Metabolismos De Lipidos

: Metabolismo de lípidos.

Los lípidos son moléculas con grandes diferencias estructurales de unas a otras. Tienen características comunes de insolubilidad en agua. Tienen 2 funciones preferentes:

- Componentes esenciales de membrana (fosfolípidos).

- Depósito de energía más importante de la célula (triglicéridos). Los triacilgliceroles son los principales sustratos energéticos, almacenados en el citosol de las células del tejido adiposo. El hígado es muy importante en el metabolismo de lípidos y síntesis de ácidos grasos. Cuando sobra energía sintetiza lípidos. Los ácidos grasos suelen tener un número par de átomos de C. Se diferencian en la longitud de la cadena y el número de insaturaciones.

O

CH3 - CH2 - CH2 - C ácido graso

C C C C1 O-

En la síntesis de una grasa se une 1 glicerol con 3 ácidos grasos para dar triacilglicerol:

CH2O CH2O - CH2 - CH2 - COO-

HCOH esterificación HCO - CH2 - CH2 - COO-

CH2O CH2O - CH2 - CH2 - COO-

glicerol triacilglicerol

La ruptura es por hidrólisis mediante una lipasa. Los ácidos grasos se degradarán dando C2 que es el acetil-CoA que entrará en el C.A.C. dando CO2. El glicerol mediante glicolisis da piruvato y éste acetil-CoA que sigue el mismo proceso. El glicerol viene de la glucosa por medio de la ruta glicolítica. Para sintetizar grasas hacen falta hidratos de carbono porque la glucosa es necesaria para formar C3. También a partir de acetil-CoA.

Las grasas son un buen almacén de energía, mejor que el glucógeno porque los componentes de los triacilgliceroles están muy reducidos, se obtiene más energía al oxidarlos. Las grasas son insolubles en agua y el glucógeno es soluble, por lo que puede estar en forma hidratada. Esto es importante a la hora de almacenar porque con el mismo pero del glucógeno se obtiene menos energía porque está menos reducido y parte es agua. Obtenemos 6 veces más energía de la grasa.

Fuentes de triacilglicéridos.

Dieta.

El 90% de los lípidos son triacilgliceroles (TG), otros fosfolípidos (PL), otros colesterol (C) y ésteres del colesterol (EC). Hay que hidrolizarlos antes de que entren en el intestino. Si las grasas son insolubles y el enzima es soluble hay un problema. Para que el enzima pueda actuar han de estar en forma de emulsión, lo que se consigue con sales biliares y movimientos peristálticos del intestino. El enzima que hidroliza los lípidos es una lipasa del intestino, segregada por el páncreas en forma de precursor inactivo llamado prolipasa. El precursor se activa en presencia de una proteína producida en la pared intestinal llamada colipasa. La lipasa digiere las grasas hidrolizando el enlace éster y liberando los ácidos grasos. Normalmente libera los de los extremos dando 2.monoacilglicerol. Una vez dentro del intestino se vuelven a unir formando el triacilglicerol. Se han de romper para poder pasar. Una vez resintetizado va por el torrente sanguíneo a todo el organismo. Como la sangre es acuosa al sintetizarlos en la mucosa se unen a lípidos polares (PL, E, EC) y con proteínas (lipoproteínas). Las lipoproteínas hacen que sean solubles. Hay varios tipos según su composición, aunque la estructura es muy parecida en todas. La de la mucosa intestinal es la quilomicrón. Porcentaje de TG muy alto, hasta el 95%, con lo que son muy poco densas. Pasan a la sangre transportando TG por el sistema linfático. Una vez en la sangre son usados por 2 tipos de células, las hepáticas y los adipocitos. En la célula sólo entran los ácidos grasos, por lo que una la lipoproteínlipasa los separa. Los ácidos grasos pueden ir libres por la sangre unidos a la proteína albúmina de la sangre (seroalbúmina).

Tejido adiposo.

En el tejido adiposo los ácidos grasos se pueden almacenar en forma de TG. Estos se hidrolizan y sintetizan continuamente, por lo que cuando falta glucosa los ácidos grasos salen a la sangre y se usan como sustrato energético. La lipasa está controlada hormonalmente, existe en dos formas según esté fosforilada (activa) o no por la proteínquinasa A. Hormonas como el glucagón producen un aumento del nivel de AMP que activa PKA que a su vez activa a la lipasa. Si el nivel de glucosa sube se secreta insulina que bloquea la lipasa.

Células hepáticas.

Los ácidos grasos se almacenan en forma de TG que se sintetizan e hidrolizan continuamente. El hígado es un sitio muy importante se síntesis de ácidos grasos a partir de otras moléculas. A partir de sustratos sobrantes sintetiza ácidos grasos que por esterificación dan TG, que son enviados al tejido adiposo unidas a proteínas en lipoproteínas distintas a los quilomicrones. Éstas son sintetizadas por el hígado, tienen distinta proporción de componentes. Tienen muy poca densidad, las VLDL (Very Low Density Level). Su función es transportar los ácidos grasos sintetizados por exceso de hidratos de carbono.

