Metabolismo de los lipidos (1)

Metabolismo de lĂ­pidos

La célula es una máquina que necesita energía para realizar sus trabajos

El metabolismo es el conjunto de procesos quĂ­micos que se producen en la cĂŠlula, catalizadas por enzimas y que tienen como objetivo obtener materiales y energĂ­a para las diferentes funciones vitales

LÍPIDOS: FUNCIÓN BIOLÓGICA a) Forman parte de todas las membranas celulares. b) Principal material de reserva energética. c) Los lípidos de los alimentos son importante fuente de energía por su alto contenido calórico. d) Vehiculizan vitaminas del grupo liposolubles. e) Están relacionados con sustancias de actividad fisiológica como vitaminas, hormonas, ácidos biliares, etc.

Lípidos en nuestra dieta Los triglicéridos son los lípidos más abundantes de nuestra dieta Triglicéridos

Fosfolípidos

Colesterol

P

Nuestro organismo puede sintetizar casi todos los lípidos que necesita, excepto los ácidos grasos esenciales: linoleico y araquidónico

Se manifiesta escasa digestión en la boca o en el estómago (Lipasas lingual y gástrica).

-Boca: amilasa salival o ptialina.

-Estómago: HCl, enzimas (pepsina)

La digestión de lípidos ocurre principalmente en el Intestino

Digesti贸n y absorci贸n de las grasas Los Triglic茅ridos proceden de tres or铆genes distintos

Enzimas involucradas ENZIMAS

LOCALIZACIร N

LIPASA

Pรกncreas

ISOMERASA

Intestino

COLESTEROLASA Pรกncreas FOSFOLIPASA A2

Pรกncreas

Digestión de lípidos 1.Los lípidos se digieren en el intestino delgado por la lipasa pancreática 2.Las sales biliares ayudan a la acción de la lipasa Glóbulo de grasa

Glóbulo de grasa

Sales biliares Efecto mecánico EmulsiónSales

Lipasa pancreática

Monoglicérido

+

Acidos grasos

FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS BILIARES - Aumentan la función de la Lipasa pancreática.

- Reducen la “Tensión Superficial” y con ello favorecen la formación de una EMULSIÓN de las grasas. Contribuyen a dispersar los lípidos en pequeñas partículas y por lo tanto hay mas superficie expuesta a la acción de la lipasa.

- Favorece la absorción de Vitaminas Liposolubles.

- Acción Colerética: estimulan la producción de bilis.

• No es indispensable la digestión total de las grasas neutras debido a que pueden atravesar las membranas si se encuentran en EMULSIÓN FINA. • Las sustancias sin degradar totalmente (MAG) que atraviesan las membranas son hidrolizadas en los enterocitos.

• En las células intestinales se sintetizan nuevamente los TAG. • Absorción del Colesterol: se absorbe en el intestino y luego se incorpora a los QUILOMICRONES como tal o como ésteres con AG. 12

Micelas

TriglicĂŠridos

TriglicĂŠridos

Origen de las grasas del organismo 1. Síntesis interna: Por el hígado que las traslada al intestino a través de la bilis

2. Ingreso exógeno a través de la dieta Tejido muscular

Hígado

Estómago

Vesícula biliar

Intestino

Tejido adiposo

Torrente sanguíneo

- Los lípidos provenientes de la dieta, sintetizados por el hígado o liberados por el tejido adiposo, deben ser trasladados hasta los tejidos que necesiten emplearlos.

- Como los lípidos son insolubles en agua, se asocian con proteínas (apolipoproteínas) para constituir lipoproteínas.

Origen y Función de las lipoproteínas: • Quilomicrones – origen intestinal – transporte de los lípidos de la dieta.

• VLDL (lipoproteína de densidad muy baja) – origen hepático – transporte de los lípidos endógenos, fundamentalmente TAG. • IDL (lipoproteína de densidad intermedia) – surge de la VLDL por acción de la lipoproteína lipasa.

