Unidad 7 LIPIDOS y SU METABOLISMO
Consideraciones generales de los lípidosClasificación de los lípidosÁcidos grasos –fosfolipidos-colesterolLípidos en la dieta.Digestión y absorción de grasasBeta -Oxidación de ácidos grasosCetogénesis.Cetoacidosis Diabética y alcohólica
CAPITULOS 1,2,3
LIPIDOS
Son biomoleculas orgánicas simples,(formadas por C, H y O ) y/o complejas (LDL). Insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos como éter, acetona, cloroformo, benceno , alcohol, metanol, etc
La baja solubilidad de los lípidos se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C
La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente.
CONSIDERACIONES GENERALES.
…CONSIDERACIONES GENERALES.
Los lípidos son fuente de energía química, libre y/o almacenada. (actúan como reserva energética)
Proporcionan 9 Kcal por gramo
combustionado y representan el 30 % de la dieta de una persona normal.
Se encuentran en las membranas de las células y en el tejido adiposo
…CONSIDERACIONES GENERALES.
…..CONSIDERACIONES GENERALES
Están relacionados con las grasas, ceras y aceites:Los aceites, grasas y ceras, animales y vegetales son esteres de glicerol con ácidos orgánicos.
Los aceites y grasas contienen una cierta cantidad de ácidos grasos diferentes entre 6 y 10 Las ceras, en cambio, son esteres del mismo tipo de ácidos , pero con un alcohol distinto del glicerol
….CONSIDERACIONES GENERALES
Son de mucho interés en Bioquimica los ácidos grasos, triacilgliceroles , fosfolipidos y colesterol
Estos se encuentran tanto en productos animales como vegetales
Algunos Ac. grasos son nutricionalmente esenciales
Se pueden clasificar a los lípidos de diferentes maneras:
Por su estructura básica ( Simples, complejos, asoc) Pos sus funciones (Ac. grasos, TAG, etc)Por su polaridad. (Polares –No polares)Por su capacidad de saponificación ( Saponif y No)Por su origen (animal-vegetal, etc)Por su contenido de colesterol ( abundante o poco)Por sus características físicas ( Aceites, grasas,
ceras)
CLASIFICACION DE LOS LIPIDOS
…CLASIFICACION
…….Clasificación de los lípidos.Lípidos Funcion
Ácidos grasos Combustible metabólico, componente de otra clase de lípidos
Triacilglicéridos (TAG) Formato principal de almacenamiento de los Ac. Grasos y energía química.
Fosfolípidos Componentes de las membranas. Fuente de Ac. Araquidónico, inositol y de glicérol.
Esfingolipidos Componentes de las membranas
Colesterol Componente de las membranas. Precursor de las sales biliares y de las H. Esteroidales.
• Saponificación: Los ácidos grasos reaccionan con bases y forman sales de ácido graso o jabones
ACIDOS GRASOSSon las biomoleculas orgánicas mas simples
que conforman a las grasas, están constituidos por C,H,O …, algunos contienen P, S y N
Un Ac. Graso, tiene en su estructura al grupo funcional acido (R-COOH) y a un grupo metilo terminal. (CH3)
Están formados por cadenas de CARBONOS mas la función Acida.
..LOS ACIDOS GRASOS• En la sangre los Ac. Grasos se encuentran unidos a la albumina o están libres.• En el tejido adiposo están almacenado(esterificados) unidos por enlace Ester al glicerol fosfato, formando (MAG; DAG; TAG). 1-2-3 Ac. Grasos por c/
glicerol• La mayoría de los Ac. G biológicos tienen configuración CIS• El Nº de átomos de C . Determina su nombre
…...ACIDOS GRASOS
Sus cadenas de C pueden ser cortas (2 – 4 ), medianas (6 – 10) y largas (12 - 26). A pH fisiológico se encuentran como carboxilatos anionicos
R-COOH RCOO - + H+
Pueden estar saturados (sin dobles enlaces entre sus átomos de carbono) o insaturados
(c/dobles enlaces entre ellos).
