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COLESTERO, LDL & HDL RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 1 de 7 El colesterol es otro lípido de gran importancia biológica, que cumple numerosas funciones: Forman parte de las membranas biológicas Participa en la síntesis de determinadas hormonas (En la corteza suprarrenal, a partir del colesterol se forman hormonas esteroides, especialmente los glucocortidoides, como el cortisol y los mineralocorticoides como la aldosterona) Es precursor de los sexocorticoides en las gónadas (En los ovarios se forman los progestágenos, como la progesterona y los estrógenos, como el estradiol. Por su parte en los testículos se forman los andrógenos como la testosterona. Estas hormonas determinan los caracteres sexuales) El colesterol por reacciones sucesivas en la piel, el riñón y el hígado da lugar a la vitamina D que interviene en el metabolismo del calcio. Formación de ácidos biliares (En el hígado cerca del 80% del colesterol se transforma en ácidos biliares, que participan en la digestión de los lípidos en el duodeno. Aproximadamente el 80% de los ácidos biliares regresan al hígado desde el intestino en la llamada circulación entero-hepática) NOTA: La mayor parte de la excreción se hace en forma de sales biliares. Todos los tejidos sintetizan colesterol, pero el principal, desde el punto de vista cuantitativo, es el hígado donde cumple determinadas funciones. Desde el hígado el colesterol viaja por la sangre hacia los grandes consumidores de este compuesto como son: el sistema nervioso central, las glándulas suprarrenales, los ovarios y los testículos, donde es precursor de algunos compuestos El proceso de síntesis de colesterol comienza en el citosol y culmina en las membranas del retículo endoplasmático liso. La acetil-CoA para la síntesis del colesterol proviene del ácido pirúvico obtenido en la glucolisis, por lo que al igual que para la síntesis de ácidos grasos, la acetil CoA debe transportanse al citosol. Recordar que como no existe transportador para el acetil-CoA en la membrana mitocondrial, este compuesto se condensa con el ácido oxalacético obteniéndose ácido cítrico en la primera reacción del ciclo de Krebs. El ácido cítrico es transportado al citosol por un transportador y una vez allí es escindido nuevamente en oxalacético y acetil CoA. LA SÍNTESIS DE COLESTEROL TIENE 5 ETAPAS: 1. VA DE Acetil-CoA (proveniente del pirúvico de la glicolisis) a Ácido mevalónico, con consumo de 2 cofactores reducidos, NADPH, aquí encontramos a la enzima reguladora principal: LA HMG-CoA REDUCTASA 2. Ácido mevalónico (que es fosforilado por varias quinasas obteniéndose un compuesto que luego es descarboxilado y desfosforilado enzimáticamente, dando lugar a un COLESTERO, LDL & HDL RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 2 de 7 isoprenoide activado que se isomeriza dando lugar al segundo isoprenoide activado) a unidades isoprenoides activadas, con consumo de ATP. 3. Formación de escualeno (requiere de NADPH) 4. Va de escualeno – lanosterol (se requiere NADPH y O2) 5. Va de lanosterol – colesterol (se producen un grupo considerable de reacciones que en resumen van a producir los siguientes cambios en la estructura del lanosterol, obteniéndose el colesterol) como producto, también se necesita NADPH y O2 Desde el hígado el colesterol llega a los tejidos extra-hepáticos formando parte de las VLDL (transportan tanto los TAG como el colesterol que se sintetizan en el hígado) 1. Por medio de la sangre, las VLDL llegan a todos los tejidos, pero en especial al tejido adiposo y al músculo. 2. Al igual que los Qm, en los capilares la lipasa de lipoproteínas cataliza la hidrólisis de los tri-acil-gliceroles que forman parte de las VLDL. 3. Los ácidos grasos son captados por los tejidos mientras que el glicerol se diluye en la sangre. 4. Al perder las VLDL gran parte de sus TAG, ganan densidad pues quedan cargadas fundamentalmente de colesterol 5. La lipoproteína remanente se conoce como lipoproteína de densidad intermedia (IDL), que cuando pierde todos los TAG, contienen solo colesterol y presentan Apo-B 100 dando finalmente lugar a la lipoproteína de baja densidad o LDL (del inglés: Low density lipoprotein). Parte de las IDL son captadas y degradadas en el hígado. 