LIC. Y PROF. CS BIOL – LIC. BIOTECNOLOGÍA QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN Bolilla 6 Bolilla 6 METABOLISMO DE LÍPIDOS Digestión y absorción de Lípidos. Metabolismo de lípidos. Beta-oxidación. Ácidos grasos saturados, no saturados e insaturados de número par de átomos de C. Regulación en la utilización de sustrato. Oxidación de ácidos grasos de número impar de átomos de carbono. Oxidación peroxisómica de ácidos grasos. Rendimiento energético. Ciclo del Glioxilato. Localización. Importancia. Cuerpos cetónicos.

LÍPIDOS Características comunes:  Insolubles en agua  No forman estructuras poliméricas (como los polisacáridos y polipéptidos) Comprenden Comprenden: una amplia variedad de sustancias químicas Ácidos grasos libres Triglicéridos (TG) o grasas neutras Fosfolípidos Glucolípidos Colesterol, etc. Para el hombre constituyen:  más del 10 % del peso corporal de un individuo adulto  aproximadamente el 40 % de las calorías de la alimentación diaria (se recomienda no más del 30%) METABOLISMO LIPÍDICO

Los lípidos del organismo se hallan en un estado dinámico produciéndose constantemente variaciones en su composición que van a depender del metabolismo celular. Así, los lípidos…. - Son oxidados para obtener energía. - Utilizados para la síntesis de constituyentes de los tejidos. - Almacenados como sustancia de reserva en el tejido adiposo. METABOLISMO LIPÍDICO

Los VERTEBRADOS - obtiene grasas de la dieta - movilizan grasas almacenadas en tejidos especializados (tejido adiposo en células llamadas adipocitos) Ejemplo: los Triglicéridos almacenados son única fuente de energía en hibernantes y aves migratorias -en el hígado, convierten en grasas los glúcidos excedentes de la dieta y los exportan a otros tejidos Las PLANTAS VASCULARES -movilizan las grasas almacenadas en las semillas, durante la germinación -en general, no dependen de las grasas para cubrir sus necesidades energéticas METABOLISMO LIPÍDICO

LOS LÍPIDOS Se pueden clasificar por la complejidad de sus moléculas complejidad de sus moléculas:Lípidos Simples  Ácidos grasos libres  Triglicéridos  Ceras Complejos  Fosfoglicéridos  Glicolípidos  Lipoproteínas Asociados  Esteroides  Terpenos  Prostaglandinas Fosfoglicérido Colesterol

Constitutivos de órganos y tejidos  Manto térmico (en el tejido subcutáneo aísla al cuerpo evitando la pérdida de calor)  Estructura de las membranas celulares (Fosfolípidos y Colesterol)  Estructura de caracteres sexuales secundarios LOS LÍPIDOS Se pueden clasificar por su función Se pueden clasificar por su función: Reserva de energía  Fuente o depósito de energía (Triglicéridos) Lípidos Actividad biológica importante  Reguladores Biológicos (hormonas esteroideas)  Pigmentos (retinol, carotenos)  Cofactores (vitamina K)  Detergentes (ácidos biliares)  Mensajeros celulares (eicosanoides, derivados de fosfatidil inositol)

Las ceras son ésteres de los ácidos grasos con alcoholes de peso molecular elevado.ésteresácidos grasosalcoholespeso molecular - Insolubles en agua, de elevado punto de fusión. - Cubren la piel o plumas de animales. - Las abejas obreras producen ceras (alcohol de 30C y Ác. palmítico) para la estructura del panal. - Cubren la epidermis de frutos y tallos en vegetales (evitan pérdida de agua por evaporación). - Las semillas de “jojoba” las reservan en forma líquida (Tecnología de cosméticos, lubricantes y biodiesel) - Las produce el plancton marino y constituyen la reserva energética de algunos animales marinos de aguas frías que se alimentan del plancton. - CERAS - (Vegetales y animales)

Los lípidos presentes en los alimentos - Se encuentran generalmente en mayor concentración en Aceites Manteca Yema de huevo - En general están presentes como: triglicéridos (grasas neutras) ácidos grasos y sus derivados fosfolípidos glucolípidos esteroles vitaminas liposolubles (A, D, E, K) -Las grasas producen por oxidación 9 Kcal/g, el doble de energía respecto a los hidratos de carbono o las proteínas (4 Kcal/g)

AceiteSaturadosMonoinsaturadosPolinsaturados Girasol10 g21 g64 g Maíz13 g25 g58 g Oliva14 g72 g9 g Aguacate (Palta)10 g78 g10 g Cacao59 g32 g3 g Coco86 g6 g2 g Composición de ácidos grasos en distintos aceites