Caproico (6) CH3-(CH2)4-COOH
Caprílico (8) CH3-(CH2)6-COOH
Cáprico (10) CH3-(CH2)8-COOH
Láurico (12) CH3-(CH2)10-COOH
Mirístico (14) CH3-(CH2) 12-COOH
Palmítico (16) CH3-(CH2)14-COOH
Esteárico (18) CH3-(CH2)16-COOH
Araquídico(20) CH3-(CH2)18-COOH
Lignocérico (24) CH3-(CH2)22-COOH
Ácidos grasos saturados
Proporción de ÁCIDOS GRASOS SATURADOS de los aceites vegetales
Palmitoleico 16 CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH
Oleico (18) CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
Linoleico (18)* CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH
Linolénico (18)* CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7_COOH
Araquidónico (20)*
CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2 CH=CH -(CH2)3-COOH
Ácidos grasos insaturados
…AC. GRASOS INSATURADOS:Un solo doble enlace =
Monoinsaturado. Dos o mas dobles enlaces = Poliinsaturados
En el C 1 se encuentra el grupo funcional (carboxilato o acido ) y a partir de el se identifica donde se encuentran los dobles enlaces,
Ejemplo: 16: 1 9• El C2 es el llamado carbono alfa El C3 es el carbono beta (β)
…….Ac. Grasos Insaturados: El Carbono terminal posee un grupo metilo, CH3
y este es el llamado carbono omega(ω) y los dobles enlaces entre los carbonos que se encuentran a partir de el dan lugar a la clasificación de los ácidos grasos insaturados llamados :
omegas ω3, ω6, ω7, ω9, etc
Ejemplo: 16: 1 ω - 6
Los Ac. Grasos insaturados se dividen en 4 familias, según el origen y los dobles enlaces:
Palmitato 16:0
Palmitoleico 16: 1, 9 16:19 16: 1 ω7
Linoleico 18:2, 9,12 18:29,12 18: 2 ω6
Linolenico 18:3, 9,12,15 18:39,12,15 18: 3 ω3
El oleico (18) ω 9 , no puede ser convertido en ω 6El Ac. Araquidonico ( 20: 4 ω 6 ) es sintetizado
a partir del Ac. Linoleico (18: 2 ω 6 ò 18: 2 9,12)
…AC. GRASOS OMEGA 3:
El organismo necesita el AC.LINOLENICO ácido graso omega-3 para trabajar correctamente. Entre las principales funciones del ACIDO se encuentran las siguientes:La formación de las membranas celulares. La formación de las hormonas. El correcto funcionamiento del sistema inmunológico. La correcta formación de la retina. El funcionamiento de las neuronas y las transmisiones químicas
AC. GRASOS OMEGA 3: PROPIEDADES ESPECIFICAS
Beneficiosas para el aparato circulatorio Antiinflamatorias Enfermedad de CrohnAnticancerígenasAlivio del dolor menstrualCoadyuvadores para una buena salud mentalEmbarazo
AC. GRASOS OMEGA 3: FUENTES
De los aceites vegetales :El aceite de linaza. ( 533 mg por
cada 100 g)Aceite de canela ( 111 mg ) Aceite de nuez ( 104 mg) Aceite de soja Aceite de germen de trigo Aceite de avellana.
Aceite de peces de mares fríos(pez azul; bacalao)
AC. GRASOS OMEGA 3: FUENTES DE VEGETALES
.
La verdolaga ( Toda la planta) La lechuga .( Hojas) La soja. ( Semilla) Las espinacas ( Planta) Las fresas ( Frutos) El pepino ( Fruto) Las coles de Bruselas( Hojas) Las coles ( Hojas) Las piñas ( Fruto) Las almendras ( Semillas) Las nueces
ISOMERISMO DE LOS ACIDOS GRASOS
En relación a la localización de su grupo acido el Isomerismo de la cadena alquilo nos da
Cis ( AL mismo lado)Trans ( AL otro lado)
Casi todos los dobles enlaces en los Ac. Grasos naturales y en el hombre son de configuración CIS.
