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Lípidos: generalidades
Compuestos orgánicos poco solubles en agua y muy solubles en solventes orgánicos.
constituyen las principales reservas energéticas de los seres vivos, forman parte de las membranas celulares, regulan la actividad de las células y los tejidos.
Trastorno más frecuente: obesidad, pero también se alteran en la diabetes. Hay otras enfermedades menos frecuentes como las esfingolipidosis (Enf. de Gaucher, enf. de Niemann-Pick) que afectan su metabolismo.
Otras sustancias lipídicas, son las vitaminas, colesterol, ácidos biliares, hormonas, prostaglandinas etc.
Digestión de grasas
La mayor parte (90%) de las grasas o lípidos de la dieta está constituida por triglicéridos. Hay una pequeña cantidad de fosfoglicéridos, ésteres de colesterol, colesterol y vitaminas liposolubles.Por ser insolubles en agua, tienen todas que ser emul-sionadas para ser digeridas por las enzimas hidrolíticas.El proceso se centra en la actividad de la:
Lipasa salivar y pancreáticaColesterol esterasaFosfolipasa
Es fundamental la presencia de sales biliares
Enzimas digestivas
Lipasa salivar: secretada por la superficie dorsal de la lengua. Acción corta por la inactividad que genera el pH ácido del estómago. Produce ácidos grasos libres (AGL) y 1,2-diacilgliceroles.
Lipasa gástrica : actúa a nivel del estómago, se inactiva parcialmente por las proteínas dietéticas. Su pH óptimo es de 3 a 6. Genera AGL y 1,2-diacilgliceroles.
Lipasa pancreática: actúa sobre los enlaces éster de los carbonos 1 y 3. El 2-monoacilglicérido resultante isomeriza lentamente a 3-monoacilglicérido, lo que permite la posterior hidrólisis del tercer ácido graso por la lipasa. El sustrato debe estar emulsionado con sales biliares. Asimismo, precisa de otra proteína: colipasa.
Enzimas digestivas
Fosfolipasa A2: es secretada en forma inactiva y se activa por acción de hidrólisis tríptica. Hidroliza el ácido graso en posición 2 y genera lisofosfolípidos que se absorben por su propiedad anfipática ayudando a absorber otras grasas.
Colesterol éster hidrolasa: separa los ácidos grasos del colesterol.
Bilis
Es secretada por el hígado y concentrada en la vesícula biliar. El 97 % de la bilis es hepática .El 86 % de la vesícula es agua.Dentro de sus sólidos los más importantes son los ácidos biliares que constituyen el 1,93 % de la bilis hepática y el 14,08 % de la vesicular.Ayuda a neutralizar la acidez del estómago.Genera la formación de la micela con los monoglicéridos lisofosfolípidos, ácidos grasos y colesterol
El ácido biliar y la micela
Colesterol
FosfolípidosSal
Biliar
Liso
fosfolípidos
Monoglicérido
Ácido cólicoEstereoquímica del ácido cólico.
Estructura de los ácidos biliares
Absorción intestinal y destino de las grasas...
El 72% de los TG se absorbe como monoglicéridos 2.
Un 6% como monoglicéridos 1, luego de la acción de la isomerasa.
El 22% lo hace como glicerol y ácidos grasos.
En el interior celular (enterocito) vía la acil CoA sintetasa, con ATP y CoA se forma acil CoA y se regeneran los triglicéridos.
Los TG forman el quilomicrón junto con algo de colesterol y de fosfolípidos → sistema linfático.
La solubilidad del colesterol y los cálculos biliares
El colesterol es insoluble en el agua por lo que debe incorporarse a las micelas (composición normal: 5% de colesterol, 15% de fosfatidil colina y 80% de sales biliares).Por lo tanto su solubilidad depende de estas proporciones → cálculos.Causas para la formación de cálculo:
Las infecciones pueden generar una bilis sobresaturada donde el colesterol precipita.Cuando la actividad de enzimas clave en la formación de sales biliares disminuye, la síntesis de colesterol está elevada.La actividad disminuida de 7--hidroxilasa → ↓ ácidos biliares → señal para que el hígado produzca más colesterol
Ácidos grasos
Compuestos formados por una estructura R-COOH donde R es una cadena alquílica.