Para recogerlos el adipocito se necesita un enzima igual al anterior que los hidrolice. La lipoproteína suelta parte de los TG y pasa a LDL, más densa y especialmente rica en colesterol, que manda a tejidos periféricos. La HDL es más densa, el colesterol en esta forma no es malo porque se transporta de vuelta al hígado para ser metabolizado. El tejido adiposo no puede degradar el glicerol porque no puede fosforilarlo. El hígado sí puede (glicolisis, gluconeogénesis).

Degradación de ácidos grasos.

Primera etapa: activación.

La degradación de ácidos grasos ocurre en la mitocondria y la lipasa está en el citosol. Para poder entrar en la mitocondria ha de activarse. En el citosol se une al CoA. Este es un punto de control importante. Se activa por medio del ATP. La reacción transcurre en 2 etapas:

ATP HSCoA

R - COO- acilCoa sintasa R - CO - SCoA

ácido graso acilCoA

ATP HSCoa AMP

R - COO- R - COO- - AMP + PPi R - CO - SCoA

Se activa uniéndose al nucleótido. Se cede el grupo al CoA. El PPi se hidroliza

La parte del nucleótido forma un con pirofosfatasa, lo que desplaza la reacción

derivado activado. a la derecha.

Esta es una reacción previa al metabolismo de ácidos grasos. Entra 1 ATP y sale 1 AMP. Siempre que esto ocurre es como si se gastaran 2 ATP.

Segunda etapa: transporte dentro de la mitocondria.

El CoA no tiene transportador. El grupo acilo entra transfiriéndose a una molécula de la membrana de la mitocondria que la transporta (translocasa). El único modo de que entre es por medio de la carnitina que recoge el ácido graso y lo mete dentro en forma de acilcarnitina (ambos).

carnitina HSCoA CH3

R - CO - SCoA H3C - N - CH2 - CH - CH2 - COO-

carnitina aciltransferasa I OH El acilo se une aquí

La transferasa da el acilo y deja el CoA en el citosol. Está localizada en la membrana interna de la mitocondria mirando al citosol. Dentro de la mitocondria hay otro enzima igual que cumple la función inversa (carnitina aciltransferasa II). La CAT1 es el punto de control más importante.

Tercera etapa: -oxidación.

Se oxida el C del ácido graso separando C2 en forma de acetil-CoA. Los 4 enzimas de la mitocondria no están dispuestos formando un complejo. Consta de 4 etapas:

R - CH2 - CH2 - CO - SCoA Se forma doble enlace entre los C y .

FAD acilCoA deshidrogenasa Siempre se forma el isómero trans.

FADH2

H O

R - C = C - C - SCoA enoilCoA

H enoilCoA hidratasa (sólo actúa sobre isómero trans, estereoespecífica

respecto al producto de la reacción.)

OH H O

R - C - C - C - SCoA L-hidroxiacilCoA Se pierde el H del carbono .

H H

NAD+ L-hidroxiacilCoA deshidrogenasa

NADH

O O

R - C - CH2 - C - SCoA Se rompe el enlace pero no por hidrólisis

tiolasa sino por grupo tiol de otro CoA (tiolisis).

HSCoA

O O

R - C - SCoA + CH2 - C - SCoA

vuelve al principio

Balance: si el ácido graso tiene número par de átomos de C sólo quedará acetil-CoA. Si hubiera sido el palmitato (16 C):

palmítico 8 acetil-CoA, 7 NADH y 7 ATP

Degradación del acetil-CoA en el ciclo del ácido cítrico.

Se darán 8 vueltas del C.A.C. 16 CO2, 24 NADH, 8 FADH2 y 8 GTP.

O lo que es lo mismo, a 12 ATP por vuelta, 96 ATP.

Los NADH y FADH2 de la -oxidación dan 35 ATP más.

Total ATP: 131 ATP de la degradación 1 molécula de palmítico.

Balance de la oxidación del palmitato: 16 CO2 y 131 ATP de los que se deben restar 2 porque se forma palmitoilCoA con gasto de ATP.

Balance neto: 129 ATP.

16 C + 129 ADP + 129 Pi 16 CO2 + 129 ATP

La degradación sólo ocurre en presencia de O2 porque es necesario para regenerar los coenzimas. Todo el metabolismo dentro de la mitocondria es aerobio.

Como cada vez que pasan 2 e- por la cadena de transporte electrónico se forma H2O, de lo que resultan 146 moléculas de H2O. Las grasa son fuente de energía y de agua.

Un ácido graso está más reducido que un hidrato de carbono, por lo que se obtiene más energía:

ácido graso: 129 ATP/16 C = 8.1 ATP/C

glucosa: 36 ATP/6 C = 6 ATP/C

Las reacciones de la -oxidación son iguales a las del C.A.C.. Las 4 etapas de la -oxidación son iguales a las de regeneración del oxalacetato:

CH2 - COO- succinato

CH2 . COO-

FADH2 succinato deshidrogenasa

H COO- fumarato

C

C

O-OC H

H2O

HO CO- L-malato

C

C

H COO-

NADH2 deshidrogenasa

O = C - COO- oxalacetato

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