La configuración TRANS se forma por hidrogenación catalítica de aceites vegetales cambiando su propiedad física (de liquido a solida) margarina
ACIDOS GRASOS ESENCIALES: Ac. Grasos esenciales son dos:
1.- Ac. linoleico ω 6 o linoleato (Precursor de PGs y Eicosanoides)
2.- Ac. linolenico ω 3 o linolenatoHasta hace poco se consideraba como 3er Ac. Graso esencial AGE al Ac. Araquidonico
ACIDOS GRASOS ESENCIALES: AGE
El déficit de la ingesta de ácidos grasos esenciales lleva a la disminución dela producción de Prostaglandinas.
como el de mama o el de colon.
ACIDOS GRASOS UNIDOS A ALCOHOLES:Los Ac. Grasos se unen con alcoholes a
través de enlaces esteres que son enlaces débiles, a este proceso se llama (Esterificacion).
El alcohol generalmente es el glicerol (3 C), pero puede ser cualquier otro como es la Esfingosina, que es un alcohol aminado complejo.
Cuando se unen con glicerol forman monoacilgliceroles, diacil o triacilgliceroles.
LIPIDOS EN LA DIETA:
LIPIDOS EN LA DIETA:Los Ac. Grasos poliinsaturados de los
vegetales son de clase ω 6Los aceites de pescado (salmón, bacalao)
son de clase ω 3.Los Ac grasos saturados elevan el
colesterol ( LDL) o colesterol malo
Los Ac. Grasos monoinsaturados elevan el HDL
Los Ac. Grasos poliinsaturados mantienen el HDL y disminuyen el LDL
Los Ac. Grasos TRANS disminuyen los HDL y elevan los LDL.
……LIPIDOS EN LA DIETA
1.Son la principal fuente de energía del organismo.
2. A través de ellas se aportan los ácidos grasos esenciales y las vitaminas liposolubles.
3. Tanto los fosfolípidos como el colesterol tienen una función estructural en las células del organismo.
4. El colesterol es precursor de la vitamina D, hormonas esteroideas y ácidos biliares.
5. Las grasas vuelven mas apetecibles y sabrosos los alimentos y mejorar la textura de las carnes.
FOSFOLIPIDOS: Formados por ácidos grasos unidos a alcohol, fosfato y moléculas diversas
fosfatidilinositol.
Fosfolípidos
LOS FOSFOLIPIDOS:Se encuentra sobretodo en las membranas e
incluyen a los siguientes:
1.- Fosfatidilcolinas o llamadas lecitinas.
( el dipalmitoil lecitina es constituyente de Subs. Surfactante)
2.- Fosfatidiletanolamina (cefalinas)
3.- Fofatidilserina
4.- Fosfatidilinositol (que actúa como segundo mensajero.)
LOS FOSFOLIPIDOS:
5.- Cardiolipina (Lípido de las membranas mitocondriales) 6.- Lisofosfolipidos (fragmentos de los FL) 7.- Plasmalogenos (Abundantes en SNC) 8.- Esfingomielinas ( c/alcohol esfingosina) pueden contener colina ,que si se une además a un Ac.Graso forman los compuestos llamados CERAMIDAS
REACCIONES DE LOS FOSFOLIPIDOS
• La acilacion del grupo amino produce: Ceramidas
La unión del fosfato de colina a C1: Esfingomielina
La unión con un monosacarido C1: Cerebrosido
Gangliosidos : Resultan de la unión al C1 de serina, un oligosacarido, o ácidos sialicos, o Hexosa, mas esfingosina y ácidos grasos de cadenas largas.
