Metabolismo de lípidos

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Metabolismo de lípidos
Estudiar de: Capitulo 18
Mathews CK, Van Holde KE, Ahern KG. Bioquímica. 3a. Edición. Madrid, España: Pearson Educación; 2002. 
Lípidos
Son un grupo de compuestos heterogéneo, que incluye grasas, aceites, esteroides, ceras y compuestos relacionados más por sus propiedades físicas que por sus propiedades químicas.
Tienen la propiedad común de ser: relativamente insolubles en agua y solubles en solventes no polares, como éter y cloroformo.
Son importantes constituyentes de la dieta no sólo debido a su alto valor energético, sino también debido a las vitaminas liposolubles y los ácidos grasos esenciales contenidos en la grasa de alimentos naturales
Funciones en el organismo
Tejido adiposo - Aislante térmico 
Nervios mielinizados - Aislante eléctrico
Asociados a proteínas – Transporte de lípidos
Clasificación
Lípidos
Simples
Grasas
Ceras
Complejos
Fosfolípidos
Glucolípidos
Otros (lipoproteínas)
Precursores y derivados
Acidos grasos, colesterol, esteroides, etc
Triglicéridos
Alimentación
Síntesis de novo (hígado)
Reservas en adipocitos
Emulsificación
Problema de solubilidad para poder luego circular por la sangre
Acción de las sales biliares para la formación de micelas (lipoproteínas)
Sal biliar tiene carácter anfipático
…emulsificación
…emulsificación
Lipasa pancreática
Actúa en la zona de interfase de la micela
Los productos de la hidrolisis de las grasas son
Glicerol 
Ácidos grasos libres
Monoacilgliceroles
Diacilgliceroles
Absorción de ácidos grasos libres
Los ácidos grasos libres y los monoglicéridos son absorbidos por los enterocitos de la pared intestinal. 
Ácidos grasos con menos de 14C entran directamente en el sistema de la vena porta y son transportados hacia el hígado.
Los ácidos grasos con 14 C o más se vuelven a esterificar dentro del enterocito a TG y entran en circulación a través de la ruta linfática en forma de quilomicrones.
Lipoproteínas
Papel esencial en el transporte de los lípidos a los tejidos, ya sea para el almacenamiento de energía, ya sea para su oxidación.
Cuanto mayor es la abundancia de lípidos, menor es la densidad. (lípidos son menos densos que las proteínas)
…lipoproteinas
… lipoproteínas
Un déficit de apo C-II
se asocia con unas concentraciones elevadas de TG
en sangre.
Transporte y utilización de las lipoproteínas
Algunas apoproteínas dirigen determinadas lipoproteínas hacia las células específicas, al ser identificadas por receptores de las membranas plasmáticasde estas células
Los quilomicrones constituyen la forma en que se transporta la grasa del alimento desde el intestino a los tejidos periféricos, especialmente el corazón, el músculo y el tejido adiposo.
…Transporte y utilización de las lipoproteínas
Las VLDL hidrolizan sus TG a glicerol y ácidos grasos en las superficies internas de los capilares de los tejidos periféricos por una activación de la enzima extracelular lipoproteína lipasa (LPL) por la apoproteína C-II.
Algunos de los ácidos grasos liberados se absorben por las células próximas
Otros, que continúan siendo bastante insolubles (tienen más C), forman complejos con la albúmina sérica para transportarse a células más distantes.
…Transporte y utilización de las lipoproteínas
Tras la absorción en la célula, los ácidos grasos procedentes de la acción de la LPL pueden catabolizarse para generar energía o, en las células adiposas, utilizarse para volver a sintetizar TG.
El glicerol se devuelve desde los adpocitos al hígado para volver a sintetizar glucosa mediante la gluconeogénesis.
…Transporte y utilización de las lipoproteínas
Tanto los quilomicrones como las VLDL se degradan para dar lugar a restos con abundantes proteínas (IDL y VLDL)
Todos ellos se degradan para dar lugar a restos de quilomicrones. 
Que son captados por el hígado a través de la interacción con receptores específicos y degradados posteriormente en los lisosomas hepáticos.
Las LDL constituyen la principal forma de transporte del colesterol a los tejidos
HDL desempeñan el principal papel de devolver el exceso de colesterol de los tejidos al hígado para su metabolismo o excreción.
La acumulación prolongada de colesterol contribuye a que se formen las placas ateroscleróticas, que son depósitos grasos que recubren las superficies internas de las arterias coronarias.
El colesterol se transporta principalmente por las LDL a los tejidos que tienen un receptor específico para las mismas.
Aterosclerosis
La acumulación prolongada de colesterol contribuye a que se formen las placas ateroscleróticas, que son depósitos grasos que recubren las superficies internas de las arterias coronarias.
El colesterol se transporta principalmente por las LDL
… aterosclerosis
El colesterol es muy insoluble y se acumula en los leucocitos que se depositan en las zonas de lesión sobre las paredes internas de las arterias. 
Si las concentraciones de colesterol son demasiado altas para su posterior eliminación, estas células quedan repletas de depósitos grasos, que luego se endurecen, formando una placa.