• LDL (lipoproteína de densidad baja ) – surge de IDL – transporte de colesterol del hígado a los tejidos.

• HDL (lipoproteína de densidad alta) – origen intestinal y hepático, – Transporte de colesterol desde los tejidos al hígado o trasporte reverso del colesterol y metabolismo de VLDL y quilomicrones.

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APOPROTEINAS TIPOS

LIPIDO APOPROTEINA TRANSPORTADO

QUILOMICRONES COL. DIETA

TG. DIETA

A1, A2, A4, B48, CI, CII, CIII, E, H.

QUILOMICRONESRemanentes

COL.

E,

VLDL

TG. ENDÓGENOS

B100, CI, CII, CIII,

IDL

ESTERES COL. TG. ENDÓGENOS.

B100, CII, CIII, E.

LDL

ESTERES COL. ENDG.

B100

HDL (HDL-1 y HDL-2)

ESTERES COL. ENDG.

A1, A2, CI, CII, CIII,

B48.

E.

E, D.

Lipoproteína lipasa (LPL) – Se encuentra en músculo esquelético y cardíaco, tejidos adiposo, glándula mamaria, y otros tejidos, pero no en hígado.

– Está anclada a los proteoglicanos de la superficie de las células endoteliales.

• Su actividad requiere fosfolípidos y ApoC-II. • Forma glicerol y ácidos grasos libres (AG) a partir de TAG. • Los ácidos grasos son incorporados por los tejidos.

ESTRUCTURA DE QUILOMICRONES La superficie es una capa de Fosfolípidos.

Apolipoproteínas B-48

Los Triacilgliceroles secuestrados en el interior aportan mas del 80% de la masa.

Varias Apolipoproteínas (B48, C-III y C-II) atraviesan la membrana y actúan como señales para el metabolismo de los Quilomicrones.

Colesterol

C-III

C-II

Fosfolípidos Triacilgliceroles y ésteres de Colesterol.

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QUILOMICRONES: Lugar de síntesis: Intestino Función: Transporte de Triglicéridos Densidad: Menor de 0,95 g/ml Contenido lipídico: El 90 % Tg dietarios Contenido apoproteico: Apo B-48 y además según su estadío Apo AI , Apo A IV

Quilomicrones Remanentes (QR) • Por la acción de la LPL se pierde 90% de los TAG de los QM, que se transforman en QR. • Los QR están relativamente enriquecidos en colesterol y ésteres de colesterol.

• En el hígado, la Lipasa Hepática (enzima de la superficie de las células) hidroliza los TAG que quedan y fosfolípidos.

• Los remanentes son captados por el hígado mediante un proceso de endocitosis mediada por receptor a expensas del receptor

LIPOPROTEÍNAS DE MUY BAJA DENSIDAD: VLDL

LUGAR DE SÍNTESIS Y SECRECIÓN: Hígado FUNCIÓN:

Transporte de Tg de síntesis “endógena”.

Redistribución de Ac. Grasos a los diferentes tejidos.

DENSIDAD: Rango de 0,95 a 1,006 g/ml.

CONTENIDO LIPÍDICO:

60% de triglicéridos, 20 % de

colesterol, resto fosfolípidos CONTENIDO APOPROTEICO: Apo B100, Apo CI CII, Apo CIII ApoE

Lipoproteína de muy baja densidad (VLDL) • El hígado empaqueta los lípidos de síntesis endógena en forma de VLDL (contiene ApoB100) • En la circulación, incorpora ApoCII y ApoE de las HDL. • La VLDL se encarga de transportar TAG del hígado a los tejidos extrahepáticos (músculo, tejido adiposo, etc).

• El metabolismo de la VLDL es similar al de los QM. • La LPL de los capilares extrahepáticos, activada por la ApoCII, hidroliza los TAG y convierte a la VLDL en IDL, y a ésta en LDL.

VLDL se transforma en IDL y ésta en LDL por acción de la LPL Lipoproteína de baja densidad (LDL) • La LDL es rica en colesterol y ésteres de colesterol.

