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Lípidos, ácidos grasos

1. Metabolismo de lípidos MAE. Adriana Patricia Rodríguez Ojeda

2. Características Lípidos: Grasa neutra conocida como Triglicéridos Fosfolípidos Colesterol Estructura Química: 3 cadenas largas Unidas a 1 glicerol

3. 3 ácidos grasos mas comunes: Acido esteárico Acido oléico Acido palmítico

4.  Los ácidos grasos tienen 3 funciones en la célula: Estructural (ácidos grasos que forman las membranas: fosfolípidos, glucolípidos ). Mensajeros secundarios ( 1,2-AG tiene características de señalización celular ). Energética (son la mayor reserva de energía en los animales).

5. En los seres vivos pueden haber ácidos grasos saturados o insaturados. Los dobles enlaces tienen casi siempre estereoquímica cis . La mayoría de ácidos grasos naturales tienen un número par de carbonos. A mayor número de carbonos, más sólida es la molécula del ácido graso. A partir de 16-18 C, una molécula es sólida a temperatura ambiente. Conforme más dobles enlaces, más fluida (más líquida es). Una membrana rica en ácidos grasos insaturados es menos fluida. Los ácidos grasos son más ricos en energía que el glucógeno, porque los ácidos grasos son moléculas más reducidas que la glucosa y su oxidación completa a CO 2  da más energía. La combustión de 1 gr de grasa produce más calorías (9 Kcal) que 1 gr de azúcar (4 Kcal).

6. Introducción al metabolismo de lípidos Es una parte esencial del metabolismo celular, por que los lípidos son componentes básicos de las membranas celulares. La ruta mas importante es la síntesis de AG , ya que son necesarios para obtener triacilgliceroles (triglicéridos). Los   triglicéridos  son  acilgliceroles , un tipo de lípidos, formados por una molécula de glicerol, que tiene esterificados sus tres grupos hidroxílicos  por tres ácidos grasos, ya sean saturados o insaturados. Los triglicéridos forman parte de las grasas, sobre todo de origen animal. Los  aceites son triglicéridos en estado líquido de origen vegetal o que provienen del pescado.

7. Introducción al metabolismo de lípidos Los ácidos grasos están unidos al glicerol por el enlace éster: CH 2 COOR- CH COOR'- CH 2 -COOR“ donde R, R', y R" son ácidos grasos; los tres ácidos grasos pueden ser diferentes, todos iguales, o sólo dos iguales y el otro distinto. Cada ácido graso se une por la reacción de esterificación: ácido carboxílico + alcohol   éster + agua R 1 -COOH + R 2 -OH  R 1 -COO-R 2  + H 2 O con el caso particular de: ácido graso + glicerol    triglicérido + agua La longitud de las cadenas de los triglicéridos oscila entre 16 y 22 átomos de carbono.

8. Otras rutas… Otras rutas importantes de biosíntesis son: Síntesis de colesterol Síntesis de eicosanoides Síntesis de esfingolípidos Los lípidos también pueden ser degradados (catabolismo). La ruta catabólica mas importante es la oxidación de ácidos grasos. En esta ruta, los AG de cadena larga se descomponen para formar acetil CoA . Las rutas catabólicas de lípidos son también para obtener energía y almacenarla, como la del glucógeno. Los triglicéridos se oxidan cuando aumenta la demanda de energía y no se dispone de glucosa. (ejercicio)

9. Transporte de lípidos en los líquidos corporales “Los quilomicrones” Son  lipoproteínas sintetizadas en el epitelio   del  intestino caracterizadas por poseer baja densidad y gran diámetro, entre 75 y 1.200  nm . Son grandes partículas esféricas que recogen desde el intestino delgado  los triglicéridos , los fosfolípidos y el colesterol ingeridos en la dieta llevándolos hacia los tejidos a través del sistema linfático. A.G cadena larga se absorben en el hígado. En digestión se escinden en mono glicéridos y AG Atraviesan epitelio intestinal y forman de nuevo triglicéridos Entran a la linfa en forma de quilomicrones En su superficie contienen apoproteina B. Componentes proteicos evitan su adherencia a paredes de los vasos linfáticos. 87% Triglicéridos , 9% fosfolípidos, 3% colesterol, 1% apoproteína B

10. Estructura de un quilomicrón ApoA , ApoB , ApoC , ApoE  ( apolipoproteínas );  T ( triacilgliceroles );  C  ( colesterol ); verde ( fosfolípidos )

11. Ruta exógena La formación de quilomicrones constituye la ruta exógena de transporte de lípidos hasta el hígado : En el intestino delgado captan los  triacilglicéridos  sobre el quilomicrón inmaduro. Se desplazan por la linfa, donde tiene lugar su maduración: se añaden las apoproteínas   Apo E y Apo CII procedente de la lipoproteína HDL, formándose así los quilomicrones. Posteriormente , son transportados a la sangre.

