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233 Cap í tu lo © 2014. Elsevier España, S.L. Reservados todos los derechos 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo Henar Ortega Senovilla y Emilio Herrera Castillón OBJET IVOS DE APRENDIZAJE ● Conocer los distintos tipos de lipoproteínas, su estructura y su función. ● Comprender el papel de las apoproteínas, las enzimas y los receptores celulares en el metabolismo de las lipoproteínas. ● Analizar los intercambios de lípidos que se realizan durante el metabolismo de las lipoproteínas, así como su función. ● Entender el papel del tejido adiposo no sólo como tejido de reserva energética del organismo, sino como fuente de proteínas reguladoras del metabolismo. ● Comprender los mecanismos de control del depósito y movilización de las principales reservas energéticas del organismo. 17.1. INTRODUCCIÓN Como se ha descrito en capítulos anteriores, los lípidos son moléculas claves en los seres vivos, con funciones tan esenciales como la de ser los elementos mayoritarios de las membranas celulares, constituir la principal fuente de energía para las cé- lulas, ser precursores de hormonas, o cumplir una función vitamínica, entre otras. Por ello, es esencial garantizar el aporte de lípidos a las células, lo que se logra asociándolos a proteínas y lípidos anfipáticos como los fosfolípidos, lo que da lugar a unas partículas seudomicelares, afines al plasma acuoso, que reciben el nombre de lipoproteínas. En plasma existen cuatro tipos mayoritarios de lipoproteínas, que difieren no sólo en su composición fisicoquímica, sino en su origen y en la función que realizan. Aunque algunas lipoproteínas son de origen tisular (intestino e hígado), otras se forman a partir de aquéllas en plasma sanguíneo mediante las transformaciones que sufren como parte de su metabolismo. Empaquetar los lípidos como lipoproteínas facilita su transporte, pero obliga a que las cé- lulas dispongan de mecanismos que permitan la interacción con estas lipoproteínas. Como parte de estos mecanismos, las células cuentan con lipasas localizadas en la matriz extracelular y con receptores de lipoproteínas, que contribuyen también a la retirada de estas partículas de la circulación. El hígado y las glándulas esteroidogénicas son los principa- les aceptores del colesterol, donde éste se transforma en ácidos biliares y hormonas esteroideas, respectivamente; en el resto de las células, el colesterol se utiliza para la formación de mem- branas, o es almacenado en forma de colesterol esterificado. Por su parte, los ácidos grasos son empleados por la mayor parte de los tejidos, en especial el muscular, para la obtención de energía, participando también en la formación de membranas celulares. Es tal la importancia energética de estos lípidos, que rodeando a todos los órganos e incluso los capilares sanguíneos, los seres vivos disponen de un tejido, especialmente dedicado al alma- cenamiento de los ácidos grasos en forma de triacilgliceroles, el tejido adiposo. Además de estar encargado de acumular grasa y de ejercer una función termorreguladora y aislante, el tejido adiposo es considerado un verdadero órgano endocrino, capaz de sintetizar proteínas y péptidos con actividad hormonal, conocidas como adipocitoquinas, así como de responder a la acción de estas y otras moléculas. En este capítulo se abordan los aspectos fundamentales del transporte de lípidos y del almacenamiento de los ácidos grasos en el tejido adiposo. 17.2. CLASIFICACIÓN Y ESTRUCTURA DE LAS LIPOPROTEÍNAS 17.2.1. Estructura general de las lipoproteínas Las lipoproteínas son agregados moleculares mayoritariamente esféricos, con un diámetro comprendido entre 10 y 1.200 nm, que están constituidas por un componente lipídico y un compo- nente proteico. Aunque el tipo y la proporción de ambos varía entre las distintas lipoproteínas, todas muestran una estructura común (fig. 17.1). En ella se distingue un núcleo de lípidos neu- tros o apolares, en el que se pueden encontrar triacilgliceroles, colesterol esterificado y vitaminas liposolubles apolares, tales como carotenoides, ésteres de retinol y ésteres de tocoferol, 234 Parte V Metabolismo lipídico entre otras; rodeando este núcleo, se encuentra una capa super- ficial de lípidos más polares o anfipáticos, como fosfolípidos, colesterol libre y vitaminas liposolubles con algún componente polar o hidrofílico en su estructura, como tocoferol, retinol y polifenoles, entre otras. Integradas en estas estructuras se encuentran proteínas específicas, conocidas como apolipo- proteínas o apoproteínas (apo). Generalmente se localizan en la parte más superficial de las lipoproteínas, orientando sus aminoácidos polares hacia el exterior y los apolares hacia el nú- cleo de las mismas. Estas apoproteínas establecen interacciones hidrofóbicas con el entorno lipídico, lo que contribuye a dar más estabilidad a la partícula. 17.2.2. Clasificación de las lipoproteínas Aunque estrictamente hablando, las lipoproteínas son un conjunto muy heterogéneo de partículas, tradicionalmente se han clasificado en tres o cinco tipos, dependiendo del criterio empleado para ello. El más aceptado es el que se basa en la densidad de las lipoproteínas, ya que es un reflejo de la propor- ción de lípidos y proteínas que posee la partícula, y al tiempo está inversamente relacionada con su tamaño, reflejando la baja densidad de su interior lipídico y la alta densidad de su superficie. Según este criterio, las lipoproteínas habitualmente se clasifican en cinco tipos mayoritarios cuyas características se resumen en la tabla 17.1. El otro sistema de clasificación de las lipoproteínas se basa en su movilidad electroforética al someterlas a la acción de un campo eléctrico, lo que obvia- mente depende de la densidad de carga que el componente proteínico aporta a la lipoproteína. Independientemente del criterio empleado, la estructura de las lipoproteínas condiciona su metabolismo y, por lo tanto, su función. Pero como se des- cribirá en el apartado de su metabolismo, los componentes de las lipoproteínas pueden variar durante su transporte por el plasma, por lo que a continuación se hace una descripción general de las distintas lipoproteínas. Los quilomicrones (CM, ChyloMicrons) son las lipopro- teínas de mayor tamaño y menor densidad, debido a su alto contenido en lípidos frente al de proteínas. Se forman en las células intestinales, a partir de los lípidos de la dieta, y son las únicas que contienen apoB-48 y apoA-IV, dos apo- proteínas de síntesis exclusivamente intestinal. El núcleo de los CM está constituido mayoritariamente por triacilgliceroles, con algo de colesterol esterificado, carotenoides y ésteres de vitami- nas liposolubles (retinol esterificado y tocoferol esterificado). Rodeando este núcleo apolar se sitúan fosfolípidos, colesterol y vitaminas liposolubles, como el retinol, el g-tocoferol y el a-tocoferol, entre otras, así como las apoproteínas que es- tabilizan la partícula. Otro grupo de lipoproteínas con unas características es- tructurales semejantes a las de los CM, son las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL, Very Low Density Lipoproteins), también conocidas por su movilidad electroforética como lipo- proteínas pre-b. Tienen un tamaño y una densidad similar a los CM, y al igual que en éstos, muestran una alta proporción lípidos:proteínas. En las VLDL se repite la composición des- crita para los CM tanto en el núcleo como en la superficie, pero a diferencia de éstos, las VLDL son de origen hepático. Los lípidos que mayoritariamente transportan las VLDL son los triacilgliceroles que se han formado en el hígado. A su vez, las Fig. 17.1 Estructura de las lipoproteínas. Todas las lipoproteínas tienen una superficie polar, formada por fosfolípidos, colesterol libre, apoproteí- nas y vitaminas lipofílicas polares, que rodean a un núcleo apolar formado por triacilgliceroles, colesterol esterificado y vitaminaslipofílicas apolares. Tabla 17.1 Clasificación y características estructurales de las lipoproteínas CM VLDL IDL LDL HDL Densidad (g/ml) < 0,95 0,95-1,006 1,006-1,019 1,019-1,063 1,063-1,21 Lípido mayoritario TAG exógenos TAG hepáticos TAG hepáticos CE CE FL FL CE % TAG 85 53 29 10 4 % CE 3 12 23 37 15 % CL 1 7 9 9 2 % FL 7 18 19 20 24 Apoproteínas características A-IV > B-48 C-II>A-V> B-100 E > B-100 B-100 A-I>A-II, Otras apoproteínas C-II>C-III, E E, C-III>>C-I C-I>C-III>C-II, E % PROT 2 10 19 23 55 Lípido/proteína 99/1 90/10 80/20 50/50 Movilidad electroforética Origen Pre-beta Beta Alfa CE: colesterol esterificado; CM: quilomicrones; CL: colesterol libre; FL: fosfolípidos; TAG: triacilgliceroles. Los porcentajes de lípidos son orientativos, y hacen referencia a los valores encontrados en la subpoblación mayoritaria de cada lipoproteína. El epígrafe “otras apoproteínas” hace referencia a apoproteínas que pueden adquirirse durante el metabolismo de la lipoproteína. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 235 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. apoproteínas que se incorporan a las VLDL son la apoB-100, la apoC-II, la apoA-V, la apoE y la apoC-III, que son también de síntesis hepática. Las lipoproteínas de densidad intermedia (IDL, Intermediate Density Lipoproteins) son lipoproteínas formadas en sangre en el metabolismo de las VLDL. Las IDL también son conocidas como VLDL remanentes o como b-VLDL. Tienen un tamaño menor y una densidad algo superior que las VLDL, y siguen transportando mayoritariamente triacilgliceroles, pero la pro- porción lípido:proteína es menor que la de CM y VLDL. Las IDL carecen de apoC, transportando exclusivamente apoB-100 y apoE. Las lipoproteínas de baja densidad (LDL, Low Density Lipo proteins), también conocidas por su movilidad electroforética como lipoproteínas b, se forman en sangre en el metabolismo de las VLDL. El tamaño de estas lipoproteínas es menor y su densidad es mayor que el de las IDL debido a que la propor- ción lípidos:proteína es menor, y a que el principal lípido que transportan es el colesterol esterificado. Las LDL contienen una sola molécula de apoB-100 en su estructura, que además, prácticamente es su única apoproteína. Por su trascendencia metabólica, es importante destacar que estas lipoproteínas poseen una alta proporción de antioxidantes liposolubles, como el tocoferol, el retinol, la coenzima Q, los polifenoles y otros de naturaleza carotenoide (licopeno, a-caroteno y b-caroteno). El último grupo son las lipoproteínas de alta densidad (HDL, High Density Lipoproteins), o lipoproteínas a por su movilidad electroforética. Las HDL constituyen el grupo más heterogéneo de lipoproteínas, en cuanto que presentan subpo- blaciones o tipos de distintos tamaños y estructura, aunque en su conjunto son las lipoproteínas de menor tamaño y mayor densidad. Los lípidos mayoritarios en las HDL son los fos- folípidos y el colesterol esterificado, y sus apoproteínas más abundantes son la apoA-I, la apoA-II (ambas exclusivas de estas lipoproteínas) y la apoC-I; en algunos tipos de HDL hay además apoC-II, apoC-III y apoE. Precisamente, lo que caracteriza estructuralmente a estas lipoproteínas es su alto contenido proteico, y aunque por término medio se suele considerar que la proporción lípidos:proteína es de 50:50, ésta es muy variable, lo que explica el amplio rango de densidades que presentan estas partículas. 17.2.3. Apoproteínas En la tabla 17.2 se resumen las características más relevantes de las principales apoproteínas. Aunque una de sus principa- les funciones es mantener la estructura de las lipoproteínas y garantizar su solubilidad en el plasma, también desempeñan otros papeles claves en el metabolismo de las lipoproteínas. Así, algunas apoproteínas: j Son imprescindibles para la formación de la lipoproteína en los tejidos correspondientes, como es el caso de la apoB-48 para los CM y la apoB-100 para las VLDL. j Interaccionan con receptores celulares específicos, responsa- bles de la captación de la lipoproteína por un determinado tejido; de ellas, la apoB-100 y la apoE son las más destacadas. Tabla 17.2 Características de las apoproteínas mayoritarias en humanos Concentración Localización Propiedades Síntesis (mg/dl) mayoritaria Activa Inhibe Características apoA-I Intestino, Hígado 90-130 HDL LCAT ABCA1 SR-BI Esencial para la recogida del colesterol celular por las HDL apoA-II Hígado ≈ 40 HDL LCAT EL Inhibe la retirada del exceso de colesterol de las células Inhibe el catabolismo de las HDL2 ricas en TAG apoA-IV Intestino Trazas CM LCAT Necesaria para la formación de los CM apoA-V Hígado Intestino Trazas VLDL LPL Permite interacción entre LPL y LRT apoB-48 Intestino Trazas CM Necesaria para la formación de los CM apoB-100 Hígado 80-100 VLDL LDL Unión a LDLR Necesaria para la formación de las VLDL apoC-I Hígado ≈ 5 HDL LCAT CETP, HL, unión de apoE a receptores Inhibe el catabolismo de las LRT apoC-II Hígado ≈ 3 CM, VLDL, HDL LPL LCAT Esencial para el metabolismo de las LRT apoC-III Hígado 8-12 HDL, VLDL CETP LPL, HL, unión de apoB y apoE a receptores Inhibe el catabolismo de las LRT apoE Hígado Macrófagos ≈ 5 HDL, VLDL, CM Unión a LDLR, LRP, VLDLR, APOER2 Permite el catabolismo de CM, VLDL y HDL APOER2: receptor de tipo 2 de apoE; CETP: proteínas transferidoras de colesterol esterificado, SR-BI o receptor scavenger de tipo 1; CM: quilomicrones; EL: lipasa endotelial; HL: lipasa hepática; LCAT: lecitin colesterol acil transferasa; LDLR: receptor de LDL; LPL: lipoproteína lipasa; LRP: proteína relacionada con el receptor de LDL; LRT: lipoproteínas ricas en TAG; VLDLR: receptor de VLDL. 236 Parte V Metabolismo lipídico j Actúan como cofactores de enzimas implicadas en el me- tabolismo de las lipoproteínas, facilitando el transporte y la redistribución de los lípidos entre las distintas lipoproteínas, o entre éstas y los tejidos; éste es el caso de la apoC-II, la apoA-V o la apoA-I. j Actúan como inhibidores de ciertas enzimas del metabolis- mo lipoproteico, como es el caso de la apoC-III y la apoA-II. 17.3. PROTEÍNAS IMPLICADAS EN EL METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS Gran parte del metabolismo de las lipoproteínas se lleva a cabo extracelularmente, por intercambio de componentes entre las distintas lipoproteínas o entre éstas y los tejidos subyacentes. En este proceso participan determinadas proteínas, que a su vez controlan o modulan el metabolismo de las distintas lipo- proteínas. Dada su importante implicación en el metabolismo de las lipoproteínas, a continuación se analizan sus aspectos más relevantes, que se resumen en la tabla 17.3. 17.3.1. Enzimas con implicaciones en el metabolismo de lipoproteínas Existen tres lipasas que desempeñan un papel fundamental en el metabolismo de las lipoproteínas: la lipoproteína lipasa (LPL), la lipasa hepática (HL) y la lipasa endotelial (EL). Son enzimas extracelulares, que quedan ancladas a la superficie del endotelio vascular por interacción con los proteoglucanos de la matriz extracelular. Estructuralmente, estas lipasas se sintetizan como proenzimas inactivas, con un péptido señal que las dirige a la matriz extracelular del endotelio vascular, donde quedan unidas y realizan su función catalítica. Otra característica común a estas lipasas es que son glucoproteínas, y sus carbohidratos se unen a la parte proteica durante su paso por el sistema de Golgi, antes de ser secretadas a la matriz extracelular. Funcionalmente, estas tres lipasas tienen una actividad éster hidrolasa, y necesitan formar homodímeros para ser catalíticamente activas. La LPL es una enzima dimérica que posee actividad acil- glicérido éster hidrolasa. Actúa sobre las lipoproteínas ricas en triacilgliceroles, esto es, CM y VLDL, catalizando la hidrólisis de sus triacilglicéridos y la liberación de gliceroly ácidos grasos, que son captados inmediatamente por el tejido subyacente a través de receptores de membrana como el CD-36 (fig. 17.2A). Una vez dentro de las células, los ácidos grasos pueden ser reesterificados y almacenados de nuevo como triacilgliceroles, o pueden ser degradados mediante la b-oxidación para pro- porcionar energía. La LPL también tiene cierta actividad sobre otros acilgliceroles (diacilgliceroles y monoacilgliceroles, y fosfoacilgliceroles), y sobre otros lípidos esterificados, como los ésteres de retinol y ésteres de tocoferol. Para llevar a cabo su ac- tividad necesita la presencia de apoC-II en la lipoproteína, que actúa como un cofactor de la LPL, facilitando el reconocimiento y la unión de la lipoproteína a la LPL. También la apoA-V es esencial en la actividad catalítica de la enzima, mediando en la interacción entre la lipoproteína, los proteglucanos de la matriz extracelular a los que la enzima se mantiene unida, y la propia LPL. Puesto que tanto la LPL como la apoC-II y la apoA-V tienen una alta densidad de carga positiva, para que la interacción entre ellos sea estable, es necesaria la presencia de una glucoproteína conocida como GPIHBP1, que posee un dominio rico en aminoácidos ácidos, cuya carga negativa facilita la interacción entre las apoproteínas y la LPL. A la ac- ción activadora de estas proteínas se opone la apoC-III, cuya presencia inhibe la actividad de la enzima. La LPL se expresa en las células parenquimales de prácticamente todos los tejidos, aunque es especialmente abundante en el tejido adiposo y en Tabla 17.3 Proteínas implicadas en el metabolismo de las lipoproteínas Localización Activador Actúa sobre Función Su inhibición produce Proteínas con función catalítica LPL Lipoproteína lipasa Endotelio vascular (tejido adiposo, músculo estriado) apoC-II, apoA-V CM/VLDL Hidrólisis de TAG Acumulación de CM y VLDL HL Lipasa hepática Endotelio vascular (hígado) Ninguno CM/VLDL, HDL LDL Acilglicérido lipasa Acumulación de HDL EL Lipasa endotelial Endotelio vascular apoA-I HDL Fosfolipasa A1 Acumulación de HDL LCAT Lecitina-colesterol-acil transferasa HDL apoA-I HDL Esterifica colesterol con AG de fosfatidil-colina HDL poco eficaces en la recogida de colesterol Proteínas que facilitan el intercambio de lípidos neutros CETP Proteína transferidora de colesterol esterificado HDL apoA-I HDL/VLDL HDL/LDL Intercambia CE de HDL a VLDL a cambio de TAG Acumulación de HDL y de LDL pequeñas PLTP Proteína transferidora de fosfolípidos HDL HDL Intercambia FL de CM y VLDL a HDL ABCA1 Membranas celulares apoA-I HDL Facilita salida de CE de las células Acumulación de colesterol intracelular. Descenso de HDL AG: ácidos grasos; CE: colesterol esterificado; CM: quilomicrones; FL: fosfolípidos; TAG: triacilgliceroles. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 237 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. el músculo cardíaco y esquelético, mientras que se encuentra ausente en hígado del individuo adulto. La HL comparte muchas características estructurales con la LPL. En su forma dimérica posee actividad acilglicérido éster hidrolasa, aunque es menos específica que otras lipasas, pudiendo hidrolizar los ácidos grasos de cualquier acilglicérido y de los fosfoacilglicéridos, así como romper los enlaces tioéster de los acil-CoA. No necesita apoC-II como cofactor, por lo que tiene un espectro de acción más amplio que el de la LPL, actuando sobre los CM y sus remanentes, las VLDL e incluso las HDL enriquecidas en triacilglicéridos (fig. 17.2B). A diferencia de la LPL, la HL se sintetiza mayoritariamente en las células parenquimatosas del hígado. Por su parte, la EL es otra enzima lipolítica extracelular, pero en este caso, con actividad fosfolipasa. Muestra preferencia sobre los ácidos grasos en la posición C1 de los fosfolípidos (por lo que sería una fosfolipasa A1), y es dependiente de apoA-I como cofactor, por lo que actúa mayoritariamente sobre las HDL (fig. 17.2C). La EL presenta una particularidad que la diferencia de otras lipasas, y es el hecho de que se expresa fun- damentalmente en las propias células del endotelio vascular, donde queda unida a los proteoglucanos de heparán sulfato. Además de estas lipasas, en el metabolismo lipoproteico destaca otra actividad enzimática, la de la lecitinacolesterol acil transferasa (LCAT), que es una glucoproteína con alto conteni- do en ácido siálico, que es sintetizada en el hígado. A diferencia de las lipasas, la LCAT no se localiza en el endotelio vascular sino en las propias HDL circulantes, sobre las que realiza su función. En concreto, la LCAT tiene una actividad esterasa, y cataliza la ruptura de un ácido graso de la fosfatidilcolina (lecitina) y su transferencia y unión a una molécula de colesterol; normal- mente, el ácido graso transferido es el que se encuentra en la posición 2 de la lecitina, que queda como lisolecitina (fig. 17.3A). La actividad de esta enzima es dependiente de la presencia de apoA-I, que actúa como cofactor (fig. 17.3B). 17.3.2. Proteínas transferidoras de lípidos Además de las enzimas descritas, en el metabolismo lipoprotei- co participan otras proteínas que carecen de actividad catalítica, pero que facilitan la transferencia de los lípidos más apolares, y por tanto, incapaces de difundir por sí solos entre las distintas lipoproteínas. Entre estas proteínas transferidoras de lípidos destaca la proteína transferidora de colesterol esterificado (CETP), tam- bién conocida como proteína transferidora de lípidos neutros (LTP). Se sintetiza mayoritariamente en el hígado y en el tejido adiposo, de donde se libera al plasma sanguíneo. En plasma, la CETP promueve la transferencia a favor del gradiente de concentración de los ésteres de colesterol desde las HDL hacia las VLDL y quilomicrones, y de los triacilglicéridos en el sentido contrario (fig. 17.4A). La proteína transferidora de fosfolípidos (PLTP) actúa tras la LPL, promoviendo la transferencia de fosfolípidos desde los quilomicrones y las VLDL hacia las HDL, por lo que la PLTP contribuye al remodelado de las HDL (fig. 17.4B). A di- ferencia de la CETP, esta proteína se expresa en multitud de órganos y tejidos, aunque son el pulmón, el cerebro y las gónadas donde lo hace en mayor cantidad, y de donde se libera al plasma sanguíneo. Fig. 17.2 Mecanismo de acción de las lipasas que participan en el metabolismo de las lipoproteínas. A. La lipoproteína lipasa (LPL, en azul en la figura) cataliza la hidrólisis de los triacilgliceroles (TAG) de las lipoproteínas ricas en ellos (LRT: quilomicrones [CM] y VLDL). En la reacción, la apoC-II y la apoA-V presentes en las LRT, actúan como cofactores. Una glucoproteína facilita la interacción entre las apoproteínas y la LPL. B. La lipasa hepática (HL) cataliza la hidrólisis de los acilglicéridos y los fosfolípidos, tanto de las LRT como de las HDL ricas en fosfolípidos. C. La lipasa endotelial (EL) cataliza la ruptura de los fosfolípidos (FL) de las HDL. AG: ácidos grasos; CE: colesterol esterificado; DAG: diacilgliceroles; MAG: monoacilgliceroles; RFL: ricas en fosfolípidos; RTAG: ricas en triacilgliceroles; VIT A: vitamina A; VIT E: vitamina E. 238 Parte V Metabolismo lipídico Fig. 17.4 Reacciones catalizadas por las proteínas transferidoras de lípidos. A. La proteína transferidora de ésteres de colesterol (CETP) facilita el intercambio de lípidos neutros entre las HDL y las lipoproteínas ricas en triacilgliceroles (LRT). En concreto, dirige el flujo de CE desde las HDL a las LRT, y de triacilgliceroles desde las LRT hacia las HDL. B. Tras la acción de la lipoproteína lipasa (LPL), las LRT tienen menos volumen debido a la pérdida de material del núcleo. Esto hace que al compactarse la partícula, parte de los fosfolípidos (FL) de la superficie se desprendan como micelas. La PLPT facilita la uniónde estos FL a las HDL, que se enriquecen en uno de los sustratos de la LCAT. C. Las ABCA1 facilitan la salida del colesterol que se acumula en las membranas celulares, hacia las lipoproteínas que contengan apoA-I. Fig. 17.3 Mecanismo de acción de la lecitina colesterol acil transferasa (LCAT). A. En las HDL, la LCAT cataliza la hidrólisis del ácido graso en la posición 2 de la lecitina (fosfolípido que forma parte de la superficie de las HDL), y su transferencia y unión, al hidroxilo libre del colesterol. La reacción genera lisolecitina y colesterol esterificado. B. Esta reacción es complementaria a la captación de colesterol libre por parte de las HDL, en un proceso facilitado por las ABCA1. Una vez que las HDL han captado colesterol, éste es esterificado por la LCAT, lo que aumenta su hidrofobicidad y favorece su desplazamiento al interior de la lipoproteína (recuadro). CE: colesterol esterificado; CL: colesterol libre. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 239 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. Conviene también citar el papel de las proteínas ABCA1, un tipo de proteínas integrales de membrana que emplean ATP como fuente de energía para el transporte de lípidos a través de las membranas. En concreto, las ABCA1 facilitan la salida del colesterol desde las membranas celulares hacia las HDL, en un proceso facilitado por la apoA-I (fig. 17.4C). 17.3.3. Receptores celulares La mayor parte del catabolismo de las lipoproteínas se realiza a través de dos tipos de receptores específicos: los acoplados a un sistema de endocitosis, que llevan a cabo la captación de la lipo- proteína entera; y los que promueven el intercambio de los lípi- dos con la membrana plasmática. Al primer grupo pertenecen el receptor de las LDL (LDLR), las LRP (LDLReceptor Related Proteins), y los receptores de HDL. De ellos, el LDLR, descubier- to en 1972 por Goldstein y Brown, es sin duda el más estudiado y el de mayor impacto metabólico. Se trata de una glucoproteína integral de membrana, que consta de cinco dominios estructu- rales (fig. 17.5). Cuando el LDLR está en la superficie celular, el dominio de unión al ligando se encuentra en una conforma- ción abierta, que le permite el reconocimiento de la apoE y la apoB, y la interacción con las lipoproteínas que las contienen. El dominio intracelular (citoplasmático) del LDLR lo dirige hacia una zona de la membrana plasmática rica en clatrina: las fosas recubiertas de clatrina (v. fig. 16.6). Allí, la LDLRAP1 o proteína adaptadora del LDLR, se encarga de acoplar el do- minio citoplasmático del LDLR con la clatrina, lo que desen- cadena la endocitosis, de modo que el conjunto lipoproteína- LDLR queda recluido dentro de unas vesículas (endosomas), que rápidamente se funden con los lisosomas de la célula. Ahí, aunque parte del LDLR es degradado por una proteasa, hay una porción que regresa intacta a la membrana plasmática en un proceso de reciclaje. A su vez, la lipoproteína se degrada intracelularmente por acción de las enzimas lisosomales, y sus componentes lipídicos se incorporan al metabolismo de Fig. 17.5 Estructura del receptor de LDL (LDLR). En la estructura del LDLR se distinguen cinco dominios estructural y funcionalmente diferentes: (i) un dominio extracelular de unión al ligando, con siete repeticiones contiguas ricas en Cys conocidas como repeticiones LA, flanqueadas todas ellas por aminoácidos ácidos; (ii) un dominio conocido como EGFP, por contener varias secuencias homólogas al factor de crecimiento epidérmico (EGF) así co- mo una región YWTD con plegamiento en forma de barril b, responsable del reciclaje del LDLR a la superficie celular; iii) una región de 58 aminoáci- dos rica en Ser y Thr altamente glucosilada; (iv) un dominio o segmento transmembrana de 22 aminoácidos, y (v) un dominio citoplásmico C-terminal de 50 aminoácidos, con una secuencia de aminoácidos NPVY, implicada en dirigir la endocitosis del LDLR. Además, en el dominio citoplásmico existe una secuencia de Asn-Pro-Val-Tyr (NPVY), responsable de la capacidad de endocitosis que posee este receptor en presencia o ausencia de ligando. 