Acidos grasos omega 3 (  El primer doble enlace se encuentra en el tercer carbono contando desde el extremo metílico (denominado omega) Acidos grasos omega 6 (  =6):El primer doble enlace se encuentra en el sexto carbono contando desde el extremo metílico ACIDOS GRASOS ESENCIALES - no son sintetizados por el organismo - deben ser provistos con la dieta - son poliinsaturados ACIDO LINOLEICO (18:2) ) (  (1% del valor calórico de la dieta) ACIDO LINOLENICO (18:3) ( 

ACIDOS GRASOS ESENCIALES Ácidos grasos poliinsaturados Importancia en la dieta Dieta rica en AG poliinsaturados (cis) (1-2% del total de calorías) aceites vegetales y de semillas (colza, nuez) pescado graso (salmón, caballa, arenque) -Reducen colesterol en sangre -Reducen nivel de TG en plasma -Factor preventivo de aterosclerosis -Protegen de enfermedad coronaria -Reducen presión arterial -Efecto regulador del metabolismo de Lipoproteínas del plasma (disminuyen la producción y aumentan la degradación de las LDL)

Digestión y Absorción de los Lípidos LIPIDOS DE LA DIETA: Triglicéridos, Fosfolípidos y Colesterol, Vitaminas liposolubles (A, D, E, K) LIPOLISIS ABSORCION - Glicerol - Monoacilglicéridos - Ácidos grasos de cadena media y corta Enzimas Digestivas Sales Biliares

Regiones funcionales del Intestino delgado: Duodeno Yeyuno Ileon Repasemos….

Lipasa salival (muy poca actividad) - Hormonas :Secretina, Colecistoquinina - Sales biliares - Lipasa pancreática - Estearasas - Fosfolipasas - Fosfatasas Lipasa gástrica (10-30 % de TG) Digestión y Absorción de los Lípidos

Sales biliares Función Actúan como detergentes Aumentan la acción de la lipasa Reducen la tensión superficial (emulsión de grasas) Favorecen la absorción de vitaminas Acción colerética (estimulan la producción de bilis) Cuando alcanzan concentración crítica forman las “micelas” Mantienen los lípidos en pequeñas micelas en suspensión en el medio acuoso del contenido intestinal y aumentan la superficie de ataque de las enzimas lipolíticas

Acido cólico Fase hidrofóbica Fase hidrofílica Asociac. con TG SALES BILIARESMICELAS Sales biliares Lipasa pancreática Triacilglicerol Digestión lipasa ACIDO GRASO Sales biliares y emulsión de grasas Colipasa: Péptido que forma complejo con lipasa, desplaza a las sales biliares, permite la unión de lipasa pancreática y la degradación de TG Contenido interno de las micelas: compuestos finales de la digestión (MAG, AG cadena larga, lisofosfolípidos, colesterol, vitaminas liposolubles)

Lipasa salival BOCA : Lipasa salival (mucosa lingual, poca actividad humanos, hidroliza uniones éster en TG) Lipasa Gástrica ESTÓMAGO: Lipasa Gástrica (importante en niños, hidroliza uniones éster en posición 1,3 de TG, 10-20% TG ) INTESTINO DELGADO Secretina Secreción de electrolitos y líquidos pancreáticos Bilis Colecistoquinina Contracción Vesícula biliar Bilis Secreción de Enzimas PANCREAS Secreción de Enzimas Lipasa salival BOCA : Lipasa salival (mucosa lingual, poca actividad humanos, hidroliza uniones éster en TG) Lipasa Gástrica ESTÓMAGO: Lipasa Gástrica (importante en niños, hidroliza uniones éster en posición 1,3 de TG, 10-20% TG ) INTESTINO DELGADO Secretina Secreción de electrolitos y líquidos pancreáticos Bilis Colecistoquinina Contracción Vesícula biliar Bilis Secreción de Enzimas PANCREAS Secreción de Enzimas síntesis por células duodeno y yeyuno síntesis por células duodeno y yeyuno Lipasa Pancreática Lipasa Pancreática ( hidroliza uniones éster en posición 1,3 de TG) Sales biliares Digestión de los Lípidos Órganos que intervienen

 - lipasa : Ataca uniones ésteres de posición 1 y 3 de los TG dejando monoglicéridos esterificados en C 2. Esterasa : Hidroliza la unión 2 del monoglicérido Fosfolipasa A 2 : Actúa sobre C 2 de fosfolípidos Fosfatasa: Hidroliza unión fosfato de lisolecitina Colesterol esterasa: Actúa s/ésteres de colesterol  - lipasa : Ataca uniones ésteres de posición 1 y 3 de los TG dejando monoglicéridos esterificados en C 2. Esterasa : Hidroliza la unión 2 del monoglicérido Fosfolipasa A 2 : Actúa sobre C 2 de fosfolípidos Fosfatasa: Hidroliza unión fosfato de lisolecitina Colesterol esterasa: Actúa s/ésteres de colesterol Digestión de los Lípidos Enzimas digestivas