12. Ruta exógena Llegan a los tejidos periféricos, principalmente músculo y tejido adiposo, donde la enzima  lipoproteína lipasa  degrada los quilomicrones, hidrolizando sus  triacilglicéridos   a ácidos grasos y glicerol, facilitando así el paso de los ácidos grasos a estos tejidos para su utilización como fuente de energía o almacenamiento, respectivamente. La enzima lipoproteína lipasa es activada por la Apo CII del quilomicrón, por lo que solo actúa sobre los quilomicrones maduros presentes en la circulación sanguínea . Los Quilomicrones se sintetizan en el enterocito a partir de los lípidos provenientes de la dieta. Tras su paso por los tejidos, se transforman en quilomicrones residuales, que devuelven la Apo CII a los HDL, y son captados por el hígado vía receptores de apoE .

13. Eliminación de quilomicrones Semivida de menos de 1 hora Desaparecen por la enzima lipoproteina lipasa Que esta en los capilares del tejido adiposo y hepático. Hidroliza triglicéridos de los quilomicrones y libera A.G y glicerol. Miscibles por lo tanto se mezclan con las membranas de adipocitos y hepatocitos.

14. Transporte de los A.G en la sangre en combinación con la albúmina P or 2 dos estímulos. glucosa en adipocitos a -glicerofosfato también mantiene glicerol en los triglicéridos Hidrólisis Hormonas que activan la lipasa Adrenalina, Corticotropina y GH. Salen de la célula= A.G + Albumina A.G libre Concentración plasmática de A.G libres en reposo aprox. de = 15mg/ dL o 0.45g en todo el cuerpo.

15. La mitad de los ácidos grasos plasmáticos se remplazan por nuevos cada 2 o 3 min. Si aumenta la tasa de utilización de la grasa para la energía celular también se eleva la concentración de AG plasmáticos . Sucede especialmente en la inanición y la diabetes. Cada molécula de albumina se puede combinar con 3 o 30 AG

16. Las lipoproteínas Concentración plasmática de 700mg/100ml Tipos de lipoproteínas: VLDL: elevados triglicéridos; concentración moderada de colesterol y fosfolípidos IDL: se han eliminado gran parte de los triglicéridos y aumentan las de colesterol y fosfolípidos en relación. LDL: se han eliminado casi todos los triglicéridos y hay concentraciones altas de colesterol y fosfolípidos. HDL: 50% de proteínas y cantidades muy pequeñas de colesterol y fosfolípidos. Formación y función Se forman en el hígado También el epitelio intestinal Su función es transportar los lípidos en la sangre. Las VLDL van principalmente al tejido adiposo Los demás al tejidos periféricos.

17. Depósitos de grasa El  tejido adiposo  o  tejido graso  es el tejido de origen mesenquimal  (un tipo de tejido conjuntivo) conformado por la asociación de células que acumulan lípidos en su citoplasma: los adipocitos . Fibroblastos modificados los cuales están ocupados de 85 a 95% de triglicéridos. Están en forma liquida. Cumple funciones mecánicas: una de ellas es servir como amortiguador, protegiendo y manteniendo en su lugar los órganos internos así como a otras estructuras más externas del cuerpo, y también tiene funciones metabólicas y es el encargado de generar grasas para el organismo.

18. Depósitos de grasa Tipos de tejido adiposo o tejido graso Existen dos tipos de tejido adiposo, el  tejido adiposo blanco   (conforma el 20% del peso corporal en hombres y el 25% en las mujeres) y el  tejido adiposo marrón , grasa parda ( abundante en el feto y recién nacidos que tiene como única función la producción de calor). Se acumula de preferencia en el tejido subcutáneo, la capa más profunda de la piel. Sus células,  lipocitos , están especializadas en formar y almacenar grasa. Esta capa se denomina, panículo adiposo y es un aislante del frío y del calor. Actúa como una almohadilla y también como un almacén de reservas nutritivas. Intercambio de grasa entre tejido adiposo y la sangre: Mediado por las lipasas tisulares. 1) Unas provocan que se depositen AG en el tejido adiposo proveniente de quilomicrones y lipoproteínas 2) Otras se encargan de soltar los AG libres.

19. La grasa visceral ó abdominal   También conocida como grasa intra -abdominal, es localizada dentro de la cavidad abdominal, almacenada entre los órganos (estómago, hígado, intestinos, riñones, etc.). La grasa visceral es distinta a la grasa subcutánea, ubicada debajo de la piel; ó la grasa intramuscular, que esta dispersa en los músculos esqueléticos. La grasa en la parte inferior del cuerpo, como en los muslos y los glúteos, es subcutánea y no es un tejido consiente del espacio, mientras que la grasa en el abdomen es más visceral y con un estado semilíquido.   La grasa visceral está compuesta por depósitos adiposos, incluyendo tejido mesentérico y tejido blanco adiposo del epidídimo, y depósitos perirrenales . La grasa visceral es considerada como tejido adiposo mientras que la grasa subcutánea no se le considera como tal.