240 Parte V Metabolismo lipídico la célula. El LDLR es muy ubicuo y prácticamente se expresa en casi todos los tipos celulares; sin embargo, son el hígado y las glándulas esteroidogénicas donde se encuentra en mayor proporción. Junto a su capacidad de endocitosis, otra carac- terística de este receptor es que está sujeto a regulación, en concreto, por la concentración intracelular de colesterol. El aumento de colesterol intracelular inhibe la transcripción del LDLR, disminuyendo el número de receptores en la superficie celular, y con ello, la captación de colesterol extracelular. Sólo cuando la célula recupera sus niveles, se vuelve a activar la síntesis de LDLR. Este mecanismo complementa la inhibición de la HMG-CoA reductasa, que se produce al aumentar la concentración intracelular de colesterol y que se describió con detalle en el capítulo 16. La falta de LDLR funcionales en la superficie de las células produce un incremento en la concen- tración de LDL en sangre, ya que a diferencia de las VLDL o las HDL, estas lipoproteínas sólo pueden ser eliminadas de la circulación a través de su interacción con el LDLR. Ésta no es la única función del LDLR, ya que gracias a su capacidad para reconocer apoE, el LDLR participa en el catabolismo de prácticamente todas las lipoproteínas; por ello, el LDLR es el principal regulador de la homeostasis del colesterol. De hecho, las mutaciones en el LDLR están asociadas con altas concentraciones de colesterol circulante, y son la base de una enfermedad hereditaria que se conoce como hipercoles- terolemia familiar. El estudio del LDLR ha permitido el descubrimiento de toda una familia de proteínas de membrana con gran homología estructural con el LDLR. Entre ellas, las que participan en el metabolismo de las lipoproteínas son el receptor de VLDL o VLDLR, el receptor tipo 2 de apoE o APOER2, y las proteínas 1 y 2 relacionadas con el LDLR o LRP-1 y LRP-2. Hay también otros receptores de lipoproteínas, que a diferencia de los anteriores, no desencadenan ningún mecanismo de endoci- tosis y degradación de la lipoproteína una vez que se ha unido a la misma, sino que actúan canalizando la entrada a la célula de algún componente de la lipoproteína. Este es el caso de los receptores SR- BI y CD36. El receptor SR-BI se caracteriza por su capacidad para unirse a las HDL a través de la interacción con la apoA-I, y facilitar la transferencia de colesterol de las células. El receptor CD36 tiene las mismas propiedades que el SR-BI, pero no sólo interviene en la transferencia de colesterol, sino en la de ácidos grasos y del colesterol esterificado que ha quedado acumulado en la íntima arterial por retención de las LDL oxidadas. Tanto el SR-B1 como el CD36 pertenecen a una familia de receptores conocida como receptores basureros o SR (Scavenger Receptor), que interaccionan con diversos ligandos no necesariamente relacionados específica- mente con las lipoproteínas. Merece la pena destacar la existencia de alteraciones que afectan a las distintas proteínas implicadas en el metabolismo lipoproteico descritas en este epígrafe, y que dan lugar a situaciones de dislipemia, cuyas principales características etiopatológicas se resumen en la tabla 17.4. Tabla 17.4 Clasificación etiopatológica de las dislipemias Genotipo Fenotipo Defecto Lipoproteína afectada COL TAG Herencia Frecuencia RCV Hipercolesterolemias monogénicas IIa LDL ++ n.m. Hipercolesterolemia familiar (HF) ∅ LDLR Dominante HT: 1/1.000 HZ: 1/106 ++++++ Hipercolesterolemia familiar defectiva en apoB (FDB) ∅ apoB–100 Dominante 1-2/100 + Hipercolesterolemia autosómica recesiva (ARH) ∅ LDLRAP1 Recesiva 2/100 +++ Hipercolesterolemia poligénica IIa ¿? LDL + + ¿? 5/100 + Hipocolesterolemias familiares+ – n.m. Abetalipoproteinemia ∅ MTP LDL, VLDL, CM Hipobetalipoproteinemia ∅ apoB-100 LDL, VLDL Hiperalfalipoproteinemia IIa +apoA-I o ∅ CETP HDL + n.m. Dominante 1/1.000 n.m. Hipoalfalipoproteinemias HDL – n.m. Dominante +++ Hipoalfalipoproteinemia familiar (FHA) ∅ apoA-I Enfermedad de Tangier ∅ ABCA1 Enfermedad de ojo de pez ∅ LCAT Hipertrigliceridemia familiar IV ∅ LPL o ∅ apoC-II o ∅ apoA-V VLDL n.m. ++ Recesiva 1/106 + Hiperlipemias combinadas Hiperlipemia familiar combinada (FCHL) IIa IIb IV + apoB-100 e ∅ LDLR VLDL ++ +++ Dominante 1/106 ++ Disbetalipoproteinemia familiar III apoE + otra patología. CM, IDL, VLDL + + Recesiva 1/106 + Deficiencia de HL familiar HL HDL, VLDL + +++ Recesiva 1/106 + +: incremento; ∅: inhibición; ¿?: desconocido; n.m.: sin modificación significativa. LDLR: receptor de LDL; LDLRAP1: proteína adaptadora del LDLR; MTP: proteína de transferencia de triacilgliceroles microsomal; CETP: proteína transferidora de colesterol esterificado; LCAT: lecitina-colesterol acil transferasa; CM: quilomicrones; HT: heterozigosis; HZ: homozigosis. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 241 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. 17.4. METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS El metabolismo de las lipoproteínas es un proceso altamente dinámico, que mayoritariamente transcurre en la circulación por intercambio del componente lipídico y proteico entre las distintas lipoproteínas, y entre éstas y los tejidos que expresen las enzimas o los receptores adecuados. Clásicamente, el meta- bolismo de lipoproteínas se ha divido en tres fases: 1. La fase exógena, por la cual los quilomicrones forma- dos en el intestino delgado transportan los lípidos de la dieta hasta el hígado, proporcionando ácidos grasos y vitaminas liposolubles a los tejidos que se encuentran a su paso. 2. La fase o vía endógena, por la cual, el hígado sintetiza VLDL para el transporte de lípidos a los tejidos perifé- ricos extrahepáticos. 3. La fase de transporte reverso del colesterol, en la que las HDL recogen el colesterol sobrante que las células acumulan, y a través de varias vías es transportado al hígado para su eliminación. A pesar de su complejidad, sin embargo, es importante contemplar el metabolismo de las lipoproteínas de una forma global, dado que no ocurre por separado el de cada una de ellas, sino que transcurre simultáneamente (fig. 17.6). 17.4.1. Fase exógena del metabolismo de lipoproteínas: metabolismo de los quilomicrones (CM) Tras la alimentación, las células de la mucosa intestinal son ca- paces de llevar a cabo la síntesis de quilomicrones, a partir de los lípidos obtenidos tras la digestión de las grasas de la dieta, como se describió en el capítulo 12. En el retículo endoplásmico de los enterocitos, la proteína de transferencia de triacilgliceroles microsomal o MTP dirige a los triacilgliceroles recién formados hacia una molécula de apoB-48, dando lugar a una pequeña es- tructura lipídica a la que inmediatamente se incorporan ésteres de colesterol, carotenos y otras vitaminas liposolubles apolares (ésteres de retinol y de tocoferol). Estos lípidos forman el núcleo de unas partículas, cuya superficie está formada por lípidos más polares como colesterol, fosfolípidos y vitaminas liposolubles pola- res (tocoferol y retinol entre otras). El proceso se completa con la incorporación de la apoA-IV, que sirve como componente de superficie para estabilizar la partícula, y como señal que induce la formación de unas vesículas en cuyo interior estas lipoproteínas nacientes abandonan el retículo endoplasmático y alcanzan el aparato de Golgi. Durante el tránsito a través del Golgi se van incorporando más lípidos hasta dar lugar a unas estructuras de unos 250 nm de diámetro, que son liberadas por exocitosis a la linfa, a través de la cual llegan a la sangre. A estos Fig. 17.6 Esquema global del metabolismo de las lipoproteínas. Simplificación del transporte de lípidos desde el intestino (derivados de la dieta) hasta el hígado, y desde éste hasta los tejidos periféricos, así como su retorno al hígado. LPL: lipoproteína lipasa. 242 Parte V Metabolismo lipídico quilomicrones recién segregados a la circulación se les conoce con el nombre de quilomicrones nacientes o inmaduros. El metabolismo de los CM se representa esquemáticamente en la figura 17.7. Los CM nacientes son liberados a los canalí- culos linfáticos, y de ahí a la circulación sanguínea sistémica; tienen un alto contenido en TAG, pero también incorporan ésteres de colesterol, fosfolípidos y vitaminas liposolubles pro- cedentes de la dieta (carotenos, vitamina E y vitamina A), así como dos apoproteínas de origen intestinal: la apoA-IV y la apo-B48. Sin embargo, la principal característica metabólica de estos CM nacientes es su bajo contenido en colesterol libre, lo que les convierte en excelentes aceptores de colesterol libre procedente fundamentalmente de las HDL. De estas HDL, los CM nacientes también reciben fosfolípidos, apoC-II y apoE. La llegada de estos elementos hace que aumente la superficie de los quilomicrones, de modo que parte de los fosfolípidos y toda la apoA-IV se desprenden en forma de pequeñas vesículas, que posteriormente dan lugar a HDL nacientes (apartado 17.4.3). El resultado son unos CM maduros, enriquecidos en apoC-II y apoE, con algo más de colesterol libre que el que transportaban como partículas nacientes, pero sin apoA-IV (fig. 17.7). La adquisición de apoC-II permite que a medida que van cir- culando por la sangre, los CM maduros puedan ser reconocidos por la LPL que se encuentra anclada en el endotelio de los ca- pilares sanguíneos de tejidos extrahepáticos (sobre todo tejido adiposo y músculo esquelético). La unión entre la apoC-II y la LPL, estabilizada por la GPIHBP1, retiene a los CM y permite que la LPL acceda a los triacilgliceroles y catalice su hidrólisis, liberando glicerol y ácidos grasos; que son captados por el tejido subyacente, como se describió en el apartado 17.3.1. Tras la acción de la LPL, los CM han perdido gran parte de su núcleo apolar, de modo que al reestructurarse para compac- tarse, su superficie queda distorsionada, y vuelven a despren- derse de ella por segunda vez componentes como fosfolípidos, colesterol libre y apoproteínas C y A, que en gran parte dan lugar a HDL nacientes (v. apartado 17.4.3). Las partículas de CM resultantes de la acción de la LPL se conocen como CM remanentes, con un tamaño (<100 nm) muy inferior al de los CM nacientes y al de los CM maduros, con menor contenido en triacilgliceroles y ésteres de retinol y de tocoferol que aquéllos, pero con más colesterol que el transportado inicialmente. Los remanentes de CM pueden atravesar el endotelio vascular y al- canzar el espacio de Disse que rodea a las células parenquimales hepáticas. Por otro lado, la apoE queda más expuesta en la lipo- proteína y es mucho más accesible a la interacción de los CM remanentes con los receptores hepáticos de apoE, en concreto con los LRP o el propio LDLR. La interacción desencadena la invaginación de la membrana donde se encuentra el receptor, y esta endocitosis permite que el CM remanente sea captado por los hepatocitos, donde es metabolizado. Algunos CM re- manentes pueden ser también captados por los hepatocitos a través de un mecanismo mediado por los proteoglucanos de Fig. 17.7 Metabolismo de los quilomicrones (CM). Principales pasos del metabolismo de los CM, desde su salida a la circulación transportando los lípidos de la dieta que recibieron en el intestino, hasta su llegada al hígado. Véanse detalles adicionales en el texto. Los números indican la secuencia de las principales etapas. AG: ácidos grasos; CE: colesterol esterificado; CL: colesterol libre; FL: fosfolípidos; LCA: lecitina colesterol acil transferasa; LDLR: receptor apoB/E de LDL; LPL: lipoproteína lipasa; LRP1: receptor relacionadocon el LDLR; TAG: triacigliceroles. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 243 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. heparán sulfato de la matriz extracelular. En conjunto, ambos sistemas consiguen que la vida media de los quilomicrones en la circulación sea muy corta. 17.4.2. Fase endógena del metabolismo de las lipoproteínas: VLDL y LDL Una vez en el hígado, los lípidos de la dieta que han llegado en los CM remanentes se unen a los de síntesis endógena y a los que llegan a este órgano por otras vías. Para alcanzar los tejidos periféricos, estos lípidos hepáticos salen a la circulación en forma de VLDL, cuyo metabolismo es muy similar al de los quilomicrones. Al igual que en los enterocitos, en un proceso dependiente de la MTP1, los triacilgliceroles hepáticos se unen a la apoB-100 que se está formando en el retículo endoplás- mico, y da lugar a unas partículas a las que rápidamente se incorporan otros lípidos apolares (fig. 17.8). La apoB-100 queda embebida en estos lípidos apolares, con parte de su estructura en la zona más superficial de la partícula, a la que se incorporan lípidos polares y otras apoproteínas, como la apoA-V para formar las VLDL nacientes. Estas partículas salen del retículo endoplasmático dentro de unas vesículas, que se funden con el aparato de Golgi, para migrar a la membrana basal del hepatocito, donde por exocitosis liberan su contenido al espacio de Disse para alcanzar los sinusoides hepáticos y de ahí la circulación sistémica. En la circulación sanguínea, estas VLDL nacientes reciben colesterol libre y esterificado de las HDL gracias a la acción de la CETP y de la LCAT, así como apoC-II y apoE, transfor- mándose en las VLDL maduras (fig. 17.9). Al igual que con los CM, la apoC-II permite que las VLDL sean sustrato de la LPL anclada en el endotelio vascular del tejido adiposo y músculo, que hidroliza los triacilgliceroles del núcleo de la lipoproteína, distorsionando su estructura. Parte de los fosfolípidos y de la apoC de la superficie de la VLDL se liberan de la misma en forma de micelas, que rápidamente son incorporadas a la superficie de las HDL en un proceso mediado por la PLTP, de modo que las VLDL quedan empobrecidas en triacilgliceroles y apoC-II, pero con mayor contenido en colesterol y apoE res- pecto a las VLDL nacientes liberadas por el hígado. Estas lipo- proteínas son las IDL. En las IDL, la apoE queda expuesta en la superficie de la lipoproteína, lo que facilita que una parte de esas IDL pueda ser retirada directamente de la circulación a través de los re- ceptores LDLR, APOER y VLDLR. Sin embargo, en su mayor parte, las IDL continúan su metabolismo, intercambiando lípidos en la circulación. Por acción de la HL, la EL e incluso de la LPL, las IDL pierden triacilgliceroles del núcleo y reducen su tamaño; además, por interacción con las HDL pierden las Fig. 17.8 Esquema de los procesos que participan en la formación y secreción hepática de las VLDL. A partir de los lípidos que llegan a la célula hepática o que son sintetizados en ella, se configuran las VLDL, en un proceso en el que los triacilgliceroles (TAG), la apoB-100 y la proteína de transferencia de triacilgliceroles microsomal (MTP) desempeñan papeles claves. Los números indican la secuencia de las principales etapas que tienen lugar. Véanse más detalles en el texto. ACAT: acetil colesterol acil transferasa; AG: ácidos grasos; CE: colesterol esterificado; CL: colesterol libre; FL: fosfolípidos; TAG: triacilgliceroles. 244 Parte V Metabolismo lipídico apoproteínas de superficie, y a través de la CETP pierden más triacilgliceroles pero reciben colesterol esterificado. El resulta- do de estas interacciones es que las IDL quedan transformadas en unas partículas con bajo contenido en triacilgliceroles pero enriquecidas en colesterol esterificado, y con una molécula de apoB-100 como única apoproteína en su estructura (conviene recordar que a diferencia de otras apoproteínas, la apoB-100 no es una proteína intercambiable). Estas partículas son las LDL, que por su estructura están consideradas el principal trans- portador en la circulación de colesterol a los tejidos con alta demanda del mismo; dos tercios del colesterol que circula en la sangre lo hace en estas lipoproteínas, mientras que el resto lo hace en HDL y VLDL. Las LDL son las lipoproteínas más homogéneas, ya que al carecer de otras apoproteínas que no sean la apoB-100, tienen una baja capacidad de intercambiar lípidos con otras lipo- proteínas. La cesión de colesterol a los tejidos se lleva a cabo por interacción con el LDLR (fig. 17.9), que se expresa en la superficie de la membrana celular (v. apartado 17.3.3). Ésta es prácticamente la única forma de catabolismo de las LDL, ya que no poseen apoE que les permita ser reconocidas por otros receptores, y no hay otros receptores capaces de reconocer a la apoB-100. El hígado es el órgano con mayor cantidad de LDLR, y por lo tanto es el principal responsable del catabolismo de las LDL. La vida media de las LDL es relativamente larga, de unos 3 días, y durante este tiempo son relativamente estables; sin embargo, cuando se retrasa su catabolismo o aumenta el nú- mero de estas lipoproteínas en la circulación, se incrementa la probabilidad de que las LDL sufran procesos de oxidación y queden retenidas en la íntima arterial, iniciando un proceso crónico de inflamación en el endotelio vascular, conocido como arteriosclerosis. 17.4.3. Metabolismo de las HDL y transporte reverso del colesterol Como se mencionó en el capítulo 16, excepto el hígado y las glándulas esteroidogénicas, los requerimientos de colesterol del resto de las células son muy bajos: sólo lo utilizan para la formación de membranas y no pueden degradarlo. De ahí la necesidad de un mecanismo que asegure la retirada del coles- terol sobrante de los tejidos, y su transporte hacia el hígado, Fig. 17.9 Esquema general del destino de las VLDL y del metabolismo de las LDL. Las VLDL nacientes formadas en el hígado se transforman en las VLDL propiamente dichas (VLDL maduras) por transferencia de componentes de las HDL. Estas VLDL son catabolizadas por acción de la lipoproteína lipasa (LPL), que hidroliza los triacilgliceroles (TAG) de estas partículas y proporciona ácidos grasos (AG) y glicerol a los tejidos subyacentes. Como consecuencia de la acción de la LPL, las VLDL, por un lado, ceden parte de los lípidos de superficie a las HDL, en una reacción mediada por la proteína transferidora de fosfolípidos (PLTP), mientras que el resto de la partícula se compacta dando lugar a las IDL. Parte de estas IDL son retiradas de la circulación a través del receptor de apoE (APOER) hepático, mientras que el resto son sustrato de la acción de lipasas y proteínas transferidoras de lípidos, dando lugar a las LDL, que son captadas por los tejidos extrahepáticos o por el hígado, a través de un proceso de endocitosis mediado por el receptor de las LDL (LDLR). CE: co- lesterol esterificado; CETP: proteína transferidora de ésteres de colesterol; CL: colesterol libre; EL: lipasa endotelial; FL: fosfolípidos; HL: lipasa hepática. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 245 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. donde se gestionará su excreción. Las HDL son las lipoproteínas que con mayor eficacia llevan a cabo la recogida del exceso de colesterol de los tejidos. El metabolismo de las HDL está orien- tado en parte a alcanzar la estructura que asegure la máxima eficacia en la captación del colesterol que se acumula en las membranas de los tejidos. Éste es el caso de las HDL discoidales que se sintetizan en el intestino y en el hígado, y que tan sólo contienen una bicapa de fosfolípidos y las correspondientes apoproteínas: apoA-I y apoA-II en las HDL de origen intestinal,y apoA y apoE en las que se sintetizan en el hígado. Gracias a su escaso contenido en colesterol, las HDL discoidales tienen una gran capacidad para aceptarlo tanto de las membranas celulares como de otras lipoproteínas. El mecanismo de retirada de coles- terol es más eficaz cuanto menor es la cantidad de colesterol que hay en la superficie de la HDL que está interaccionando con la membrana celular. Por ello, a medida que las HDL van captando colesterol, la LCAT lo va esterificando haciéndolo apolar, de modo que se desplaza al centro de la partícula, abandonando su superficie (fig. 17.3B). Esto permite mantener el gradiente de concentración de colesterol libre a favor de las HDL. En la figura 17.10 se representa esquemáticamente el meta- bolismo de las HDL. Las HDL discoidales (pre-bHDL o HDL nacientes) se encuentran en baja concentración en el plasma, ya que a medida que se enriquecen en colesterol esterificado y aumenta su núcleo apolar, estas lipoproteínas adoptan una forma más esférica que se conoce como HDL3 pequeñas. Estas HDL3 pequeñas siguen siendo muy eficaces en la captación de