Ácidos Grasos Libres HO C (CH 2 ) n O CH 3 Digestión de Triglicéridos Acción de Lipasa Pancreática Solubles en micelas Insolubles en micelas HO (CH 2 ) n O CH 3 C Lipasa Pancreática pH 6-7 Monoglicéridos C H C (CH 2 ) n O CH 3  H3H3H3H3 CO H3H3H3H3   C O (CH 2 ) n H C H O C CH 3 C O (CH 2 ) n O CH 3 C O H C Triglicéridos O C H H CH 2 OH

Digestión de Fosfolípidos Fosfatidilcolina (Lecitina) Esterasas Fosfatasas Fosfolipasa A 2

Absorción de Lípidos AC.GRASOS LIBRES MONOGLICERIDOS Atraviesan la membrana del enterocito por Difusión simple EN YEYUNO e ILEON POR DIFUSION PASIVA Ac.Grasos de Cadena larga: MICELAS : Monoglic., AG cad.larga, Colesterol, Vit.liposolubles Atraviesarían la membrana del enterocito por Proteínas de transporte

Absorción de los productos de la digestión de Triglicéridos ESPACIO INTERSTICIAL LUMEN DHAP Glicólisis Glicerol QM Ac.Grasos Ac. Grasos < 10 C Vena porta Linfa QM TK Acil-CoA AG AG >10C TG 2 MAG 2 MAG TK: tioquinasas o Acil CoA sintetasas DHAP: dihidroxiacetona-fosfato AG: ácido graso- MAG: mono-acilglucérido QM: quilomicrón …………… …………… …………… …………… ….

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LIPIDOS DE LA DIETA 1) Las sales biliares emulsionan las Grasas formando micelas. 4) Los TAG son incorporados con colesterol y Apolipoproteínas en los QUILOMICRONES. 5) Los QUILOMICRONES viajan por el Sistema Linfático y el Torrente sanguíneo hacia los Tejidos. 6) La Lipoproteínlipasa activada por apo-C en los capilares convierten los TAG en AG y Glicerol. 7) Los AG entran a la célula. 8) Los AG son Oxidados como combustible o re-esterificados para almacenamiento. 2) Lipasas intestinales degradan los Triglicéridos 3) Los Ácidos Grasos y otros productos de la digestión son tomados por la mucosa intestinal y convertidos en TAG. Grasas ingeridas con la dieta Repasemos….

-Acidos grasos de cadena corta (6-10 C) Albúmina - Acidos grasos de cadena larga (12-18 C) Resíntesis de TG QM Destino de los lípidos absorbidos en el enterocito Destino de los lípidos absorbidos en el enterocito Linfa Sangre HÍGADO TEJIDOS

ACIDO GRASO + COA-SH ACIL- SCoA Tioquinasa ATP AMP + PPi Biosíntesis de TG en el enterocito O O R-CH 2 –C-O - + CoA-SH + ATP R-CH 2 –C- S-CoA + AMP + PPi = = 1)- Activación de los Ácidos grasos: Biosíntesis de Acil-Coenzima A AG“activado” Tioquinasa

 O R-CH 2 –C-S-CoA Acil-CoA = H O C O O CH 3 (CH 2 ) n H H O C CH 3 (CH 2 ) n O CH 3 C C Triacilglicéridos O C H H C Acil transferasa 2-MonoacilGlicéridos 1,2 + 2,3 Diacil-glicéridos O R-CH 2 –C -S-CoA Acil-CoA = Biosíntesis de TG en el enterocito 2) Re-síntesis de TG

Ac. Fosfatidico fosfatasa Acil transferasa Triacilglicerol Pi R 1 -CH 2 –CO~S-CoA Acil-CoA Otra vía de biosíntesis de Triglicéridos GLU VG GLICEROL GQ ATPADP R 1 -CH 2 –CO~S-CoA Acil-CoA R 2 -CH 2 –CO~S-CoA Acil-CoA

Resíntesis de TG en el enterocito 1)Conversión de ácido graso libre en acil CoA 2)Conversión de la acil CoA en monoglicérido fosfato 3)Adición de un residuo acil CoA al fosfo- monoglicérido para formar un fosfodiglicérido (ácido fosfatídico) 4)Formación de TG por incorporación de otro acil CoA 1)Conversión de ácido graso libre en acil CoA 2)Conversión de la acil CoA en monoglicérido fosfato 3)Adición de un residuo acil CoA al fosfo- monoglicérido para formar un fosfodiglicérido (ácido fosfatídico) 4)Formación de TG por incorporación de otro acil CoA