REACCIONES DE LOS FOSFOLIPIDOS
Son intermediarios en la síntesis de
Fosfatidilcolina los siguientes: CDP colinaFosfatidiletanolamina. Diacilgicerol
LOS ESFINGOLIPIDOS:Son derivados de la esfingosina
(aminoalcohol)Esfingosina Ceramida
Glucosilceramida Esfingomielina
Entonces son ESFINGOSINAS
oLos gangliosidos:oLas ceramidas, olos cerebrosidos oLas esfingomilelinas
EL COLESTEROLoEs un alcohol de 27 átomos de carbonos y
tiene un enlace doble entre el C5 y C6. oTiene un grupo metilo en C18 y C19 y
posee una cadena lateral de alquilos de 8 miembros
oEs un esteroide por poseer un (anillo ciclopentano + [perhidro] fenantreno
oPuede esterificarse en el C3 y da lugar al Ester de colesterilo
Colesterol. Estructura
Colesterol. Estructura
Colesterol unido a Ac.graso= Ester de colesterilo
El colesterol Es precursor de muchos otros esteroides
(Ac. Biliares, Hormonas corticosuprarrenal H. sexuales, Vitamina D, Glucósidos cardiacos Alcaloides, Sitosterol (ergosterol de los vegetales) y de las levaduras
• Los Polisoprenoides y los terpenos no son esteroides pero se vinculan con ellos debido a que tienen una síntesis igual al del colesterol
ISOPRENOIDES Son compuestos isoprenoides:
Pigmentos visuales cromoforos Colesterol.
Beta carotenos
Color de los tomates
Terpenos
Carotenos,xantófilas,fitol,vitamina A,vitamina E yvitamina Karomas
Vitamina A o retinol
Vitamina E o alfa tocoferol
Terpenos
Vitamina K o filoquinona
Terpenos
Esteroides
Alimentos ricos en colesterol
LOS TRANSPORTADORES del colesterol en el plasma son las lipoproteinas
DIGESTION Y ABSORCION DE GRASAS.
• Se ingiere 60 a 150 gramos de grasa al día.El hígado segrega bilis que contiene sales
biliares y fosfatidilcolina quienes disuelven las grasas.
En el estomago se produce lipasa gástrica.El páncreas segrega lipasa pancreática que
dirige loa TAG para producir 3 monoacilos y glicerol
ENZIMAS PARA LA DIGESTION Y ABSORCION DE GRASAS.
• La colipasa producida en el páncreas activa a la lipasa.
• La fosfolipasa hidroliza el grupo 2 acilo de los fosfolipidos
• La esterasa actúa sobre los monoacilgliceridos, esteres de colesterol y esteres de vitamina A.
• El colesterol y las sales biliares son liberados desde el hígado y la vesícula biliar hacia el intestino
..DIGESTION Y ABSORCION DE GRASAS• Las sales biliares son derivadas del
colesterol, ayudan a emulsificar (formar micelas ) y absorber las grasas y las vitaminas Liposolubles (A,D,E,K)
• Las sales biliares en el íleon son recicladas hacia el hígado dando lugar al proceso llamado circulación enterohepática.
Falla en la reabsorción se atribuye a un déficit de sales biliares
• La disminución de sales biliares lleva a la mala absorción de Lípidos y a la esteatorrea.
BIOSINTESIS DE ACIDOS GRASOS (LIPOGENESIS)Es un procesos citosolico (RE) y mitocondrial
Se inicia desde el Acetil CoA citosolico
Es activa en tejido adiposo, hígado, riñón, pulmón, etc.
La glucosa, Piruvato y lactato son los substratos para l a conversión de grasas a partir de carbohidratos, por medio de la translocazion del citrato
BIOSINTESIS DE ACIDOS GRASOS (LIPOGENESIS)Su metabolismo alterado se relaciona
con obesidad y diabetes mellitus de tipo I
La reacción inicial consiste en convertir Acetil CoA (2c) en Malonil CoA (3C), para esto se requiere:
ATPHCO3
Biotina
CATABOLISMO DE LOS ACIDOS GRASOS U OXIDACION, ( alfa, beta)
Ocurre en las mitocondrias Se inician con un Acil CoA y finaliza en Acetil
CoA.La oxidación (beta) forma Acetil CoA y Acil
CoA de menores tamaños Utilizan NAD, FAD y generan NADH+H y
FAD H+HGenera ATP.Aumentan la oxidación de ácidos grasos
el ayuno prolongado y la Diabetes Mellitus.