• Es captada por el hígado y tejidos extrahepáticos que tienen el receptor de LDL (ApoB100/E).

Si en el plasma hay un exceso de LDL, el receptor de LDL (ApoB100/E) se satura.

• La concentración intracelular alta de colesterol a su vez inhibe la síntesis del receptor.

Regulación del receptor de LDL • La síntesis del receptor de LDL (ApoB100/E) es regulada por la concentración intracelular de colesterol.

– El aumento en el colesterol celular apaga la síntesis de Receptor. Así, ingresa menos colesterol a la célula por endocitosis mediada por receptor.

– A la inversa, si el colesterol intracelular disminuye, aumenta la síntesis de receptor.

• Al haber más receptor, aumenta la incorporación de LDL y bajan los niveles de LDL-colesterol en el plasma.

• Paralelamente, aumenta la síntesis de colesterol a partir de acetil-CoA por aumento en los niveles de la HMG-Co A reductasa.

β-Oxidación de Ácidos Grasos •

Ocurre en tejidos como: Hígado, músculo esquelético, corazón, riñón, tej. Adiposo, etc.

•

Comprende la oxidación del carbono β del ácido graso.

•

Ocurre en las MITOCONDRIAS.

•

Antes debe ocurrir: Activación del ácido graso (requiere energía en forma de

ATP) Transporte al interior de la mitocondria

Después de la activación, los ésteres de ac.

Grasos con CoA entran a la mitocondria para ser procesados. β-Oxidación • Los ácidos grasos son procesados por las mismas 5 etapas cíclicas.

• Se remueven 2 carbonos por ciclo • Se produce una molécula de Acetil-CoA en cada ciclo.

• El acetil-CoA producido entra en el ciclo de Krebs para producir energía.

32

Transporte de Acil-CoA al interior de la mitocondria.

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OXIDACION DEL ACIDO GRASO 1. Primera oxidaci贸n: Acil CoA - deshidrogenasa

OXIDACION DEL ACIDO GRASO 2. Hidratación: Enoil – CoA hidratasa

OXIDACION DEL ACIDO GRASO 3. Segunda oxidaci贸n: 尾-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa

OXIDACION DEL ACIDO GRASO 4. Ruptura de cadena y liberaci贸n de Acetil-CoA: Tiolasa

Resumen

INTERRELACION CON EL CICLO DE KREBS •Los acetilos formados en la βOXIDACIÓN ingresan al CICLO DE KREBS para su oxidación total a CO2.

•Los NADH y FADH2 producidos en el CICLO DE KREBS forman ATP en la mitocondria (FOSFORILACIÓN OXIDATIVA) 41

•En cada ciclo se pierden 2 átomos de C en forma de AcetilCoA. •Para degradar completamente un ac. Graso de 16 C hacen faltan 7 ciclos de β-Oxidación.

Nº de ciclos = (nº de C) – 1 2 •En cada ciclo se produce 1 molécula de FADH2 y otra de NADH: FADH2= 2ATP NADH= 3ATP

Balance energético de β-Oxidación A saber: • 1 FADH2

: 2 ATP

• 1 NADH,H+

: 3 ATP

• 1 Acetil – CoA : 12 ATP

PALMITATO 16 C

N° moléculas

ATP

Consumo por activación inicial

Dos enlaces de alta energía

-2

FADH2

7

+14

NADH,H+

7

+21

Acetil - CoA

8

+96

TOTAL

129

TRANSPORTE REVERSO

DEL COLESTEROL

LIPOPROTEINAS DE ALTA DENSIDAD: HDL ORIGEN: Hígado principalmente. También en intestino.

DENSIDAD: de 1,063 a 1,210 g/ml CONSTITUCIÓN: 50 % por apoproteínas ( Apo AI, Apo AII, Apo E y Apo C I, II y CIII) 50% de contenido lipídico (del cual el 40% es colesterol y el 60% restante son fosfolípidos y escasos triglicéridos).