6. Las células de los tejidos periféricos poseen receptores específicos para las LDL, puesto que ellos reconocen a la apoproteína B-100 7. Las LDL se asocian con su receptor específico y mediante un mecanismo de endocitosis penetra en las células el complejo LDL-receptor 8. La vesícula endocítica se alarga. Dentro de la vesícula se produce la separación del receptor y de las LDL 9. Se forman ahora dos vesículas, una con la LDL y la otra con el receptor 10. El receptor vuelve hacia la membrana plasmática y las LDL son hidrolizadas por enzimas de los lisosomas, incorporando el colesterol libre al citosol COLESTERO, LDL & HDL RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 3 de 7 11. El colesterol es llevado hacia las membranas de las cuales es un componente importante y otra parte se utiliza en otras funciones, según la célula. El resto es esterificado con ácidos grasos por la ACAT (acil-CoA colesterol acil transferasa). 12. El colesterol que se encuentra en exceso en las células sale de estas mediante otras lipoproteínas, las lipoproteínas de alta densidad o HDL (del inglés; high density lipoprotein), que son sintetizadas en el intestino y en mayor cuantía en el hígado. 13. Esas lipoproteínas se ponen en contacto con la membrana plasmática de las células. Y de esa manera captan colesterol. 14. El colesterol es esterificado con ácidos grasos por la enzima LCAT. (la lecitina = fosfatidil colina, es la que aporta el ácido graso). Esto favorece la entrada de colesterol a la HDL. Y así viajan por la sangre 15. Las HDL son captadas por el hígado que posee un tipo especial de receptores que es capaz de reconocerlas 16. Las HDL se asocian con este receptor. Esto provoca un cambio en el receptor de manera tal que el colesterol es descargado selectivamente en esas células. 17. Al terminar la descarga el receptor vuelve a su conformación inicial y las HDL regresan a la sangre. En el hígado, la mayor parte de ese exceso de colesterol es convertido en ácidos biliares. NOTA: En el hígado cerca del 80% del colesterol se transforma en ácidos biliares, que participan en la digestión de los lípidos en el duodeno. Aproximadamente el 80% de los ácidos biliares regresan al hígado desde el intestino en la llamada circulación entero-hepática. De esta manera se establece un flujo permanente de colesterol en el organismo: el hígado lo sintetiza y lo envía a los tejidos periféricos con las VLDL, que en la sangre se convierte en LDL. El exceso de colesterol de los tejidos periféricos regresa al hígado como parte de las HDL. LIPOPROTEÍNA (estructura) 1. Hacia al centro se localizan los compuestos hidrofóbicos como los TAG, los ésteres de colesterol, y la parte apolar del colesterol y esfingolípidos 2. Hacia la periferia se encuentran compuestos polares como las lipoproteínas, las partes polares del colesterol y esfingolípidos COLESTERO, LDL & HDL RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 4 de 7 Control del metabolismo del colesterol. ENZIMA REGULADORA PRINCIPAL: HMG-CoA REDUCTASA COLESTERO, LDL & HDL RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 5 de 7 ATEROESCLEROSIS: Es la forma más, común de la ARTERIOESCLEROSIS(endurecimiento de las arterias). Se caracteriza por la presencia de ateromas. Es una enfermedad progresiva que se inicia por depósitos de colesterol en la íntima de la pared de las arterias. Estas lesiones acaban transformándose en placas fibrosas calcificadas que estrechan e incluso bloquean la luz de las arterias. EXPLICACIÓN: 1. Cuando las concentraciones de LDL en sangre son elevadas. 2. Los tejidos captan todo el colesterol que necesitan. 3. Y por el mecanismo de control explicado el número de receptores de LDL en las membranas disminuye considerablemente. Esto hace que las LDL estén más tiempo en circulación y pueden ser dañadas, especialmente por oxidación de las proteínas y los lípidos. 4. Donde quiera que hallan fisuras en el endotelio vascular las LDL migran hacia la pared de la arteria. 5. Allí sufren un proceso de fagocitosis por los macrófagos. Estas células emiten señales químicas que reclutan fibras musculares hacia ese lugar 6. La lisis de los macrófagos y las fibras musculares forman una estructura llamada estría grasa que es la primera lesión reconocible en la aterosclerosis 7. La estría puede crecer por el reclutamiento de más fibras musculares y la lisis de un mayor número de macrófagos. 8. Sobre esta lesión inicial se depositan sales de calcio. Se continúan depositando y la placa llamada ateroma va creciendo 9. Su crecimiento provoca un abultamiento en el endotelio vascular que se hace muy irregular. 