El grupo carboxilo tiene un pK 4,8 por lo que al pH del suero todos los ácidos grasos están ionizados.
La cadena puede ser saturada (sin dobles enlaces) o insaturada (con algunos dobles enlaces). Hay mono y poliinsaturados.
La insaturación genera isómeros cis y trans. Si las cadenas del ácido están en el mismo sentido la forma es cis. En la naturaleza casi todos los ácidos son cis.
Los puntos de fusión de los AG se elevan con la longitud de la cadena y disminuyen con la insaturación.
Nomenclatura de los ácidos grasos: ejemplos
CH3-(CH2)14-COOH Hexadecanoico
ácido palmítico 16:00
CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH Hexadecenoico
ácido palmitoleico 9-16:1 16:1 9̂ 16:1w-7
CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH Octadecadienoico
ácido linoleico 9,12-18:2 18:2 9̂,12 18:2w-6
Clases de ácidos grasos insaturados
Clase Ácido graso Estructuraw-7 ácido palmitoleico 9-16:1w-9 Ácido oleico 9-18:1w-6 Acido linoleico 9,12-18:2w-3 Acido linolénico 9,12,15-18:3
Los miembros de una clase pueden transformarse entre sí
Ácidos grasos importantes
Nombre descriptivo Nombre sistémico Carbonos Dobles enlacesPos.dob.enlaces ClaseAcético 2 0Láurico dodecanoico 12 0Mirístico tetradecanoico 14 0Palmítico hexadecanoico 16 0
Palmitoleico hexadecenoico 16 1 9 w7Esteárico octadecanoico 18 0
Oleico octadecenoico 18 1 9 w9Linoleico octadecadienoico 18 2 9,12 w6Linolénico octadecatrienoico 18 3 9,12,15 w3y-homolinolénico Eicosatrienoico 20 3 8,11,14 w6Araquidónico Eicosatetraenoico 20 4 5,8,11,14 w6EPA Eicosapentaenoico 20 5 5,8,11,14,17 w3DHA Docosahexaenoico 22 6 4,7,10,13,16,19 w3
Triglicéridos
Los triacil gliceroles son la forma de almacenamiento de los ácidos grasos.
Son los ésteres del glicerol con tres ácidos grasos. Generalmente son mixtos, con diferentes ácidos grasos.
Nomenclatura: si son iguales triestearina o tripalmitina, sin son diferentes estearil palmitil oleína.
12 RCOOCH
32 RCOOCH
CHOCOR 2
Triglicéridos
El organismo almacena los ácidos grasos bajo la forma de triglicéridos TG.Más del 95% de los TG se almacena en el tejido adiposo, el 5% en hígado y músculo.La cantidad de TG del hígado aumenta en la diabetes y en el ayuno, donde hay gran movilización de ácidos grasos del tejido adiposo.Las células grasas son fibroblastos con 80 a 90% de grasa, y sus AG más comunes son oleico: 45%, palmítico: 20%, linoleico: 10%, esteárico: 6% y mirístico: 4%.
Fosfolípidos
Existen los siguientes grupos:
Fosfatidil colinaFosfatidil etanolaminaFosfatidil inositolFosfatidil serinaLisofosfolípidosPlasmalógenosEsfingomielinas
12 RCOOCH
OPOCH 2
CHOCOR 2O
O
colina
etanolamina
serina
inositol
OCHCHCHOHCHCHCHCH 2)2(3 12
NH
C=O
R
fosfocolina
glucosa
galactosa
oligosacáridos
Importancia de los Fosfolípidos
Ac.fosfatídico: precursor de fosfatidil glicerol y éste de la cardiolipina, principal lípido de las mitocondriasLecitinas: fosfatidil colina, etanolamina o serina, más abundantes en las membranas celulares, son depósito de colina para neurotrasmisores. Dipalmitoil lecitina es el surfactante de las superficies pulmonares. Sindrome insuficiencia respiratoria
Fosfatidil inositol: precursor de segundos mensajeros hormonales.Plasmalógenos: cubren el 10% de los fosfolípidos del encéfalo y del músculo.Esfingomielinas : abundantes en tejido nervioso.