colesterol libre y, de hecho, son las principales responsables de la retirada del exceso de colesterol extrahepático. A medida que el colesterol es esterificado por la LCAT y aumenta el núcleo de estas lipoproteínas, se hace necesario aumentar también la superficie polar de las mismas en forma de fosfolípidos (que actúen además como sustrato de la LCAT). Por ello, las HDL3 pequeñas son los principales sustratos de la PTPL, actuando como aceptores de las micelas de lípidos que se desprenden de las lipoproteínas ricas en triacilglicéridos (quilomicrones y VLDL), tras la acción sobre éstas, de la LPL. Surge así una nueva población de partículas que se le denomina HDL2 ricas en fosfolípidos, sobre las que sigue actuando la LCAT, incremen- tando el contenido de colesterol libre y con ello el tamaño de la Fig. 17.10 Metabolismo de las HDL y transporte reverso del colesterol. El hígado sintetiza VLDL y HDL, que se encargan de proporcionar triacil- gliceroles (TAG) a los tejidos extrahepáticos, y de recoger el exceso de colesterol de los tejidos, respectivamente. Como consecuencia del catabolismo de las VLDL a través de la lipoproteína lipasa (LPL), surgen las LDL, que proporcionan colesterol a los tejidos que lo demandan, lo que indican a través de la expresión del receptor de LDL (LDLR) en su membrana celular. El intercambio de colesterol entre las HDL y los tejidos está mediado por la acción de la ABCA1 en combinación con la lecitina colesterol acil transferasa (LCAT). A su vez, el intercambio de lípidos entre distintas lipoproteínas está mediado por la proteína transferidora de ésteres de colesterol (CETP) y la proteína transferidora de fosfolípidos (PLPT o FLPT). La retirada de las lipoproteínas de la circulación se realiza mediante receptores específicos. AG: ácidos grasos; CE: colesterol esterificado; CL: colesterol libre; FL: fosfolípidos; SR-B1: re- ceptor scavenger 1. 246 Parte V Metabolismo lipídico lipoproteína, hasta generar las HDL2b, más ricas en colesterol esterificado que las HDL2 (fig. 17.10). Todas estas transformaciones en la estructura de las HDL están encaminadas a conseguir unas lipoproteínas muy eficaces en la retirada del exceso de colesterol de los tejidos periféricos (el denominado transporte reverso del colesterol). De hecho, este proceso se completa con el transporte del colesterol esterificado en las HDL hacia el hígado, para su retirada de la circulación, el cual se complementa con la eliminación de IDL y LDL a través de sus respectivos receptores. 17.5. ALMACENAJE DE LÍPIDOS EN EL ORGANISMO: TEJIDO ADIPOSO Durante muchos años, el tejido adiposo se ha venido consi- derando un protector mecánico (aislamiento térmico y acol- chonamiento) de los órganos internos y el depósito inerte de los triacilglicéridos de nuestro organismo, pero este concepto ha cambiado drásticamente, ya que además de constituir el principal lugar de almacenaje de energía en forma de triacil- gliceroles, el tejido adiposo produce una gran cantidad de pro- teínas denominadas adipoquinas, que influyen en numerosos procesos (en particular el metabolismo energético y los proce- sos inflamatorios). Independientemente de las diferencias en los tejidos adiposos localizados alrededor de distintos órganos, existe una clasificación característica de dos tipos de tejido adiposo en función de su coloración: el tejido adiposo blanco (TAB) y el marrón (TAM). En las etapas de aumento de la inges- ta y/o de disminución del gasto energético, el exceso de energía se deposita muy eficazmente en el TAB en forma de triacil- gliceroles. Sin embargo, cuando disminuye el alimento y/o aumenta el gasto energético, las reservas lipídicas del tejido adiposo se movilizan aportando sustratos para la producción de energía. Este proceso se lleva a cabo por la acción de lipasas que degradan los triacilgliceroles en glicerol y ácidos grasos no esterificados (NEFA), que salen a la sangre. Mientras que el destino del glicerol es el hígado, donde es utilizado como sustrato en la síntesis de glucosa, el destino de los NEFA es preferentemente el hígado, pero también el músculo y el TAM, donde son utilizados en su oxidación. 17.5.1. Características generales del tejido adiposo blanco y marrón En las células del TAB (conocidas como adipocitos blancos), los lípidos se localizan en una gran vacuola que prácticamente ocupa casi toda la célula. Ello hace que las mitocondrias y el núcleo se encuentren hacinados en una fina franja en la parte exterior del citoplasma (fig. 17.11A). En las células del TAM (denominadas adipocitos marrones), los lípidos se encuentran localizados en varias vacuolas. Además, en el citoplasma de es- tas células hay una gran cantidad de mitocondrias (fig. 17.11B), las cuales aportan la coloración del tejido. Aunque ambos tipos de tejido adiposo acumulan triacil- gliceroles y pueden hidrolizarlos y liberar los productos corres- pondientes (glicerol y NEFA) a la sangre, la principal diferencia funcional entre los dos es que el TAM presenta una mayor capacidad oxidativa, de modo que llega a oxidar una conside- rable cantidad de los ácidos grasos liberados de sus depósitos. El proceso oxidativo tiene lugar en las mitocondrias, donde se genera el potencial reductor que permite el funcionamiento del transporte de electrones, pero de forma distinta a lo que ocurre en otros tejidos, en el TAM este proceso se desacopla de la generación de ATP. Este desacoplamiento es facilitado en el TAM por una proteína desacopladora (UCP, Uncoupling Protein), que facilita que se disipe el gradiente de protones de la membrana interna de la mitocondria, con la consiguiente liberación de calor. Este proceso termogénico es esencial en los recién nacidos expuestos al frío, mientras que no es necesario en el adulto, en el que llega a perderse al desarrollar otras es- trategias para mantener su temperatura corporal. El TAM es también importante en organismos que tienen la necesidad de generar calor en determinadas etapas, como es el caso de los mamíferos hibernantes. En estos animales, durante la hi- bernación disminuye su temperatura corporal y su metabolis- mo, lo que les permite preservar sus depósitos energéticos. Sin embargo, la generación de calor en el TAM facilita el despertar de la hibernación en estos animales. 17.5.2. Metabolismo del tejido adiposo blanco (TAB) En el hombre adulto, prácticamente todo su tejido adiposo es blanco, cuyo metabolismo puede resumirse de forma esquemá- tica como se indica en la figura 17.12. De una forma global, y aparte de su función endocrina, el principal papel metabólico del TAB es el acúmulo y la movilización de la grasa, que es guardada en forma de triacilgliceroles y es liberada como NEFA. Realmente, el flujo de entrada y salida de ácidos grasos en el tejido adiposo representa una parte esencial del metabolismo energéticodel organismo, y por ello se encuentra estrechamente regulado. Aunque a efectos didácticos hay que describir los procesos de acúmulo y de movilización de los triacilgliceroles del tejido adiposo por separado, es importante tener en cuenta que ambos procesos se encuentran regulados simultáneamente, de forma que cuando tiene lugar el acúmulo de triacilgliceroles, su movilización se encuentra inhibida, y viceversa. 17.5.2.1. Acúmulo de triacilgliceroles Los triacilgliceroles constituyen los principales componentes del tejido adiposo, que llegan a alcanzar valores superiores al 95% del peso seco del tejido. Ello, unido al elevado valor calórico de los triacilgliceroles (9,4 kcal/g) y el bajo contenido Fig. 17.11 Comparación de las características estructurales de las células del tejido adiposo blanco (A) y del tejido adiposo marrón (B). En el caso de las células del tejido adiposo blanco hay una gran vacuola lipídica (VL), con escasas mitocondrias y un núcleo (N) próximo a la membrana plasmática. Sin embargo, las células del tejido adiposo marrón contienen varias vacuolas lipídicas y una mayor cantidad de mitocondrias. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 247 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. en agua del tejido adiposo (alrededor del 20%), hacen a es- te tejido la principal reserva de energía del organismo. Las fuentes de triacilgliceroles en el tejido adiposo son dos: la captación de triacilgliceroles plasmáticos y la lipogénesis (síntesis de ácidos grasos) a partir de distintos sustratos, en particular la glucosa, asociada a la esterificación de los ácidos grasos formados. En el hombre, y con diferencia importante, la principal de estas fuentes es la captación de los triacil- gliceroles plasmáticos. Como se ha comentado en los apartados 17.4.1 y 17.4.2 de este capítulo, los triacilgliceroles circulan en plasma formando parte de las lipoproteínas, y los CM y las VLDL son los que los contienen en mayor proporción. La actividad de la LPL anclada en el endotelio de los capilares es especialmente alta en tejido adiposo en relación con otros tejidos, y como se ha descrito anteriormente (apartado 17.3.1 y fig. 17.2A), es activada por la insulina e hidroliza a los triacilgliceroles de dichas lipoproteínas plasmáticas. A través de esta acción se liberan ácidos grasos y glicerol, de forma que los primeros se difunden al espacio intersticial y son incorporados al interior de los adipocitos, mientras que en su mayor parte, el glicerol es liberado al plasma. El proceso de difusión de los ácidos grasos desde la LPL hasta el interior de los adipocitos tiene lugar a través de un complejo mecanismo que no ha sido aún completamente dilucidado, pero en el que intervienen proteínas que los unen específicamente y desempeñan un papel clave en la regulación del