LIPIDOS

LIPIDOS

Definición

Son un grupo de compuestos de origen biológico, que están relacionados más por sus propiedades físicas que por sus propiedades químicas; son solubles en disolventes orgánicos como el cloroformo y benceno, muy poco o nada solubles en agua.

Clasificación

De acuerdo a su complejidad.

1. Lípidos simples: son ésteres que se forman por la reacción entre un alcohol con uno o más ácidos grasos.

a. Grasas y aceites: son ésteres de ácidos grasos con glicerol. Los aceites son grasas en estado líquido.

b. Ceras: son ésteres de ácidos grasos con alcoholes monohídricos de masa molecular relativa más alta.

2. Lípidos complejos: son ésteres de ácidos grasos que contienen un alcohol, un ácido graso y grupos químicos unidos a la molécula.

a. Fosfolípidos: son lípidos que contienen, además de ácidos grasos y un alcohol, un residuo ácido fosfórico. A menudo poseen bases que contienen nitrógeno y otros sustituyentes; por ejemplo, en los glicerofosfolípidos el alcohol es glicerol, y en los esfingofosfolípidos el alcohol es la esfingosina.

b. Glucolípidos (glucoesfingolípidos): lípidos que contienen un ácido graso, esfingosina y carbohidrato.

c. Otros lípidos complejos: lípidos como sulfolípidos y aminolípidos. Las lipoproteínas también pueden colocarse en esta categoría.

3. Lípidos precursores y derivados: comprenden ácidos grasos, glicerol, esteroides, otros alcoholes, aldehídos grasos, cuerpos cetónicos, hidrocarburos, vitaminas liposolubles y hormonas.

Metabolismo de los lípidos

Beta oxidación

La mayoría de los ácidos grasos que se oxidan en los tejidos provienen de los triacilglicéridos del tejido adiposo, desde donde son liberados por la acción de la enzima lipasa sensible a hormonas y transportados en la circulación como complejos albúmina-ácidos grasos. Al llegar al hígado y a las células de otros tejidos, el ácido graso es activado en el citosol mediante la acción de la acil coenzima A sintetasa (tiocinasa) con gasto de ATP, en esta reacción se produce un acil coenzima A (acil CoA) y AMP. El proceso de oxidación del ácido graso se realiza dentro de la mitocondria; sin embargo, su membrana es impermeable a los ácidos grasos y derivados del acil CoA, por lo que se requiere de un transportador: la carnitina, encargada de llevar al ácido graso al interior de la mitocondria. Una vez dentro de la mitocondria, el ácido graso se escinde en fragmentos de dos átomos de carbono (acetil-CoA) para lo que son necesarios 4 pasos enzimáticos sucesivos:

a. Deshidrogenación ligada a FAD, catalizada por la enzima acil-CoA deshidrogenasa. Consiste en introducir un doble enlace entre los carbonos alfa y beta del ácido graso.

b. Hidratación del doble enlace formado, catalizado por la enoil-CoA hidrolasa.

c. Deshidrogenación ligada a NADH, catalizada por la hidroxiacil-CoA-deshidrogenasa.

d. Tiolisis por CoA-SH, catalizada por la b-cetoliasa, que introduce un nuevo grupo CoA-SH al primitivo carbono beta, rindiendo un acetil-CoA con dos átomos de carbono menos y una molécula de Acetil-CoA.

Cetogénesis

Cuando bajan los niveles de glucosa se estimula la gluconeogénesis a partir del oxaloacetato y se incrementa la vía de oxidación de los ácidos grasos, lo que provoca el aumento concomitante de los niveles de acetil CoA. En el hígado, el exceso de acetil CoA se transforma en cuerpos cetónicos.

La vía de síntesis de los cuerpos cetónicos, se inicia con la condensación de dos moléculas de acetil coenzima A; al producto de la reacción, acetoacetil CoA, se le une una tercera molécula de acetil CoA para formar el ß-hidroxi-ßmetil glutaril CoA. Esta molécula, al romperse por una liasa (HMGCoA liasa), produce una acetil CoA y un ácido acetoacético. Este producto se reduce con NAD+ y forma el ß-hidroxi-butirato; el acetoacetato, por una descarboxilación no enzimática, produce la acetona. El acetoacetato es utilizado por órganos, como el músculo cardiaco y el cerebro, donde, por acción de una transferasa en presencia de succinil coenzima A, se transforma en acetoacetil-CoA, molécula que se rompe por una tiólisis, en presencia de otra CoA para formar dos acetil CoA; la enzima responsable de esta reacción es una tiolasa.

Síntesis de ácidos grasos

Cuando el requerimiento de energía en la célula ha sido satisfecho y existen suficientes sustratos oxidables, procede su almacenamiento bajo la forma de triacilglicéridos que constituyen la reserva de energía a largo plazo más importante de las células y del organismo.