Esteroides
Los esteroides tienen un núcleo fenantreno de tres anillos unidos a un ciclopentanoAdemás del colesterol se le encuentra en los ácidos biliares, hormonas suprarrenales, hormonas sexuales, vitaminas D, glucósidos cardiacos etc.Por su asimetría existen estereoisómeros de conformación tipo silla o tipo barca o bote. El primero es más estable.
Esteroles comunes
El colesterol está ampliamente distribuido por el organismo, especialmente en el tejido nervioso. Se encuentra a menudo en forma de esteres de colesterol.
El ergosterol existe en vegetales y levaduras y es precursor de la vitamina D. Cuando se irradia con luz UV se rompe el anillo B y adquiere las propiedades antirraquíticas.
Las sales biliares permiten la absorción de otras grasas por su carácter anfipático.
Las hormonas esteroideas son responsables de la función sexual y los carácteres sexuales secundario. También del control metabólico de carbohidratos y grasas.
Ácidos grasos esenciales
Los ácidos grasos poliinsaturados (AGP), -abundantes en aceites vegetales- se denominan esenciales por cuanto no pueden ser sintetizados en el organismo.
Los ácidos grasos esenciales son linoleico y α-linolénico.
Una vez en el cuerpo, se pueden convertir en otros AGP, como el ácido araquidónico, ácido eicosapentanoico (EPA) y el ácido docosahexanoico (DHA).
Las membranas celulares tienen hasta 15% de araquidónico.
El docosahexaenoico (DHA) que se sintetiza a partir del linolénico o se ingiere en el aceite de pescado es rico en la retina (rodopsina), corteza cerebral, testículos, y esperma.
Eicosanoides
Grupo de moléculas de carácter lipídico originadas de la oxigenación de los ácidos grasos esenciales de 20 carbonos tipo omega-3 y omega-6.
Están agrupados en prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos y lipoxinas.
Las prostaglandinas y tromboxanos son hormonas locales, cuya principal función es regular a la adenil ciclasa en: agregación plaquetaria, inhibición de la hormona antidiurética.
Los leucotrienos, causan contracción muscular y tienen propiedades quimiotácticas. La anafilaxia se basa en mezcla de leucotrienos.
Beta oxidación de AG: Generalidades
Los ácidos grasos son fuente importante de energía para tejidos como corazón, músculo esquelético, riñón e hígado.
El proceso ocurre en la mitocondria.
Al igual que los carbohidratos que deben ser fosforilados para su metabolismo, en la oxidación de los ácidos grasos estos deben unirse a la coenzima A para formar Acil CoA
Las grasas proveen 9 Cal/g al degradarse por la beta oxi-dación y el ciclo de Krebs, mientras que los carbohidratos producen 4 Cal/g por la glicólisis y el ciclo de Krebs.
Etapas del proceso de aprovechamiento de los ácidos grasos
El aprovechamiento energético de los ácidos grasos pasa por:
1. Movilización de los ácidos grasos desde los tejidos de reserva
2. Activación de ácidos grasos : acil CoA
3. Ingreso de los Acil CoA al interior mitocondrial
4. Beta oxidación
5. Aprovechamiento energético
1a etapa: movilización de los ácidos grasos
El proceso es iniciado por una lipasa sensible a las hormonas que remueve el primer ácido graso del C 1 o del carbono 3. Otras lipasas se encargan de hidrolizar tanto al di como al monoglicérido.La lipasa sensible a las hormonas es activada por el AMPc dependiente del glucagon o de la adrenalina.
Glucagon
ATP AMPc
Proteínkinasa (inac) Proteínkinasa(act)
Lipasa (activa) Lipasa (inactiva)
Fosfatasa
TG
DG
AG
2da etapa : activación del ácido graso
Los ácidos grasos son movilizados mediante su unión con la albúmina. Cerebro, eritrocitos y médula adrenal no usan los ácidos grasos para fines energéticos.
El ácido graso difunde a través de la membrana celular y es captado por una proteína captadora de ácido graso o FABP ( Fatty Acid Binding Protein).