proceso. Dentro de los adipocitos, los ácidos grasos también se unen a determinadas proteínas para su trasiego intracelular. Para su transformación en triacilgliceroles, como se describió en el capítulo 15 (fig. 15.2), los ácidos grasos intracelulares son transformados en sus derivados acil-CoA, por acción de la acilCoA sintasa: R-COO HS-CoA ATP R-CO~S-CoA AMP PPi Ácido graso Acil-CoA + + → + +− Dos moléculas de acil-CoA reaccionan con glicerol 3-fosfato para la formación de fosfatidato (1,2-diacilglicerolfosfato), el cual termina perdiendo el grupo fosfórico y da lugar al 1,2-diacilglicérido, que es finalmente convertido en triacilglice- rol mediante la reacción con una tercera molécula de acil-CoA y la subsiguiente incorporación del ácido graso. Clásicamente se viene considerando que la única fuente de glicerol 3-fosfato en el tejido adiposo es el formado a partir de la glucosa. A través de la glucolisis se forma dihidroxiacetona fos- fato (v. cap. 9), que mediante la reacción catalizada por la glicerol 3fosfato deshidrogenasa, es convertida en glicerol 3-fosfato: Dihidroxiacetona fosfato NADH H Glicerol 3-fosfato NAD + + → + + + Sin embargo, aunque en mucha menor proporción que a partir de glucosa, en el tejido adiposo también se puede formar glicerol 3-fosfato a partir de glicerol a través de la reacción catalizada por la glicerol quinasa: Glicerol ATP Glicerol 3-fosfato ADP+ → + En condiciones normales, y a diferencia de otros tejidos, en particular del hígado, la actividad de esta enzima en tejido adiposo es muy baja. Sin embargo, en determinadas condi- ciones, como por ejemplo en situaciones de hiperinsulinemia prolongada resultante de una sobrealimentación o de alteración genética, la actividad de glicerol quinasa en el tejido adiposo aumenta, y ello da lugar a un incremento en la capacidad del tejido para sintetizar y acumular triacilgliceroles, con la consi- guiente tendencia al desarrollo de obesidad. La otra vía de formación de triacilgliceroles en tejido adi- poso es la lipogénesis (v. caps. 14 y 15), que se representa de forma esquemática en la figura 17.13. Como ahí se indica, pre- cisamente en el tejido adiposo la insulina estimula la lipogénesis en diversos pasos, comenzando por la captación de glucosa, que es el principal sustrato de la vía. Dicha captación se realiza con la participación del transportador de glucosa GLUT4, que es también regulado positivamente por la insulina. 17.5.2.2. Movilización de los depósitos grasos Los triacilgliceroles acumulados en el tejido adiposo están sometidos a hidrólisis (lipolisis), y parte de los ácidos grasos liberados en la lipolisis (NEFA) son dirigidos a su esterificación. R-COO-+HS-CoA+ATP→R-- CO∼S-CoA+AMP+PPiÁcido gra- so→Acil-CoA Dihidroxiacetona fos- fato+NADH+H+→Glicerol 3-fos- fato+NAD+ Glicerol+ATP→Glicerol3-fos- fato+ADP Fig. 17.12 Esquema de las principales vías del metabolismo del tejido adiposo blanco. El principal sustrato que utiliza el tejido adiposo es la glucosa que capta de la circulación. A partir de ella, a través de la lipogénesis se sintetiza el ácido palmítico, que en forma de acil-CoA se une a los acil-CoA derivados de los ácidos grasos no esterificados (NEFA), para su esterificación con glicerol 3-fosfato, también formado a partir de la glucosa. De esta forma se sintetizan los triacilgliceroles, que cons- tituyen el principal componente del tejido adiposo blanco. La hidrólisis de estos triacilgliceroles constituye la lipolisis, que es catalizada por la lipasa sensible a las hormonas (HSL). A través de este proceso se liberan NEFA y glicerol. Los primeros pueden ser reutilizados dentro del tejido, mediante su activación a acil-CoA, o salir a la circulación, mientras que el glicerol es liberado a la circulación prácticamente en su totalidad, debido a la es- casa actividad de glicerol quinasa en este tejido. A su vez, la lipoproteína lipasa (LPL) anclada en el endotelio de los capilares sanguíneos, hidroliza los triacilgliceroles (TAG) de las lipoproteínas ricas en ellos (quilomicrones [CM], y VLDL), y los productos de esta reacción (NEFA y glicerol) pueden se captados por el tejido o salir a la circulación. 248 Parte V Metabolismo lipídico Estos dos procesos (lipolisis y esterificación) son completamente distintos, y con un control nutricional y/u hormonal diferente, pero el balance entre ambos determina la magnitud de acúmulo neto de triglicéridos en tejido adiposo, y consecuentemente de la masa de éste. La lipolisis de los triacilgliceroles en tejido adiposo es catalizada por la denominada lipasa sensible a las hormonas (HSL, Hormone Sensitive Lipase), que hidroliza a los triacil- gliceroles en sus dos ácidos grasos esterificados en posición 1 y 19, con la formación de 2-monoacilgliceroles, los cuales, mediante la acción de una 2monoacilglicerol lipasa, terminan finalmente formando ácidos grasos no esterificados y glicerol. De estas dos enzimas, la HSL es la que controla el proceso. Es una enzima interconvertible mediante un proceso de fos- forilacióny desfosforilación, controlado a su vez por la proteína quinasa dependiente de AMPc (PKA) y por una fosfatasa, res- pectivamente. La forma activa de la HSL es la fosforilada, que lógicamente depende del control de esas dos enzimas que cata- lizan el proceso de incorporación o liberación del grupo fosfato. Este control se ejerce en forma de cascada, y es modulado muy eficazmente por diferentes hormonas y la participación de otras dos enzimas, la adenilato ciclasa y la fosfodiesterasa, que deter- minan la disponibilidad de AMPc. Globalmente, este control de la lipolisis se resume de forma esquemática en la figura 17.14. La inhibición de la lipolisis se ejerce de forma muy eficaz por la insulina, que actuando en los sitios de la cascada lipolítica que se indican en la figura, reduce la salida de ácidos grasos libres y glicerol del tejido y su subsecuente concentración en sangre. Fig. 17.14 Esquema de la acción catalítica de la lipasa sensible a las hormonas (HSL) y de su control por el sistema de cascada dependiente de AMP cíclico, modulado por diversas hormonas. Distintas hormonas actúan controlando la acción catalítica de la adenilato ciclasa o la fosfodiesterasa, y de esta forma modulan la concentración intracelular del AMPc, el cual es efector positivo de la proteína quinasa dependiente de AMPc (PKA), que cataliza la fosforilación de la HSL, dependiente de ATP. Otras hormonas, como es el caso de los glucocorticoides, activan directamente a la forma activa de la HSL, mientras que otras, como es el caso de la insulina, activan a la lipasa fosfatasa, que cataliza la desfosforilación de la HSL activa, y con ello facilitan su inactivación. A su vez, los ácidos grasos no esterificados (NEFA), que son productos de la acción de la HSL sobre los triacilgliceroles, son inhibidores directos de la HSL activa así como de la adenilato ciclasa, por lo que su acúmulo intracelular da lugar a una inhibición de la lipolisis. Fig. 17.13 Representación esquemática de la lipogénesis a partir de glucosa y esterificación de ácidos grasos en tejido adiposo blanco. Se indican los sitios donde la insulina estimula el proceso. PDH: piruvato deshidrogenasa. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 249 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. De forma opuesta, numerosas hormonas activan la lipolisis y consecuentemente incrementan los niveles de ácidos grasos no esterificados y glicerol en plasma. La acción de la mayoría de estas hormonas se realiza interactuando con sus receptores de membrana, dando lugar a la activación de la adenilato ciclasa formando AMPc, con la consecuente activación de la HSL. Hay también hormonas que actúan a nivel de síntesis proteica, como es el caso de la hormona del crecimiento y los glucocorticoides, por lo que su respuesta es más lenta y se bloquea por compues- tos que inhiben la síntesis proteica. A su vez, otras hormonas, como las tiroideas, actúan facilitando y/o permitiendo la acción activadora de las catecolaminas sobre la adenilato ciclasa, y en consecuencia, sobre la lipolisis. 17.5.2.3. Papel de la perilipina La perilipina es una proteína que se encuentra en la parte exterior de la vacuola lipídica en los adipocitos, y desempeña un papel importante en el acúmulo y la movilización de los triacilgliceroles ahí acumulados. Dado que la HSL se encuen- tra en el citosol junto a otras proteínas, en condiciones basales (sin estímulo lipolítico) esta enzima no tiene acceso a esos triacilgliceroles. Cuando tiene lugar el estímulo lipolítico se produce la fosforilación de la perilipina y de la HSL por la acción de la PKA. Esto hace que cambie la conformación de la perilipina y se produzca su desplazamiento, lo que facili- ta la translocación de la HSL activa a la superficie de las go- tas lipídicas, que de esta forma puede ejercer su acción lipo- lítica sobre los triacilgliceroles ahí acumulados. Así pues, la perilipina tiene un papel importante en el acúmulo y la movi - lización de los triacilgliceroles en función de las necesidades metabólicas del organismo. 