METABOLISMO DE LIPIDOS
LIPIDOS Extenso grupo de químicamente distintas.
biomoléculas
Su característica principal es insolubilidad en agua y solubilidad solventes orgánicos (Apolares hidrofóbicos).
su en e
Tipos de lípidos • Ácidos grasos • Triglicéridos: Esteres del glicerol con ácidos grasos (aceites y grasas) • Fosfolípidos • Glicolípidos
• Ceras: esteres de un alcohol de cadena larga con un ácido graso de cadena larga • Otros lípidos: Esteroles, Terpenos, Vitaminas liposolubles, Pigmentos liposolubles
Funciones de los lípidos • fuente de energía (almacenaje)
• componentes estructurales de membranas • fuente de ácidos grasos esenciales
• fuente de vitaminas liposolubles • formación de hormonas
• pigmentos y mensajeros intracelulares
Catabolismo de los lípidos • Un mamífero contiene entre un 5% y un 25%, o más, de su peso corporal en forma de lípidos. • Hasta un 90% de estos lípidos están en forma de triacilgliceroles. • En los sistemas animales, la grasa se almacena en unas células especializadas, los adipocitos.
A.- Digestión y absorción de las grasas • Los triacilgliceroles provienen de : la alimentación las reservas en los adipocitos y la biosíntesis
Alimentación:
• La mayor parte de la digestión de los lípidos provenientes de la alimentación se produce por la acción de la lipasa pancreática. • Lipasa pancreática es una enzima que requiere calcio y que cataliza una reacción en una interfase aceite-agua. (Micelas).
• Los productos de la digestión son el glicerol y ácidos grasos libres • Estos productos absorbidos por la mucosa intestinal se recombinan en triacilgliceroles, los cuales se combinan con apoproteínas para formar lipoproteínas • Estos complejos son los encargados del transporte a los tejidos, ya sea para el almacenamiento de energía o para su oxidación.
Adipocitos:
• El primer paso, la degradación de la grasa a glicerol y ácidos grasos, se regula hormonalmente.
• El glucagón (durante el ayuno) o la adrenalina (en situaciones de estrés), activan la adenilato ciclasa, la que a su vez activa la proteína quinasa.
• La proteína quinasa, activa por fosforilación a la enzima triacilglicerol lipasa, quien cataliza la hidrólisis. • Los productos de la hidrólisis salen del adipocito por difusión pasiva y llegan al plasma sanguíneo, en donde los ácidos grasos se unen a la albúmina. • Finalmente se liberan de la albúmina y se captan por los tejidos también a través de difusión.
B.- Oxidación de los ácidos grasos. 1. Activación de los ácidos grasos, es decir grupo carbonilo (membrana externa de la mitocondria). 2. Transporte de los ácidos grasos al interior de la mitocondria. 3. - oxidación, es decir la oxidación escalonada de la cadena carbonada : - Oxidación (FAD) - Hidratación
- Oxidación (NAD+) - Lisis
1.- Activación de los ácidos grasos • Activación del grupo carbonilo por el ATP para producir un acil adenilato, con la liberación simultánea de pirofosfato. • A continuación, el grupo carbonilo activado es atacado por el grupo tiol de la CoA, con lo que desplaza al AMP y forma el derivado acil-CoA
• Es importante señalar que el ATP se transforma en AMP y PPi. • El pirofosfato de hidroliza a 2Pi. • La hidrólisis de dos enlaces fosfato de alta energía suministra energía para la activación del ácido graso y equivale al uso de dos ATP.
2.-
Transporte
en
la
• Las acil-CoA se forman en la membrana mitocondrial externa. • Debe desplazarse a través de la membrana mitocondrial interna para oxidarse. • La transferencia la realiza un transportador denominado carnitina. • La reacción la cataliza la carnitina aciltransferasa I, y su resultado es un derivado, acil carnitina, que puede atravesar la membrana interna.
membrana
• La enzima carnitina aciltransferasa II, situada en el lado de la matriz de la membrana interna, completa el proceso de transferencia intercambiando acil carnitina por carnitina libre.
3.- Ruta de la -oxidación • Una vez en el interior de la matriz mitocondrial, las acilCoA se oxidan, iniciándose en el carbono y una serie de pasos en los que se libera cada vez un fragmento de dos carbonos en forma de acetil-CoA, del ácido graso que está siendo oxidado. La ruta es cíclica, por cuanto cada paso, que contempla cuatro reacciones, termina con la formación de una acil-CoA acortada en dos carbonos, que experimenta el mismo proceso en el paso siguiente o ciclo. Dado que cada paso se inicia con la oxidación del carbono , esta ruta se denomina oxidación.
• Desde el punto de vista del mecanismo, cada ciclo de oxidación de una acil-CoA saturada comporta las siguientes reacciones: 1. Deshidrogenación para dar un derivado enoil. 2. Hidratación del doble enlace resultante, de tal manera que el carbono sufre una hidroxilación, 3. Deshidrogenacón del grupo hidroxilo y 4. Fragmentación mediante el ataque de una segunda molécula de coenzima A sobre el carbono , para liberar acetil-CoA y una acil-CoA dos carbonos más corta que el sustrato original.
• Luego de 1 vuelta:
• 1 Acetil – Co A • 1 NADH • 1 FADH2
Acido graso 10C CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – C – S - CoA
1 Acetil-CoA
1 NADH
1 NADH
1 NADH
1 NADH
1 FADH2
1 FADH2
1 FADH2
1 FADH2
1 Acetil-CoA 1 Acetil-CoA
Acido graso 10 C
1 Acetil-CoA 1 Acetil-CoA
4 NADH 4 FADH2 5 Acetil-CoA
• La acetil-CoA procedente de la -oxidación entra en el ciclo del ácido cítrico, donde se oxida a CO2, de la misma forma que la acetil-CoA procedente de la oxidación del piruvato. Como el ciclo del ácido cítrico, la -oxidación genera transportadores electrónicos reducidos, cuya reoxidación en las mitocondrias genera ATP a través de la fosforilación oxidativa del ADP.
-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
• Ejemplo: Determine el rendimiento energético total de la oxidación del ácido palmítico. (16 carbonos).
Control de la oxidación de los ácidos grasos • Control hormonal: la adrenalina y el glucagón son mensajeros extracelulares, que regulan la degradación y la liberación de grasas. Esto se debe a la actividad de la triacilglicerol lipasa que se regula mediante cascadas reguladoras iniciadas por intervenciones hormonales, en las que interviene el AMP cíclico.
• Concentración malonil-CoA: en el hígado, la malonil-CoA es un inhibidor de la carnitina aciltransferasa I , impidiendo el transporte de los ácidos grasos a las mitocondrias.
