curso bioquímica 19-metabolismo lípidos
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Metabolismo de LípidosAntonio E. Serrano PhD. MT.Cátedra de Bioquímica - [email protected]
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Sumario
• Digestión de Lípidos
• Enzimas
• Sales Biliares
• Transporte
• Metabolismo
• Hidrólisis
• Beta Oxidación
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Digestión de Lípidos
• No se manifiesta digestión en boca o estómago.
• Boca: amilasa salival o ptialina.
• Estómago: HCl, enzimas (pepsina)
• La digestión de lípidos ocurre en Intestino
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Enzimas Involucradas
ENZIMAS LOCALIZACIÓN
LIPASA Páncreas
ISOMERASA Intestino
COLESTEROLASA Páncreas
FOSFOLIPASA A2 Páncreas
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Lipasa
• Cataliza la hidrólisis de uniones éster en los carbonos primarios (a y a’) del glicerol de las grasas neutras (Triacilgliceroles)
H2C OH
HC O
H2C O
C R
H2C OH
HC O
H2C OH
O
C R
O
H2C O
HC O
H2C O
CO R
C
O
R
C R
O
C R
O
CHO
O
R
CHO
O
R
1,2-DAG
+
LIPASA
2-MAG
+
TAG
LIPASA
AG
AG
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Isomerasa
• Para la hidrólisis de 2-MAG es necesaria la presencia de esta enzima que traslada el grupo acilo de la posición 2 (ó b) a la posición 1(ó a).
• Luego la hidrólisis del monoacilglicerol(MAG) se completa por acción de la Lipasa.
H2C OH
HC O
H2C OH
C R
H2C O
HC OH
H2C OH
O
C R
O
1-MAG
2-MAG
ISOMERASA
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Colesterolasa
• Cataliza la hidrólisis de ésteres de colesterol con
ácidos grasos.
C
O
R OC
O
R OHOH
ESTER DE COLESTEROL COLESTEROL AG
COLESTEROLASA
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Fosfolipasa
• Cataliza la hidrólisis del enlace éster que une el ácido
graso al hidroxilo del carbono 2 del glicerol en los
Glicerofosfolípidos.
• Se forma un ácido graso y lisofosfolípido
CH
H2C
O
H2C O
O
C
P
C
O
O
O R1
O
R2
O
X
CH
H2C
HO
H2C O
O
C
P
O
O
R1
O
O
X
OHC
O
R2+
FOSFOLIPASA
A2
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Ácidos Biliares• El más abundante es el ácido cólico, en menor
proporción se encuentra el ácido quenodesoxicólico.
• Son excretados en la bilis conjugados con glicina o
taurina. Ej.: -ácido glicocólico
-ácido taurocólico
Ácido
glicocólico
Ácido
taurocólico
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Funciones de Ácidos Biliares
• Aumentan la función de la Lipasa pancreática.
• Reducen la “Tensión Superficial” y con ello favorecen la formación de una EMULSIÓN de las grasas. Contribuyen a dispersar los lípidos en pequeñas partículas y por lo tanto hay mas superficie expuesta a la acción de la lipasa.
• Favorece la absorción de Vitaminas Liposolubles.
• Acción Colerética: estimulan la producción de bilis.
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Absorción de Lípidos
• 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.
• No es indispensable la digestión total de las grasas neutras debido a que pueden atravesar las membranas si se encuentran en EMULSIÓN FINA.
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Absorción de Lípidos
• Las sustancias sin degradar totalmente (MAG) que atraviesan las membranas son hidrolizadas totalmente en los enterocitos.
• En las células intestinales se sintetizan nuevamente los TAG.
• Absorción del Colesterol: se absorbe en el intestino y luego se incorpora a los QUILOMICRONES como tal o como ésteres con AG.
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Quilomicrones
• La superficie es una capa de Fosfolípidos.
• Los Triacilglicerolessecuestrados en el interior aportan mas del 80% de la masa.
• Varias Apolipoproteínas(B-48, C-III y C-II) atraviesan la membrana y actúan como señales para el metabolismo de los Quilomicrones.
FosfolípidosTriacilgliceroles
y ésteres de
Colesterol.
B-48
C-III
C-II
Apolipoproteínas
Colesterol
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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.
Absorción de Lípidos
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Transporte de Lípidos
• Son usadas 4 tipos de LIPOPROTEINAS para transportar lípidos en la sangre:• Quilomicrones• Lipoproteínas de muy
baja densidad (VLDL)• Lipoproteínas de baja
densidad (LDL)• Lipoproteínas de alta
densidad (HDL)
• Están compuestas de diferentes lípidos.
