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METABOLISMODE LOS LIPÍDOS. BIOQUÍMICA II. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ. UTILIZACIÓN DE LAS GRASAS Y EL COLESTROL. Los triacilgliceroles (triglicéridos, grasa o grasa neutra) son los lípidos más abundantes (90%) en los organismos vivos.
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METABOLISMODE LOS LIPÍDOS BIOQUÍMICA II Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
UTILIZACIÓN DE LAS GRASAS Y EL COLESTROL • Los triacilgliceroles (triglicéridos, grasa o grasa neutra) son los lípidos más abundantes (90%) en los organismos vivos. • La utilización de las grasas (en animales) está relacionada con el metabolismo de las lipoproteínas al igual que el colesterol. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
UTILIZACIÓN DE LAS GRASAS Y EL COLESTROL • Los triacilgliceroles (TAG) se almacenan en los adipocitos (células especializadas del tejido adiposo) en forma de glóbulos gigantes de grasa. • Los TAG se encuentran en las semillas de las plantas mayormente en forma de aceites líquidos (ácidos grasos insaturados) y proporcionan energía al embrión. • Los TAG son la principal reserva de energía, amortiguador de golpes de los órganos y aislante térmico. • La oxidación (β-oxidación) de los ácidos grasos constituye la principal fuente de energía para muchos tejidos animales. • El cerebro no utiliza a los ácidos grasos como fuente de energía ( sólo glucosa) pero puede adaptarse a emplear los cuerpos cetónicosprovenientes de los lípidos. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LAS GRASAS Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LAS GRASAS • Los TAG proceden de la alimentación, la biosíntesis de novo (hígado) y de las reservas de los adipocitos . • La insolubilidad en los medios acuosos es el principal problema para la digestión, absorción y transporte de los lípidos de la dieta. • Las sales biliares (detergentes, sintetizados en el hígado y almacenados en la vesícula biliar) son importantes para la digestión y absorción de los lípidos a través de la mucosa intestinal. • La molécula de la sal biliar tiene superficies hidrófobas e hidrófilas (anfipatía) y le permite orientarse en una interface aceite-agua de tal manera que la superficie hidrófoba esté en contacto con la fase apolar y la hidrófila con el agua. Esta acción detergente emulsiona los lípidos y da lugar a la formación de micelas, que permite el ataque de la lipasa pancreática (enzima hidrosoluble) la cual degrada a las grasas en una mezcla de glicerol, ácidos grasos, monoacilgliceroles y diacilgliceroles. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LAS GRASAS • La colipasa(proteína pequeña), ayuda en la fijaciónde la lipasa pancreática en la interface lípido-agua del complejo. Este cofactor activa a la enzima y es producido por el páncreas. • Las grasascon abundantes ácidos grasos insaturados (ácido oleico y linoleico) se absorben con facilidad, mientras que los lípidos con abundantes ácidos grasos saturados (ácido palmítico y esteárico) se digieren y absorben lentamente. LIPASA PANCREÁTICA INTERFACE LÍPIDO-AGUA GOTAS EMULSIONADAS COLIPASA TAG SALES BILIARES Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TAG (de la dieta) Lipasa pancreática Emulsión aceite - agua 2 AGs+ 2 - MAG Absorción por las células de la mucosa 2 ATP TAG Formación de quilomicrones Linfa Sangre Tejidos Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE DE LAS GRASAS A LOS TEJIDOS Clasificación y funciones de las lipoproteínas • Las lipoproteínas tienen forma esférica, las partes hidrófobas (lípidos y aminoácidos apolares) forman un núcleo interno y las estructuras hidrófilas y los grupos de cabeza polar de los fosfolípidos se encuentran en el exterior. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE DE LAS GRASAS A LOS TEJIDOS Clasificación y funciones de las lipoproteínas • Las familias de lipoproteínas se clasifican en función de su densidad. • Debido a que los lípidos tienen una densidad menor que las proteínas, el contenido de lípido de una lipoproteína está inversamente relacionada con su densidad (más lípido, menos densidad). • La clasificación estándar se realiza en orden creciente de densidad: quilomicrones, lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL), lipoproteínas de densidad intermedia (IDL), lipoproteínas de baja densidad (LDL), lipoproteínas de alta densidad (HDL) y lipoproteínas de muy alta densidad (VHDL) . Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE DE LAS GRASAS A LOS TEJIDOS Clasificación y funciones de las lipoproteínas • Las lipoproteínas humanas contienen apolipoproteínas o apoproteínas (se sintetizan en el hígado y en las células de la mucosa intestinal) en un total de 9 principales. • Las apoproteínas (apo)poseen actividades bioquímicas específicas, así la apo C-II activa la hidrólisis de los TAG por la lipoproteín lipasa, su déficit ocasiona elevadas concentraciones de TAG en sangre y el déficit de apo E con Alzheimer. LIPOPROTEÍNA LDL LIPOPROTEÍNA HDL Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
LIPOPROTEÍNAS Y APOPROTEÍNAS LIPOPROTEÍNAS APOLIPOPROTEÍNAS Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE DE LAS GRASAS A LOS TEJIDOS Transporte y utilización de las lipoproteínas • Las lipoproteínas mantienen solubilizados unos 500mg de lípidos totales por 100mLde sangre, de los 500mg, 120mg son TAG, 220mg son colesterol y 160mg son fosfolípidos (fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina). • Los quilomicrones transportan la grasa de la dieta desde el intestino a los tejidos periféricos (corazón, músculo y tejido adiposo). • Las VLDL transportan los TAG desde el hígado a los tejidos periféricos. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE DE LAS GRASAS Y EL COLESTROL Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE DE LAS GRASAS A LOS TEJIDOS Transporte y utilización de las lipoproteínas • Los quilomicrones y las VLDL se degradan para dar restos con abundantes proteínas: VLDL originan las IDL y los quilomicrones originan restos de quilomicrones. Las IDL y los restos de quilomicrones son captados por el hígado (receptores específicos) y degradados por los lisosomas hepáticos. Las LDL se sintetizan a través de las IDL mediante la apoproteína B-100. • Las LDL son la principal forma de transporte (aporte) de colesterol a los tejidos. • Las HDLdevuelven el exceso de colesterol de los tejidos al hígado para su metabolismo o excreción. • El hígado es el órgano de síntesis de las apolipoproteínasy una cirrosis hepática crónica produce una acumulación de grasa en este órgano (hígado graso). Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE DE LAS GRASAS A LOS TEJIDOS Transporte y utilización de las lipoproteínas • Los TAG de los quilomicrones y de las VLDL se hidrolizan a glicerol y ácidos grasos en la superficie interna de los capilares de los tejidos periféricos, esta hidrólisis se da porque la apoproteína C-IIactiva a la lipoproteín lipasa. • Los ácidos grasos libres se absorben por las células próximas y los demás (insolubles) se unen con la albúmina sérica para transportarse a células más distantes. Los ácidos grasos absorbidos se catabolizan para generar energía (ATP) o para volverse a sintetizar en TAG (células adiposas). Unión de un quilomicrón a la lipoproteína lipasa en la superficie interna de un capilar Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE Y UTILIZACIÓN DEL COLESTEROL La concentración elevada de colesterol en la sangre predispone a la cardiopatía (placas ateroscleróticas que son depósitos de grasa que recubren las superficies internas de las arterias coronarias). • El colesterol en las lipoproteínas se encuentran en forma de colesterol libre y como ésteres de colesterol. • La esterificación del colesterol se produce entre el hidroxilo del colesterol y un ácido graso de cadena larga (insaturado). • Los ésteres de colesterol se sintetizan en el plasma a partir de colesterol, una cadena acilo de una fosfatidilcolinay la enzima lecitina colesterol aciltransferasa (LCAT). • Los ésteres de colesterol son más hidrófobos que el propio colesterol. • La LDL contiene la mayor cantidad de colesterol. El colesterol libre y el éster de colesterol de las LDL son los ⅔ del colesterol plasmático (el colesterol plasmático total se sitúa entre 130 y 260mg/100mL del plasma humano, siendo las concentraciones ideales entre 160-200mg/100mL). Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE Y UTILIZACIÓN DEL COLESTEROL EL RECEPTOR DE LDL Y LA HOMEOSTASIA DEL COLESTEROL • Las células captan colesterol del medio extracelular mediante endocitosis mediada por receptor (receptor de LDL). La LDL se une a su receptor (agrupado en un hoyo revestido o invaginación) mediante la identificación de la apo B-100por parte del receptor. La membrana plasmática se fusiona en la proximidad del complejo LDL-receptor, y el hoyo revestido se convierte en una vesícula endocitócica. Varias de estas vesículas revestidas de clatrina se fusionan para formar el endosoma. El endosoma se une con un lisosoma , con lo que se pone al complejo LDL-receptor en contacto con las enzimas hidrolíticasdel lisosoma. La apo B-100 se hidroliza a aminoácidos, los ésteres de colesterol se hidrolizan a colesterol libre y el receptor se recicla y vuelve a la membrana plasmática para captar más LDL. • Gran parte de colesterol liberado se desplaza al retículo endoplásmicopara la síntesis de las membranas. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE Y UTILIZACIÓN DEL COLESTEROL EL RECEPTOR DE LDL Y LA HOMEOSTASIA DEL COLESTEROL • El colesterol internalizado cumple 3 efectos reguladores: • Inhibe a la hidroximetil-glutaril-CoAreductasa(HMG-CoAreductasa). Suprime la síntesis endógena de colesterol • Activalaacil-CoA: colesterol aciltransferasa(ACAT). Sintetiza ésteres de colesterol. • Regula la síntesis del propio receptor LDL. Impide la captación de colesterol extracelular, por las células, en cantidades superiores a las necesarias. • El exceso de colesterol extracelular se acumula porque no tiene otro lugar a donde ir (obesidad). • Para la regulación de las concentraciones de colesterol se emplea los inhibidores de HMG-CoAreductasa(estatinas: atorvastatina, lovastatina, fluvastatina, etc.). Estos inhibidores deprimen la biosíntesis de novo de colesterol y aumenta la producción de receptores LDL. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
TRANSPORTE Y UTILIZACIÓN DEL COLESTEROL COLESTEROL LDL Y ATEROSCLEROSIS • Las LDL se oxidan con facilidad formando las LDL oxidasas. • La LDL se capta por un tipo de leucocito que se acumula en los lugares de la lesión arterial. La captura se produce a través de un receptor de eliminación, el cual capta a las LDL oxidasas sin control y convirtiendo a los leucocitos en unas especies rellenas de colesterol denominadas células espumosas. Estos hechos tienen un efecto quimiotácticoy hacen que migren más leucocitos a estos lugares y que acumulen más colesterol. Las células espumosas se endurecen y forman una placa , denominándose a este transtornoaterosclerosis, finalmente obstruye vasos sanguíneos clave causando infarto de miocardioo ataques cardiacos. Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
LA ATEROSCLEROSIS Formación de la aterosclerosis 3 procesos: • Parte superior: los monocitos se adhieren al endotelio vascular, penetran la línea endotelial y entran a la íntima de la pared del vaso (diapédesis)entre las células endoteliales. Este proceso requiere de un gradiente quimioatrayente(efecto quimiotáctico)como la proteína quimioatrayente de monocitos o las LDL modificadas (LDL-Oxidados). • Parte media: • En la íntima los monocitosmaduran a macrófagos, los cuales aumentan la expresión de receptores y fagocitanlipoproteínas modificadas. Los ésteres de colesterol acumulados en el citoplasma activan a los macrófagos dando lugar a las células espumosas. • Los macrófagos producen factores de crecimiento y citoquinas que amplifican la señal proinflamatoria. • Los linfocitos T también migran a la íntima produciendo citoquinasproinflamatorias, que amplifican la actividad inflamatoria colaborando en la formación de la placa de ateroma. • Parte inferior: Se produce la multiplicación de las células del músculo liso, las cuales migran y se acumulan en la placa, y dan una abundante matriz extracelular. Si la lesión avanza, el lumen arterial se estrecha hasta que el flujo se obstruye dando lugar a las manifestaciones clínicas.