Este proceso se realiza en el citoplasma celular. Inicia con la salida de la acetil-CoA desde la mitocondria en forma de citrato y su transformación en malonil CoA mediante la fijación del CO2 por una sintetasa dependiente de biotina, que utiliza ATP. Tanto la acetil CoA como la malonil-CoA se unen a un complejo multienzimático llamado sintetasa de los ácidos grasos. Este complejo está formado por un conjunto de proteínas enzimáticas dispuestas alrededor de la proteína transportadora de acilos (PTA). En pasos sucesivos ocurre la condensación de la acetil y la malonil CoA con desprendimiento de CO2 y el resto del acetoacetilo de cuatro carbonos es llevado por el brazo central de la PTA a los sitios activos de las enzimas del complejo para transformarlo, sucesivamente, en hidroxiacilo, enoilo y acilo saturado, mediante el gasto de dos NADPH. El ciclo se repite al incorporar dos carbonos del malonil-CoA en cada vuelta, hasta que se completa el ácido palmítico, un ácido graso saturado de 16 C.

Síntesis y degradación de triacilgliceroles

Una vez formados los ácidos grasos procede la lipogénesis o síntesis de los triacilglicéridos: dos ácidos grasos activados como acil CoA reaccionan con una molécula del glicerol fosfato para formar el ácido fosfatídico. Esta última molécula es precursora de los triacilglicéridos y de los fosfolípidos. Para sintetizar los primeros se hidroliza el fosfato, con producción del diacilglicerol, el cual recibe enseguida otra molécula de acil CoA, con la cual se completa el triacilglicérido. La mayoría de las enzimas participantes en este proceso son aciltransferasas y tiocinasas. La insulina estimula todo el proceso de la lipogénesis.

La hidrólisis de los triacilglicéridos en el tejido adiposo, llamada también lipólisis, es estimulada a nivel de la triacilglicérido lipasa en una acción mediada a través de AMP cíclico, por numerosas hormonas entre las cuales se cuentan: la epinefrina, el glucagón, los glucocorticoides, la tiroxina y la ACTH; La hidrólisis se completa por la acción de la diacilglicérido lipasa y la monoacilglicérido lipasa que en conjunto liberan un glicerol y tres ácidos grasos de cada triacilglicérido.

Metabolismo del colesterol

La síntesis del colesterol es una vía citoplásmica que se inicia a partir de la unión de tres moléculas de acetil CoA, las que forman el ß-hidroxi-ß-metilglutaril-CoA, precursor del mevalonato. La enzima que produce este último compuesto en la colesterogénesis es la ß-hidroxi-ßmetil glutaril-CoA reductasa, dependiente de NADPH. Después de tres fosforilaciones para activar la molécula, el mevalonato se descarboxila para formar el isopentenil pirofosfato, unidad isoprenoide de todos los terpenos. El isopentenil pirofosfato se une con uno de sus isómeros para formar el geranil pirofosfato, de 10 átomos de carbono que, por combinación con otra molécula de isopentenil pirofosfato, forma el farnesil pirofosfato, de 15 carbonos. Dos moléculas de farnesil pirofosfato se unen por un enlace especial (cabeza-cabeza) para formar el escualeno, de 30 carbonos.

El escualeno se cicliza y, por cambios sucesivos de oxidación, descarboxilación y reacomodo de electrones y grupos químicos, forma el lanosterol, el zimosterol y finalmente el colesterol. La vía de la colesterogénesis se regula principalmente por colesterol endógeno o el que se obtiene a partir de la dieta a nivel de la enzima ß-hidroxi-ßmetilglutaril-CoA reductasa.

El colesterol puede seguir diversos caminos:

a) Migra a la membrana, donde regula la fluidez de la misma

b) Se transforma químicamente para producir ácidos biliares por oxidación de su cadena lateral

c) Pierde una cadena de seis átomos de carbono para producir la pregnenolona, el precursor de todas las hormonas esteroidales, sean progestágenos, mineralcorticoides, glucocorticoides, andrógenos y estrógenos.

d) El colesterol también es precursor de la vitamina D, que se obtiene por la ruptura del anillo B.

El colesterol se excreta principalmente como sales biliares, aunque una parte puede eliminarse en las heces como coprostanol, producto de la degradación bacteriana del colesterol en el intestino grueso.

Estructura y metabolismo de las lipoproteínas

Los lípidos por ser compuestos prácticamente insolubles en agua se transportan en el torrente sanguíneo mediante las lipoproteínas; estas son partículas globulares de alto peso molecular con un núcleo formado por lípidos hidrofóbicos (TAG y ésteres de colesterol), los cuales aportan la mayor parte de la masa de la partícula, y por una sola capa superficial de moléculas de fosfolípidos, colesterol y proteínas o polipéptidos que rodean al núcleo y estabilizan la partícula para que permanezca en solución dentro del plasma.

La fracción proteica de las lipoproteínas se denomina apolipoproteína, de las que se han

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