17.5.3. Funciones endocrinas del tejido adiposo Ya en 1905, Von Gierke sugirió por primera vez que el tejido adiposo desempeña una función adicional a la de ser un simple depósito de lípidos, al reconocerle un papel en el acúmulo de glucógeno. Sin embargo, hasta 1994 no se descubrió la pri- mera proteína sintetizada y secretada específicamente por el adipocito, la leptina. Desde esa fecha hasta hoy se han ido des- cubriendo un gran número de proteínas y péptidos sintetizados y secretados por el tejido adiposo a la circulación, que reciben el nombre global de adipoquinas. Estas adipoquinas se com- portan como verdaderas hormonas e influyen en numerosos procesos del organismo, en particular en los relacionados con el metabolismo energético y la inflamación. En la figura 17.15 se resume de forma esquemática la influencia de varias de estas adipoquinas en estos procesos. Se escapa de la finalidad de este capítulo describir en detalle los efectos de estas adipoquinas, pero a título de ejemplo cabe citar precisamente a la leptina, que en el hipotalámo inhibe el apetito, contrarrestando los efectos del neuropéptido Y y de la anandamida, dos potentes estimu- lantes del apetito, y promoviendo la síntesis de la a-MSH, que lo suprime (v. cap. 28). Junto a ello, la leptina regula la función de numerosos procesos claves del metabolismo, tales como la actividad secretora de las células de los islotes pancreáticos, los niveles de hormona del crecimiento, homeostasis inmunoló- gica, hematopoyesis, angiogénesis y osteogénesis, entre otros. Fig. 17.15 Esquema del papel del tejido adiposo blanco en el control del metabolismo y la inflamación a través de varios procesos que son modulados por diversas adipoquinas sintetizadas y secretadas por este tejido. 250 Parte V Metabolismo lipídico Bibliografía Dallinga-Thie GM, Franssen R, Mooij HL, Visser ME, Hassing C, Peelman F, et al. The metabolism of triglyceride-rich lipoproteins revisited: new players, new insight. Atherosclerosis. 2010;211:1-8. Goldstein JL, Brown MS. The LDL receptor. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009;29:431-8. Jeon H, Blacklow SC. Structure and physiologic function of the Low-Density Lipoprotein Receptor. Annu Rev Biochem. 2005;74:535-62. Rader DJ. Molecular regulation of HDL metabolism and function: implications for novel therapies. J Clin Invest. 2006;116:3090-100. Scherer PE. Adipose tissue From lipid storage to endocrine organ. Diabetes. 2006;55:1537-45. Sethi JK, Vidal-Puig AJ. Adipose tissue function and plasticity orchestrate nutritional adaptation. J Lipid Res. 2007;48:1253-62. Waki H, Tontonoz P. Endocrine function of adipose tissue. Annu Rev Pathol Mech Dis. 2007;2:31-56. Wang H, Eckel RH. Lipoprotein lipase: from gene to obesity. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2009;297:E271-88. Yasuda T, Ishida T, Rader DJ. Update on the role of endothelial lipase in High-Density Lipoprotein metabolism, reverse cholesterol transport, and atherosclerosis. Circ J. 2010;74:2263-70. Zechner R, Zimmermann R, Eichmann TO, Kohlwein SD, Haemmerie G, Lass A, et al. Fat signals – Lipases and lipolysis in lipid metabolism and signalling. Cell Metabolism. 2012;15:279-91. RESUMEN 1. Las lipoproteínas permiten el transporte de los lípidos y las vitaminas liposolubles en la circulación. Su es tructura, que está determinada por las apoproteínas y el lípido mayoritario que transportan, condiciona en gran medida su función. 2. El metabolismo de las lipoproteínas tiene lugar en la circulación, por intercambio de lípidos entre las distintas lipoproteínas, y entre éstas y los tejidos pe riféricos. 3. Las lipoproteínas proporcionan ácidos grasos y coles terol a los tejidos, pero también sirven para recoger el colesterol sobrante de los tejidos y llevarlo al hígado para su eliminación por vía biliar.4. El hígado ejerce un papel fundamental tanto en la sín tesis como en el catabolismo de estas lipoproteínas. 5. Los triacilgliceroles son los constituyentes más abun dantes del tejido adiposo. El acúmulo de triacilglice roles en el tejido adiposo se realiza como resultado de la síntesis de acilCoA de cadena larga (lipogénesis) y de glicerol 3fosfato, ambos a partir preferentemente de glucosa, y de la posterior esterificación de estos com puestos. 6. Los triacilgliceroles del tejido adiposo también pueden proceder de los que circulan en sangre asociados a lipoproteínas ricas en ellos (quilomicrones y VLDL), las cuales son reconocidas e hidrolizadas por la LPL, y los productos de esa hidrólisis, en particular los ácidos grasos no esterificados, difunden al interior de las células adiposas para activarse a acilCoA y ser esterificados. 7. Los triacilgliceroles del tejido adiposo se hidrolizan por acción de la lipasa sensible a las hormonas (HSL), que es interconvertible y controlada por la PKA y una fosfatasa. La perilipina fosforilada facilita la translocación de la HSL a las gotas lipídicas, facilitando su acción lipolítica. 8. El tejido adiposo también tiene una importante función endocrina, sintetizando y secretando las adipoquinas, que se comportan como hormonas e influyen en diver sos procesos del organismo, en particular los relacio nados con el metabolismo energético y la inflamación. Capítulo 17 Transporte y almacenamiento de lípidos: lipoproteínas y tejido adiposo 250.e1 © E lse vi er . F ot oc op ia r s in au to riz ac ió n es u n de lit o. AUTOEVALUACIÓN 1. En las lipoproteínas: a. Las apoproteínas se sitúan en el interior de la partícula para aumentar su consistencia. b. Cuanto mayor es su relación lípidos/proteína, menor es la densi- dad de la partícula. c. Los lípidos apolares establecen interacciones covalentes con las apoproteínas presentes. d. Los lípidos anfipáticos se localizan indistintamente en el núcleo como en la superficie de la partícula. e. La proporción lípido/proteína ha de mantenerse constante para evitar la pérdida de solubilidad de la partícula. Correcta: b. Todas las lipoproteínas tienen un núcleo con lípidos apolares y una superficie en la que se sitúan los lípidos anfipáticos. Las apoproteínas establecen interacciones hidrofóbicas con los lí- pidos, dando consistencia a esta estructura. Cuanto mayor sea el contenido en proteína, mayor será la densidad de las mismas, como es el caso de las HDL. 2. La lipoproteína lipasa o LPL: a. Cataliza la esterificación del colesterol de las HDL. b. Se expresa mayoritariamente en el hígado, donde constituye la principal vía de captación de ácidos grasos. c. Hidroliza los triacilgliceroles de las lipoproteínas que contengan apoC-II. d. Cataliza la entrada, por endocitosis, de los QM y VLDL en el tejido adiposo. e. Cataliza la lipolisis intracelular de los triacilgliceroles del tejido adiposo y muscular. Correcta: c. La LPL es una enzima extracelular, que necesita apoC-II como cofactor. Actúa hidrolizando los triacilgliceroles de las lipo- proteínas, permitiendo la captación de glicerol y ácidos grasos por los tejidos subyacentes. Se expresa mayoritariamente en el tejido adiposo y en el músculo cardíaco y esquelético. 3. En el metabolismo de las lipoproteínas: a. Las LDL son captadas por los tejidos extrahepáticos a través de la interacción de la apoE con el LDLR. b. Las VLDL, tras la acción de la lipasa hepática (HL), dan lugar a las HDL. c. Las IDL proceden del catabolismo de las LDL por acción de la lipoproteína lipasa. d. Las LDL, ricas en ABCA1, permiten la retirada del exceso de coles- terol de los tejidos y su transporte hasta el hígado. e. Las HDL, ricas en fosfolípidos y apoA, son las principales aceptoras de colesterol de los tejidos extrahepáticos. Correcta: e. A través de las proteínas ABCA1 presentes en la mem- brana celular, los tejidos interaccionan con las HDL ricas en apoA y fosfolípidos, y pobres en colesterol, canalizando la transferencia del colesterol desde los tejidos hasta estas lipoproteínas. El gradiente de colesterol se mantiene a favor de las HDL, gracias a la acción de la colesterol esterasa presente en estas lipoproteínas. 4. En relación con la lipasa sensible a las hormonas (HSL): a. Hidroliza a los triacilgliceroles en sus ácidos grasos esterificados en posición 2, dando lugar a diacilgliceroles y un ácido graso libre. b. Es una enzima interconvertible, en la que su fosforilación es catalizada por una proteína quinasa dependiente de AMPc y su desfosforilación por una fosfatasa. c. Su actividad es favorecida por los ácidos grasos libres o no es- terificados (NEFA). d. Los glucocorticoides la activan actuando sobre la adenilato ciclasa. e. Su actividad es inhibida por la perilipina fosforilada. Correcta: b. La HSL hidroliza a los triacilgliceroles en sus ácidos grasos esterificados en posición 1 y 19. Su actividad es inhibida por los NEFA, que actúan sobre la HSL activa (forma a) e inhiben la adenilato ciclasa. Los glucocorticoides activan a la HSL a través de su síntesis y no de la adenilato ciclasa. A su vez, la perilipina fosforilada facilita el acceso de la HSL activa a la vacuola lipídica, y consecuentemente su acción catalítica. 5. El tejido adiposo blanco: a. Es realmente un órgano endocrino, ya que sintetiza y secreta adipoquinas. b. Sus células contienen numerosas vacuolas lipídicas, con un núcleo central. c. La leptina que produce actúa sobre receptores hipotalámicos, induciendo así el apetito. d. Contiene una elevada actividad glicerol quinasa, lo que le facilita la reutilización del glicerol liberado en la lipolisis. e. Contiene transportadores de glucosa del tipo GLUT-1, por lo que la captación de dicha glucosa es independiente de insulina. Correcta: a. Las adipoquinas que produce salen a la circulación y actúan en otros tejidos, por lo que son realmente hormonas. Las células del tejido adiposo blanco contienen una sola vacuola lipídica, con un núcleo localizado en la parte exterior del citoplasma. La leptina que produce actúa sobre receptores hipotalámicos inhibiendo el apetito. Prácticamente carece de actividad glicerol quinasa, por lo que no reutiliza el glicerol liberado en la lipolisis. A su vez, este tejido dispone de transportadores GLUT-4, sensibles a la insulina, de forma que su captación de glucosa es dependiente de esta hormona.
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