Puede obstruir los vasos sanguíneos clave causando infartos de miocardio.
… aterosclerosis
Las LDL se oxidan facilmente, tanto en el plasma como en las células, para dar una mezcla de moléculas las LDL oxidadas.
Son reacciones de oxidación:
Peroxidación de ácidos grasos insaturados 
Hidroxilación del propio colesterol 
Oxidación de residuos de aminoácidos de la apoproteína.
La LDL oxidadas se captan por monocitosque tienen un receptor de eliminación que capta muchas sustancias además de las LDL oxidadas. 
Este receptor no está regulado por lo que la captación de colesterol por estas células se produce sin límites
Estas especies rellenas de colesterol son denominadas células espumosas
… aterosclerosis
HDL,el colesterol “bueno”
Las concentraciones elevadas de HDL contrarrestan la aterogénesis. 
Esto se debe a que el colesterol no puede degradarse de forma metabólica y el exceso de colesterol se devuelve desde las células periféricas al hígado, para su paso al intestino a través de la bilis y finalmente su excreción.
Este se llama transporte reverso de colesterol
Prevención de la aterosclerosis
Abundancia de ácidos grasos saturados tienden a elevar la concentración sérica de colesterol. 
Ácidos grasos w-3 (ej. ác. linolénico) tienden a disminuir las concentraciones tanto de colesterol como de triacilgliceroles. 
Se cree que compiten como sustratos en el metabolismo
Entrada de LDL a las células
Endocitosis mediada por receptor-Apo B-100
Se forma un endosoma, que luego se fusiona con un lisosoma con enzimas hidrolíticas
LDL → aminoácidos
Esteres de colesterol → colesterol libre
El colesterol es utilizado por el RE para síntesis de membranas
Regulación debido a la entrada de colesterol a la célula
Suprime la síntesis endógena de colesterol mediante la inhibición de la HMG-CoA reductasa.
Activa la acil-CoA:colesterol aciltransferasa (ACAT), una enzima intracelular que sintetiza ésteres de colesterol a partir de colesterol y una acil-CoA de cadena larga. Esto fomenta el almacenamiento del exceso de colesterol en forma de pequeñas gotas de ésteres de colesterol. 
Regula la síntesis del propio receptor de LDL. La disminución de la síntesis del receptor garantiza que el colesterol no se capte en las células en una cantidad superior a las necesidades de éstas, a pesar de que las concentraciones extracelulares sean muy altas.
…Regulación debido a la entrada de colesterol a la célula
Tratamiento de la hipercolesterolemia
Inhibidores de la HMG-CoA reductasa deprimen la biosíntesis de novo de colesterol y, por tanto, las concentraciones intracelulares de colesterol 
Consecuentemente aumentará la producción de receptores de LDL para la eliminación del colesterol extracelular de la sangre. 
Un inhibidor de este tipo, denominado lovastatina se usa para los pacientes con concentraciones de colesterol muy elevadas. 
Existen otros inhibidores dela misma enzima
Transporte de la grasa de la alimentación a la reserva
No está regulado
Todo aquello que aparece en el cuerpo procedente de la alimentación se absorbe, y la mayor parte se transporta al tejido adiposo para su almacenamiento.
Hidrólisis de la reserva
El catabolismo si está regulado
El primer paso de la degradación de la grasa, su hidrólisis a glicerol y ácidos grasos, se regula hormonalmente.
Glucagón, adrenalina o beta-corticotropina activan la cascada del AMP cíclico, que finalmente active a las lipasas
Todos los carbonos de los ácidos grasos se catabolizan para dar lugar a fragmentos de dos carbonos, en forma de acetil-coenzima A
El glicerol liberado se capta por las células hepáticas, donde se utiliza como sustrato gluconeogénico.
Oxidación de los ácidos grasos
Proceso catabólico donde los ácidos grasos sufren remoción de 2C en cada ciclo de oxidación hasta que el ácido graso se descompone por completo.
El producto es en forma de acetil-CoA que ingresa al ciclo de Krebs
Y NADH y FADH2 sirven como donadores de electrones en la cadena respiratoria
Ocurre en la matriz interior de las mitocondrias
Activación de ácido graso
beta-oxidación
Transporte al interior de la mitocondria
1. Activación del ácido graso
2. Transporte al interior de la mitocondria
CoA no puede traspasar la membrana interior de la mitocondria entonces es intercambiada por la carnitina por una transferasa.
Una vez adentro, otra transferasa intercambia intercambia nuevamente la carnitina por una CoA del interior.
Beta-Oxidación
Ciclo de 4 reacciones cuantas veces sea necesario
Deshidrogenación (oxidación)
Hidratación
Deshidrogenación (oxidación)
Fragmentación tiólica
Productos
Acetil-CoA (va al ciclo de Krebs)
Acil-CoA (dos átomos más corta que antes)
1 FADH2 y 1 NADH que ingresan a la cadena respiratoria para la obtención directa de ATP
… beta-oxidación
RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE LA OXIDACIÓN
DE LOS ÁCIDOS GRASOS