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Lipoproteínas
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Metabolismo Lípidos
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Metabolismo Lípidos
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Catabolismo de las Grasas
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Metabolismo de las Grasas
• Los TAG deben ser hidrolizados antes de su utilización por los tejidos mediante LIPASAS intracelulares.
• Los productos formados (glicerol y ácidos grasos) se liberan a la sangre.
• El glicerol del plasma es tomado por las células que pueden utilizarlo.
• Los ácidos grasos son oxidados en los tejidos.
20
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Digestion de Lípidos
• Enzima encargadatiene 2 formas.
• Lipoprooteín Lipasa
• Triglicérido Lipasa
• Actúa sobre los quilomicrones, liberando Ácidosgrasos que entran a la celula y glicerolqueda en la sangre.
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Metabolismo del Glicerol
• La posibilidad del glicerol de formar intermediarios de la Glucólisis ofrece un camino para su degradación total.
• Contribuye con el 5% de la energía proveniente de los TAG (el 95% restante proviene de los ácidos grasos)
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Metabolismo del Glicerol
• 1) ACTIVACIÓN:
• Solo ocurre en tejidos que tienen la enzima Gliceroquinasa
• Hígado, riñón, intestino y glándula mamaria lactante
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
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Metabolismo del 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-
GLICEROLFOSFATO
DESHIDROGENASA
DIHIDROXIACETONA
FOSFATO
GLICEROL-3-FOSFATO
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Metabolismo del 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
FOSFOTRIOSA
ISOMERASA
DIHIDROXIACETONA
FOSFATO
GLICERALDEHÍDO
3-FOSFATO
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β-Oxidación de Ácidos Grasos• Ocurre en tejidos como:
Hígado, músculo esquelético, corazón, riñón, tej. Adiposo, etc.
• Comprende la oxidación del carbono β del ácido graso.
• Ocurre en las MITOCONDRIAS.
• Antes debe ocurrir:• Activación del ácido graso
(requiere energía en forma de ATP)
• Transporte al interior de la mitocondria
Triglicérido Glicerol + Ácidos Grasos
Lipasas
Adrenalina produce Lipólisis (activa a la
Lipasa)
Insulina inhibe la Lipólisis
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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
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β-Oxidación de Ácidos Grasos
• Después de la activación, los ésteres de ac. Grasos con CoAentran a la mitocondria para ser procesados.
• β-Oxidación
• Los ácidos grasos son procesados por las mismas 5 etapas cíclicas.
• Se remueven 2 carbonos por ciclo
• Se produce una molécula de Acetil-CoA en cada ciclo.
• El acetil-CoA producido entra en el ciclo de Krebs para producir energía.
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Los ácidos grasos deben ser activados antesde su entrada a la matriz de la mitocondria(ocurre en la membrana externa de lamitocondria)
Los Ácidos Grasos se degradan por eliminación secuencial de 2 átomos
de carbono (en forma de AcetilCoA, reacción acoplada a la formación
de un NADH y un FADH2).
Acil CoA Sintetasas: Formación de Enlace Tioéster entre el grupo
carboxilo de un ácido graso y el grupo sulfhidrilo del CoA-------se forma
un Acil CoA graso.
R–COOH + ATP + CoASH →Acil-CoA sintetasa→R–CO–SCoA + AMP + PPi + H2O(Enzima)
Membrana Externa Mitocondrial
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β-Oxidación de Ácidos Grasos• 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) – 12
• En cada ciclo se produce 1 molécula de FADH2 y otra de NADH:
• FADH2= 2ATP• NADH= 3ATP
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Ácido
Graso
16 átomos
carbono
Ácido Graso
14 át. carbono
AcilCoA graso
Palmitoil CoA
AcetilCoA
(ingresa a
Ciclo de
Krebs)
En 4 reacciones catalizadas por
enzimas se pierden 2 át. De C
en la forma de AcetilCoA
Reacción de Oxidación
Reacción de Hidratación
Reacción de Oxidación
Tiólisis por CoA
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Mecanismo de Transporte pues el acilCoA graso no cruza fácilmente la
membrana interna de la mitocondria
Permite la entrada de los ácidos grasos a la matriz de la mitocondria –
Mecanismo de Transporte.
En la MATRIZ: AcilCarnitina AcilCoA
Derivado de la Lisina
Ciclo de la Carnitina
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Interrelación 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)