10. Esa irregularidad del endotelio desencadena los mecanismos de la coagulación sanguínea 11. Si el coágulo crece mucho o la arteria es de pequeño calibre, el vaso queda obstruido. 12. Los tejidos irrigados por ese vaso quedan sin oxígeno y nutrientes y por lo tanto mueren. FACTORES DE RIESGO QUE CONDUCEN A LA ATEROESCLEROSIS: DIETA ALTA EN COLESTEROL. BAJA PRODUCCIÓN DE HDL. HABITO DE FUMAR. ESTILO DE VIDA SEDENTARIO. DIABETES MELLITUS Y OBESIDAD. HIPERCOLESTEROLEMIA FAMILIAR. EXPLICACIÓN DE LA (IMAGÉN) SÍNTESIS Y TRANSITO DE LAS LIPOPROTEÍNAS: QM, VLDL, IDL, LDL & HDL 1. Después de la ingesta de alimentos y su digestión ocurre la absorción intestinal, donde se forman los quilomicrones (QM), lipoproteínas que estarán a cargo del transporte de los lípidos, obtenidos a partir de la dieta, estos están formados en su mayor parte por TAG y en menores cantidades por colesterol, fosfolípidos y apoproteínas. Los QM viajan por la linfa y luego pasan a la sangre. En tejidos como el adiposo, músculo esquelético, corazón y glándula mamaria en la lactancia, los TAG de los Qm son hidrolizados por una enzima llamada lipasa de lipoproteínas (que liberal al COLESTERO, LDL & HDL RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 6 de 7 glicerol que va directo al hígado, a traves de la sangre, y los ácidos grasos pasan a las células de estos tejidos) que se encuentra en los capilares de estos tejidos. Los Qm disminuyen de tamaño y estas estructuras se denominan ahora Quilomicrones Remanentes, los cuales son capturados por el hígado y degradados 2. En el hígado también ocurre la síntesis de TAG y de otros lípidos, los cuales viajan hacia otros tejidos en otro tipo de lipoproteína llamada lipoproteína de muy baja densidad (VLDL) los cuales presentan TAG, colesterol, fosfolípidos y apoproteínas; ellas viajan por la sangre hacia tejidos extrahepáticos como el tejido adiposo y el tejido muscular esquelético. Al igual que los Qm, en los capilares la lipasa de lipoproteínas cataliza la hidrólisis de los tri-acil-gliceroles que forman parte de las VLDL. Estas estructuras disminuyen de tamaño formándose las lipoproteínas de densidad intermedia (IDL) y de estas las que contienen en su estructura Apo B-100, se transformarán en lipoproteínas de baja densidad (LDL), el resto de las IDL irán al hígado a degradarse, mientras que las LDL (que presentan es su estructura gran cantidad de colesterol y muy poca cantidad de TAG) irá a tejidos extrahepáticos, donde se unirá a los receptores de las células presente en dichos tejidos y se incorporará al interior de estos. 3. El colesterol que se encuentra en exceso en las células sale de estas mediante otras lipoproteínas, las lipoproteínas de alta densidad o HDL, que son sintetizadas en el intestino y en mayor cuantía en el hígado. Esas lipoproteínas se ponen en contacto con la membrana plasmática de las células. El colesterol es esterificado con ácidos grasos, esto favorece la entrada de colesterol a la HDL y de esa manera captan colesterol. Las HDL viajan por la sangre y son captadas por el hígado que posee un tipo especial de receptores que es capaz de reconocerlas, estas se asocian al receptor, lo cual provoca un cambio en el receptor de manera tal que el colesterol es descargado selectivamente en esas células. Al terminar la descarga el receptor vuelve a su conformación inicial y las HDL regresan a la sangre, y la mayor parte del colesterol, es convertido en ácidos biliares. CONCLUSIONES: La síntesis de colesterol se realiza principalmente en el hígado, A PARTIR DE ACETIL CoA (del pirúvico). Desde allí es transportado hacia los tejidos donde cumple múltiples funciones. Su exceso se elimina del organismo principalmente a través del hígado. El transporte sanguíneo de colesterol se realiza mediante lipoproteínas. El control de la síntesis de colesterol se realiza sobre la síntesis y actividad de la HMG CoA reductasa, la síntesis de receptores de LDL y la actividad de la ACAT. Este control depende del potencial energético celular y de los niveles intracelulares de colesterol y otros metabolitos intermediarios de su síntesis. En condiciones en que existan niveles elevados de LDL en la sangre, el colesterol se puede depositar en las paredes arteriales, dando inicio a un proceso de aterosclerosis, con graves consecuencias para la salud humana COLESTERO, LDL & HDL RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 7 de 7
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