20. Un exceso de grasa visceral es conocido como obesidad central, la cuál sobresale del abdomen. También se le ha relacionado a diabetes tipo 2,  resistencia a la insulina,  enfermedades inflamatorias,  y otra enfermedades relacionadas con obesidad. La hormona del sexo femenino provoca que la grasa sea almacenada en muslos, glúteos y caderas de las mujeres.  Los hombres son más propensos a tener grasa almacenada en el vientre debido a la diferencia hormonal que existe. Cuando las mujeres llegan a la menopausia y la producción de estrógeno en los ovarios disminuye, la grasa emigra de los muslos, glúteos y caderas a sus cinturas;  que después será almacenada en su vientre.  Los ejercicios de alta intensidad es una forma efectiva en la cual la grasa abdominal puede ser reducida.  Otro estudio demuestra que al menos 10 horas a la semana de gasto energético por medio de ejercicios aeróbicos es requerido para la reducción de grasa abdominal

21. Lípidos Hepáticos Funciones del hígado en el metabolismo de los AG: Degradar los AG en compuestos mas pequeños. Gluconeogénesis Sintetizar lípidos a partir de colesterol y fosfolípidos. Aparecen grandes cantidades de triglicéridos en: E l ayuno Diabetes mellitus Cualquier otro estado donde se usen las grasas en vez de carbohidratos.

22. Uso energético de los triglicéridos y la formación de ATP Hidrólisis de los triglicéridos: Triglicéridos A.G y glicerol Oxidación Mitocondrias Carnitina

23. Degradación del A.G en Acetil-CoA por B-oxidación: Lo que se busca degradar la molécula separando 2 carbonos de esta hasta, esto provoca que se formen múltiples cadenas de Acetil-CoA.

24. Oxidación de la Acetil CoA . Las moléculas de Acetil-CoA entran inmediatamente en el ciclo de Krebs, después ocurre la fosforilación oxidativa. Con el acido esteárico se producen y 32 átomos de hidrogeno á cido esteárico 9 moléculas de acetil- CoA 32 átomos de hidrogeno 72 átomos de hidrógeno 104 á tomos de hidrógeno Flavoproteínas NAD 139 ATP 146 ATP Mas 6 ATP del ciclo de Krebs

25. Formación del ácido acetoacético en el hígado y transporte en la sangre Hígado Ácidos grasos descomposición Las cadenas de ácidos grasos se desdoblan en moléculas de acetil CoA, se condensan dos de estas moléculas en otra de acido acetoacetico

26. La cetosis, la diabetes y otras enfermedades. acido acetoacetico acido B- hidroxibutirico acetona Aparece con el ayuno en la diabetes mellitus y a veces cuando la dieta se compone de grasa. Es una situación metabólica del organismo originada por un déficit en el aporte de carbohidratos, lo que induce el catabolismo de las grasas a fin de obtener energía, generando unos compuestos denominados cuerpos cetónicos , los cuales descomponen las grasas en cadenas más cortas, generando acetona que es usada como energía por el cerebro y el resto de órganos del cuerpo humano. De esta manera, el cuerpo deja de utilizar como fuente primaria de energía los glúcidos sustituyéndolos por las grasas. En estado de  cetosis , el cuerpo es capaz de quemar grasas fácilmente incluyendo las reservas propias del individuo, es por eso que hay muchas dietas de adelgazamiento que inducen a dicho estado con el objetivo de reducir grasa corporal. cetósis

27. Si no se utilizan hidratos de carbono , para producir energía, esta ha de provenir del metabolismo de las grasas. Suministran cantidades ingentes de AG Células de los tejido periféricos  ENERGIA Células hepáticas donde los AG  cuerpos cetonicos Durante ese proceso, como en tantos otros procesos metabólicos, se generan diversas toxinas que son eliminadas por el riñón. La cetosis se produce en la diabetes mellitus tipo 1 por la ausencia de insulina, que impide la utilización a nivel celular de la  glucosa circulante , así como en situaciones de ayuno prolongado o tras el consumo de las llamadas dietas cetogénicas . Se produce debido a la acumulación excesiva de Acetil- CoA , en estado normal y con aporte suficiente de glúcidos, estos son transformados mediante el proceso de glucolisis en  piruvato . El exceso de Acetil- CoA  se condensa formando acetoacetil-CoA , este último compuesto mediante distintos procesos de hidroxilación e hidrólisis da origen a acetoacetato , D-3 hidroxibutirato y acetona: los llamados cuerpos cetónicos . El hígado no posee las enzimas necesarias para metabolizar estos compuestos, por lo que son liberados al torrente sanguíneo para que sean utilizados por distintos tejidos, especialmente el muscular. Cuando la producción de cuerpos cetónicos sobrepasa la utilización se produce el fenómeno denominado cetosis.

28. cuerpos cetónicos Hígado al resto de las células células Oxalacetato Acetil Co A Para su procesamiento en el ciclo del ácido cítrico Cantidad limitada de cuerpos cetonicos La carencia de Oxalacetato (hidratos de carbono) limita la entrada de acetil CoA ocasionando que el hígado vierta enormes cantidades de acido acetoacetico. Causando acidosis extrema