FUNCIÓN: Vehiculiza el colesterol desde tejido hacia el hígado (transporte reverso del colesterol).

Una vez que el colesterol está fuera de la célula se incorpora en la HDL y se esterifica por acción de la enzima: Lecitina Colesterol Acil Transferasa (LCAT) – La LCAT forma un éster de colesterol entre colesterol y lecitina (fosfatidilcolina), el cual se concentra en el centro de la partícula de HDL. La HDL remueve el colesterol "sobrante" de las células y lo lleva al hígado.

Esto es beneficioso para el sistema vascular porque evita que se acumule colesterol (aterosclerosis).

Formación de Cuerpos Cetónicos (Cetogénesis) • Después de la degradación de los ac.

Grasos, el Acetil-CoA es oxidado en el Ciclo de Krebs.

• Para esto es necesaria la presencia de oxalacetato (1er intermediario del ciclo de Krebs). Si la cantidad de este es insuficiente, las unidades de acetil-CoA son utilizadas mediante una vía alternativa en la que se producen “Cuerpos Cetónicos” • Estos compuestos se forman principalmente en el hígado, a partir de acetil-CoA mediante una serie de etapas.

CUERPOS CETONICOS • Moléculas pequeñas, pueden atravesar la barrera hematoencefálica • Son solubles en agua • Derivan de los lípidos • Sustituyen como fuente de energía a la glucosa • Promueven un incremento de glucosa en sangre, porque evitan la oxidación de glucosa como combustible metabólico

Utilización de los cuerpos cetónicos • El Hígado es el principal productor ya que posee todas las enzimas necesarias. Es incapaz de usarlos como combustible.

• Los órganos que los usan son: cerebro, músculo esquelético, corazón y otros.

• Solo se usan como fuente de energía en situaciones metabólicas especiales. Ej: Diabetes, ayuno prolongado.

• El aumento de estos provoca Acidosis Metabólica.

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CETOGENESIS Ocurre en HÍGADO

- El 1er paso es la inversa de la última etapa de la β-oxidación.

- El acetoacetatil-CoA se condensa con otro acetil-CoA para dar HMG-CoA. - El HMG-CoA se rompe formando acetoacetato y AcCoA. - El Acetoacetato puede originar los otros cuerpos cetónicos.

Formación y exportación de cuerpos cetónicos (hígado) Gotas de lípidos Hepatocito

Los cuerpos cetónicos se forman y exportan desde el Hígado.

Acetoacetato y βhidroxibutirato exportados como energía para: corazón, músculo, riñón y cerebro.

Glucosa exportada como combustible para cerebro y otros tejidos.

En condiciones energéticamente desfavorables, el oxalacetato se deriva hacia la Gluconeogénesis, para liberar glucosa a la sangre.

El ciclo de Krebs trabaja muy lentamente en el Hígado.

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HIPERLIPEMIAS Sinónimo: hiperlipoproteinemia.

Representa la elevación plasmática de la Concentración de colesterol; de triglicéridos o de ambos.

DISLIPIDEMIAS Representa alteración de los lípidos plasmáticos que incluyen Co total elevado; Co de LDL, aumento de TG y descenso de Co de HDL

ATEROGENESIS Inicio y constitución de la placa ateromatosa.

Arteria “Sana” Fenotipo diferenciado y quiescente

Intima (Endotelio) Elástica Interna Media (Músculo Liso, Fibras Elásticas) Elástica Externa Adventicia (Fibroblastos, Vasa Vasorum)

DISFUNCIÓN ENDOTELIAL

Inicio ateroma

Monocito Linfocito

Intima (Endotelio) Elástica Interna Media (Músculo Liso, Fibras Elásticas) Elástica Externa Adventicia (Fibroblastos, Vasa Vasorum)

Lesión avanzada

LESIÓN NEOINTIMA

Tapa Fibrosa Núcleo Lipídico Macrófagos