AG activo Acil CoAAG + Proteína Ac. G transportadoAG + Glicerol TAG (esterificado)AG + PTAG en la célulaAG de cadena corta aniones de acido
graso
…..OXIDACION DE ACIDOS GRASOS
Los Ac. Graos de cadenas largas utilizan un sistema de transporte mediado por la carnitina
La carnitina es una proteína transportadora que se encuentra en la capas de la mitocondria, tanto de musculo, hígado y riñón.
Los ácidos grasos de cadena cortas No requieren de carnitina
…..OXIDACION DE ACIDOS GRASOS
EL SISTEMA DE CARNITINA CONSTA DE TRANSFERASAS, QUE CATALIZAN
REACCIONES DE TRANSACILACION :• Carnitina palmitoil transferasa I (externa)
Carnitina acilcarnitina translocasa (interna
Carnitina palmitoil transferasa II (interna)
Carnitina acetil transferasa (interna)
TRANSPORTE DE LA CARNITINA
cataliza la regeneración de la molécula de acil-CoA grasa.
Transporte de ácidos grasos desde el citoplasma al
cataliza la regeneración de la molécula de acil-CoA grasa.
BETA OXIDACION DE LOS ACIDOS GRASOSRompe dos átomos de carbón de la Acil CoA
empezando por el extremo carboxilo (entre alfa y beta).
Forma cada vez un Acetil CoA.
A partir de Palmitoil y CoA se forman 8 moléculas de Acetil CoA.
Las encimas que participan en la oxidacion forman un complejo multienzimatico QUE SE DENOMINA:
“OXIDASAS DE LOS ACIDOS GRASOS”
Se encuentran en la pared interna de la mitocondria cercana a la cadena respiratoria.
Forman una compleja enzimática (4 enzimas)
1.- Acil CoA deshidrogenasa (ligada al FAD) forma compuestos trans)2.- Enoil CoA Hidratasa ( ingresa agua)3.- Hidroxiacil CoA deshidrogenasa (ligada al NAD) 4.- Tiolasa (incorpora CoA – SH)
.
Los productos en cada vuelta son un Acetil CoA que va al ciclo de krebs y un Acil CoA mas corto.
Si se oxida un acido graso impar forma varias Acetil CoA y el ultimo compuesto que queda es PROPIONIL COA que se convierte en Succinil CoA y se incorpora al ciclo del acido cítrico.
...BETA-OXIDACION DE ACIDOS GRASOS
El exceso de oxidación da lugar a la formación de cuerpos cetonicos en el hígado y puede producir cetoacidosis en sangre.
Su proceso inhibe la gluconeogenesis y da lugar a hipoglicemia.
..OXIDACION DE ACIDOS GRASOS
A veces ácidos grasos de cadena larga se oxidan en los peroxisomas (forman Acetil CoA + H2O2). No generan ATP, acortan la cadena hasta 8 átomos de carbono (octoacil CoA)
Los peroxisomas no tienen carnitina.
En el encéfalo puede ocurrir alfa oxidación con la formación de acido Pitanico
..OXIDACION DE ACIDOS GRASOS
En el retículo endoplasmatico (citocromo P 450) se da lugar a la oxidación del carbón metílico u omega.
Ácidos grasos insaturados (CIS) requieren de transenoil isomerasa y reductasas.
……OXIDACION DE ACIDOS GRASOS
ENERGIA DE LA OXIDACION DE ACIDOS GRASOSEn cada vuelta de la oxidación de
palmitoil CoA se generan 5 ATPs. (2 x FAD y 3 x NAD que se van a la cadena respiratoria)
7 vueltas (7 x 5 = 35 ATPs)• 8 Acetil CoA que se oxidan en el ciclo de Krebs
8 x 12 =96 ATP`S• 96 + 53 = 131 – 2 ATP (consumidos para activar al acilo)
= 129 ATP´s por Mol de Palmitato Oxidado
ò 6, 656 KJ (68% de combustión mecánica)
Es el proceso de formación de cuerpos cetonicos ( cetoacidos de cadenas largas) en la mitocondria, a partir de los excedentes de Acetil CoA generados en la Beta oxidación DE LOS ACIDOS GRASOS. Los cuerpos cetonicos son 3
ACETOACETATO 3
HIDROXIBUTIRATO ACETONA
CETOGENESIS
ACETIL CoA A LA CETOGENESIS o AL CICLO DE K.