Luego el ácido graso deberá ser activado por la tiokinasa en presencia de ATP y CoA, formando Acil CoA
La enzima
Acil-CoA sintetasa (tiocinasa)
cataliza la conversión del ácido graso en su forma activa
Acil-CoA, consumiendo dos fosfatos de alta energía.
Requiere el uso complementario de una pirofosfatasa inorgánica para convertir el PPi → 2 Pi.
3a. Etapa: ingreso del acil CoA a la mitocondria
Los Acil CoA no pueden atravesar la membrana interna mitocondrial. Para hacerlo deben ser auxiliados con dos enzimas CAT-1 y CAT-2 Carnitina Acil Transferasas, carnitina y un transportador de ella.
Acil CoA y carnitina, se unen en el espacio intermembranoso donde la enzima CAT-1, realiza la transferencia formándose acil carnitina. Compuesto que atraviesa la membrana interna mediante el transportador, y una 2da. enzima, la CAT-2 en la matriz mitocondrial libera el acil CoA y a la carnitina que abandona la matriz mitocondrial.
Control de la Beta oxidación
El malonil CoA inhibe a la CAT-1 Carnitina acil transferasa 1 impidiendo el ingreso del ác. graso a la mitocondria y por tanto la β-oxidación.
Luego, los ácidos grasos produci-dos durante la síntesis no pueden ser metabolizados en la misma célula.
La deficiencia congénita de CAT en el músculo, lo incapacita para usar grasas como combustible.
Glucagon e insulina afectan la síntesis de ác. grasos.
Sangr AGL VLDL
4ta etapa: Beta oxidación I
1er. paso: elimina- ción de dos H de los C alfa y beta. La coenzima contiene FAD que trasmite los electrones a la cadena respiratoria
2do. Paso: ingresa una molécula de agua que satura el doble enlace.
SCoACOCHCHCHCH n 2223 )(
Acil CoAFAD
FADH2
Acil CoAdeshidrogenasa
SCoACOCHCHCHCH n )( 23Enoil CoA
H2O
SCoACOCHCHOHCHCH n 223 )(
3 hidroxiacil CoA
Enoil CoAHidratasa
Beta oxidación II
El hidroxiacil es oxidado por una deshidrogenasa que tiene como coenzima NAD formándose un compuesto cetónico.Finalmente una tiolasa rompe la unidad en la unión 2,3 produciendo suficiente energía para unir una coenzima A más.
SCoACOCHCHOHCHCH n 223 )(
3 hidroxiacil CoA
NAD
NADH+H+
Hidroxiacil CoADehidrogenasa
SCoACOCHCOCHCH n 223 )(
CoA
Cetoacil CoA
Cetoacil CoAtiolasa
SCoACOCHCH n )( 23 + SCoACOCH 3
Acil CoA (2C menos) Acetil CoA
5ta etapa: aprovechamiento energético
Desde palmítico(C16 PM 256) hasta 8 acetil CoA: 7 NADH que ingresan a la cadena respiratoria : 21 ATP
7 FADH2 que ingresan a la cadena respiratoria : 14 ATP
Los 8 acetil CoA ingresan al ciclo de Krebs, por 12
ATP cada uno : 96ATP
Total de energía por 1 MOL de ácido palmítico: 131 ATP
Esto es aproximadamente 0,50 ATP por g de grasa
131 /256 = 0,5 ATP por g de grasa
En el caso de los azúcares 0,21 ATP por g de glucosa
38/180 = 0,21 ATP por g de glucosa
Síntesis de cuerpos cetónicos
Ocurre en 1er. lugar en el hígado y segundo, en el riñón.La 1a. enzima es la B-cetotiolasa semejante a la de la Beta oxidación, y forma acetoacetil CoA.La 2da. enzima es la HMG CoA hidroximetil glutaril sintetasa que añade un acetil CoA más, formando B-hidroximetil glutaril CoA.Una liasa rompe esa última formando acetoacético.La transfomación de acetoacético en hidroxibutírico lo realiza una deshidrogenasa.También puede formar acetona por decarboxilación espontánea del acetoacético..
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