácidos)– Dipéptidos– Tripéptidos.

• Citoplasma (proteasas)• Postabsorción:

– Transporte hacia la circulación portal

Malabsorción de proteínas principales mecanismos fisiopatológicos.

• Alteración de secreción de proteasas pancreática

• Alteración de activación de proteasa

• Alteración de la superficie absortiva

• Alteración de la circulación portal y/o venosa central.

Consequencias fisiopatológicas de malabsorción de proteínas

• Desnutrición proteica

– Hipoalbuminemia

– Edema

– Linfopenia

Malabsorción de vitaminas hidrosolubles

Vitamina B12 (Cobalamina)-Proteina

Vitamina B12 libre + proteína R

Vitamina B12 libre+ Factor intrínserco

Receptor específico íleon distal

Absorción

Vitamina B12+Transcobalamina II

Proteasa gástrica

Proteasa pancreática

Vitamina B9-peptidos

Vitamina B9 libre(absorción I proximal)

Deconjugasafólica

Malabsorción de minerales : Calcio

• Se absorbe en duodeno y yeyuno proximal• Transportador de alta afinidad (dependiente vit D)

– Altera la digestión -Altera la absorción(Quelación) (Alteración celular)• Magnesio Tiazidas• Acidos grasos de cadena larga Tiroxina• Colestiramina Fenitoina• Oxalato acidosis• Polifosfatos orgánicos Estrógenos• fosfatos inorgánicos Glucocorticoides• Tetraciclina ( Vit D-Enf mucosa)

Malabsorción de minerales: Hierro

• Intestino delgado proximal– Transporte activo

• Absorción fierro orgánico (Hem) > Fe inorgánicoAcidez gástrica: quelación y absorción Fe in

absorción– Alteraciones de la mucosa intestinal – Ingestión de grandes cantidades de Fe– Fosfatos, carbonatos y fitatos

• Transporte hacia la circulación (regulado)

Fisiopatología de la insuficiencia pancreática exocrina

• Disminución de la secreción pancreática > 90%• Primera deficiencia es de la lipasa.• Anatomía (pancreatitis crónica alcohólica):

• Fibrosis de la glandula progresiva• Alteración de los conductos pancreáticos.• Calcificaciones intra y periductales.

• Etiologías• Pancreatitis crónica (Alcohólica-Familiar)• Fibrosis quística• Tumor pancreático• Páncreas divisum

Fisiopatología de la enfermedad celiaca

• Reacción inflamatoria-inmune contra el gluten(-gliadina).

• Predisposición genetica (HLADQ2-HLADQ8)• Inmunidad alterada

– celular: infiltrado linfocitos en la mucosa (lamina propria y epitelio)

– humoral: Anticuerpos circulantes (antiendomisio y antitransglutaminasa)

• Atrofia vellositaria• Hiperplasia criptas ( ¿ secreción ?)

ANEXOS

ÍNDICE 

Concepto de lípido

Clasificación de los lípidos

Los ácidos grasos

Lípidos Saponificables

Lípidos Insaponificables

Funciones de los lípidos

CONCEPTO DE LÍPIDOLos lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre.

Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características: 1.-Son insolubles en agua.

2-Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.

Clasificación de los lípidos 

1.      LÍPIDOS SAPONIFICABLES

A.   Simples

1.    Acilglicéridos 2.    Céridos

B.    Complejos

1.    Fosfolípidos 2.    Glucolípidos

2.      LÍPIDOS INSAPONIFICABLES

A. Terpenos B.  Esteroides C.  Prostaglandinas

ÁCIDOS GRASOSLos ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).

Se conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos :

•·Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico, el palmítico y el esteárico.

•Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico un doble enlace) y el linoleíco y dos dobles enlaces).

Propiedades de los ácidos grasos

Solubilidad. Los ácidos grasos poseen una zona hidrófila, el grupo carboxilo (-COOH) y una zona lipófila, la cadena hidrocarbonada que presenta grupos metileno (-CH2-) y grupos metilo (-CH3) terminales.

Por eso las moléculas de los ácidos grasos son anfipáticas,

•Desde el punto de vista químico, los ácidos grasos son capaces de formar enlaces éster con los grupos alcohol de otras moléculas.

Cuando estos enlaces se hidrolizan con un álcali, se rompen y se obtienen las sales de los ácidos grasos correspondientes, denominados jabones, mediante un proceso denominado saponificación.

Lípidos saponificable

s Lípidos simples:

Son lípidos saponificables en cuya composición química sólo intervienen carbono, hidrógeno y oxígeno.

 Acilglicéridos: Son lípidos simples formados por la esterificación de una,dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples.

Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:

los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso

los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos

los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos.

Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se producen moléculas de jabón.

Ceras:

Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga.Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo , la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora.

Lípidos complejos:Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de carbono, hidrógeno y oxígeno, hay también nitrógeno, fósforo, azufre o un glúc ido.

Fosfolípidos:

Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática.

Algunos ejemplos de fosfolípidos

Glucolípidos: Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.

Terpenos:

Son moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones muy variadas, entre los que se pueden citar:

Esencias vegetales como el mentol, el geranio, limoneno, alcanfor, eucalipto, vainillina.

Vitaminas, como la vit.A, vit. E, vit.K.

Lípidos Insaponificables

Esteroides

Los esteroides son lípidos que derivan del esterano. Comprenden dos grandes grupos de sustancias:

1.Esteroles: Como el colesterol y las vitaminas D.

2.Hormonas esteroideas: Como las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales.

ESTEROLES “Colesterol”

HORMONAS ESTEROIDEAS

    FUNCIÓN ENERGÉTICA

Constituyen la reserva energética de uso tardío o diferido del organismo y representan una forma compacta y anhidra de almacenamiento de energía, pueden metabolizarse en presencia o en ausencia de oxígeno, los lípidos sólo pueden metabolizarse aeróbicamente.

      RESERVA DE AGUA

Al poseer un grado de reducción mucho mayor el de los hidratos de carbono, la combustión aerobia de los lípidos produce una gran cantidad de agua (agua metabólica). En animales desérticos, las reservas grasas se utilizan principalmente para producir agua ( la joroba de camellos y dromedarios) 

     PRODUCCIÓN DE CALOR

En este tejido, la combustión de los lípidos está desacoplada de la fosforilación oxidativa, por lo que no se produce ATP en el proceso, y la mayor parte de la energía derivada de la combustión de los triacilgliceroles se destina a la producción calórica necesaria para los períodos largos de hibernación.

     FUNCIÓN ESTRUCTURAL

El medio biológico es un medio acuoso. Las células, a su vez, están rodeadas por otro medio acuoso que tienen una parte de la molécula de tipo hidrofóbico y otra parte de tipo hidrofílico. En medio acuoso, estos lípidos tienden a auto estructurarse formando la bicapa lipídica de la membrana plasmática que rodea la célula.

Las ceras son un tipo de lípidos neutros, cuya principal función es la de protección mecánica de las estructuras donde aparecen.

     FUNCIÓN CATALÍTICA

Hay una serie de sustancias que son vitales para el correcto funcionamiento del organismo, y que no pueden ser sintetizadas por éste. Estas sustancias reciben el nombre de vitaminas. En ausencia de su cofactor, el enzima no puede funcionar, y la vía metabólica queda interrumpida, con todos los perjuicios que ello pueda ocasionar.