CETOGENESIS:4 atomos de carbono (terminales) que quedan en la
Betaoxidacion, se condensan para formar Acetoacetil Co A ,catalizadas por la enzima Cetotiolasa.
El Acetoacetil CoA se une a otro Acetil CoA para formar la 3 hidroximetil glutaril CoA (HMG – CoA) por acción de la enzima HMG CoA sintetasa, se pierde un CoA.
Una enzima liasa (HMG CoA Liasa) fragmenta este producto en una Acetil CoA y Acetato .(Formando el acetoacetato)
…CETOGENESISEl Aceto Acetato de manera espontanea forma Acetona
y por acción de la 3 hidroxibutidato deshidrogenasa (ligada al NAD) forma 3 hidroxibutirato (que se difunde a la sangre y a la orina).
Los cuerpos cetonicos van a la sangre ( cetonemia) y de ahí a otros tejidos (pulmón, como acetona) y a otros extrahepáticos donde se reactivan o se catabolizan.
El Acetoacetil se reactiva solo en el citosol hepático y puede formar colesterol.
SINTESIS DE LOS CUERPOS CETONICOS
RECONVERSION DE LOS CUERPOS CETONICOS A ACETIL CoA
DESTINO DE LOS CUERPOS CETONICOS
REGULACION DE LA CETOGENESIS (grafico derecho)
ENERGIA QUE PRODUCEN LOS CUERPOS CETONICOS
Acetoacetato genera 33 mol de ATP
Hidroxibutirato genera 21 mol de ATP
ENFERMEDADES ASOCIADAS A LA OXIDACION DE AC. GRASOS Y
CETOGENESISDeficiencia de carnitina (hipoglicemia)Deficiencia hereditaria de CPTI (hipoglicemia-Hig)Deficiencia hereditario de CPTII (hipoglicemia musculo esquelético)Deficiencia de hidroxiacil CoA deshidrogenasa (embarazo)Deficiencia de HMG CoA liasa (error innato de cetogenesis)Deficiencia de Acil CoA deshidrogenasa (acidosis)Cetoacidosis diabetica.
CETOACIDOSIS ALCOHÓLICA ( 3 mecanismos)
1.-La cetosis resulta del aumento de la movilización de ácidos grasos libres del tejido adiposo, junto con un incremento simultáneo de la capacidad del hígado para convertir estos sustratos en acetoacetato y en beta hidroxibutirato
CETOACIDOSIS ALCOHÓLICA ( 3 mecanismos)
2.- La conversión de acetato (producto de degradación del alcohol) en cetonas, ( por cambios estructurales de la mitocondria inducidos por el alcohol ) y que incrementan la tasa de cetosis y la depleción de fósforo mitocondrial, que inhibe la utilización de NADH e incrementa laformación de cuerpos cetónicos.
3.-El vómito y la inanición, aunados a desnutrición crónica.
CETOACIDOSIS DIABETICAEs una forma severa y específica de acidosis metabólica.
En la cetoacidosis diabética los trastornos metabólicos que se producen son generados por una deficiencia absoluta o relativa de insulina, amplificados por un incremento en los niveles de las hormonas anti-insulina u "hormonas del estrés": glucagon, catecolaminas, cortisol y hormona del crecimiento.
Los ácidos llamados cetonas se acumulan en la sangre y la orina. En niveles altos, las cetonas son tóxicas
RELACION BIOQ-FARMACOLOGICAMedicamentos para Diabetes
(glibenclamida, tolbutamida) disminuyen oxidación de ácidos grasos porque inhiben a la:
Carnitin Palmitoil Transferasa I.
GRACIAS, coman sano
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