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LIPIDOS DE LA DIETA 1) Las sales biliares emulsionan las Grasas formando micelas. 4) Los TAG son incorporados con colesterol y Apolipoproteínas en los QUILOMICRONES. 5) Los QUILOMICRONES viajan por el Sistema Linfático y el Torrente sanguíneo hacia los Tejidos. 6) La Lipoproteínlipasa activada por apo-C en los capilares convierten los TAG en AG y Glicerol. 7) Los AG entran a la célula. 8) Los AG son Oxidados como combustible o re-esterificados para almacenamiento. 2) Lipasas intestinales degradan los Triglicéridos 3) Los Ácidos Grasos y otros productos de la digestión son tomados por la mucosa intestinal y convertidos en TAG. Grasas ingeridas con la dieta

QUILOMICRON Estructura Apolipoproteínas Fosfolípido s Triglicéridos y Esteres de colesterol Colesterol LOS QUILOMICRONES TRANSPORTAN TRIGLICERIDOS DE ORIGEN EXOGENO

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LIPIDOS DE LA DIETA 1) Las sales biliares emulsionan las Grasas formando micelas. 4) Los TAG son incorporados con colesterol y Apolipoproteínas en los QUILOMICRONES. 5) Los QUILOMICRONES viajan por el Sistema Linfático y el Torrente sanguíneo hacia los Tejidos. 6) La Lipoproteínlipasa activada por apo-C en los capilares convierten los TAG en AG y Glicerol. 7) Los AG entran a la célula. 8) Los AG son Oxidados como combustible o re-esterificados para almacenamiento. 2) Lipasas intestinales degradan los Triglicéridos 3) Los Ácidos Grasos y otros productos de la digestión son tomados por la mucosa intestinal y convertidos en TAG. Grasas ingeridas con la dieta

LIPOPROTEINAS Son complejos formados por proteínas y lípidos cuya función es la de transportar en el plasma: lípidos y vitaminas liposolubles Son partículas globulares similares a micelas que presentan un núcleo no polar En el núcleo se encuentran TG y Esteres de Colesterol En la capa externa: proteínas, fosfolípidos y colesterol libre.

Componentes de una LIPOPROTEINA Proteína Fosfolípidos Colesterol Esteres de Colesterol y Triacilglicéridos

LipoproteínaDensidad Lípidos principales Apoproteínas principales QM Quilomicrones < 0,94TG exógenosB-48, A-1, IV VLDL Lipoproteínas de muy baja densidad 1006TG endógenos B-100, E, C-I, CII, CIII IDL Lipoproteínas de densidad intermedia 1,019 TG Colesterol Esterificado (CE) B-100, E LDL Lipoproteínas de baja densidad 1,063CEB-100 HDL Lipoproteínas de alta densidad 1,21 Fosfolípidos CE A-I, II; CII, D y E Propiedades y composición de las Lipoproteínas plasmáticas

Origen y funciones de las lipoproteínas TipoOrigen Función principal QM Intestino Transporte de triglicéridos de la dieta. Residuos de QM Plasma Liberación de lípidos de la alimentación en el hígado. VLDLHígado Transporte de los triglicéridos desde el hígado a otros tejidos. IDL Plasma Primer producto formado por el catabolismo de las VLDL. LDLPlasma Producto final del catabolismo de las VLDL ricas en colesterol esterificado. HDLHígado, intestino Eliminación del exceso de colesterol de tejidos y LP.

SON COMPONENTES PROTEICOS DE LAS LIPOPROTEINAS FUNCIONES GENERALES 1- ACTIVAN ENZIMAS CLAVES DEL METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEINAS 2)- SE UNEN A RECEPTORES DE LA SUPERFICIE CELULAR E INTERNALIZARSE (INGRESAR A LA CELULA) 3)- APOPROTEINAS ESTRUCTURALES LAS APOPROTEINAS SON INTERCAMBIABLES ENTRE TODAS LAS LIPOPROTEINAS EXCEPTO B48 Y B100 Apolipoproteínas

Acción de la Lipoprotein lipasa (LPL) y Lipasa hepatica (LH) HIGADO T.ADIPOSO, MUSCULAR, MAMARIO LPL ó LH

Acción de Lecitin Colesterol Acil Transferasa (LCAT) en HDL Colesterol Ester de Colesterol Lecitin colesterol Acil Transferasa (LCAT) Fosfatidilcolina (lecitina) Lisofosfatidilcolina ¿cómo se sintetizan los ésteres de Colesterol en las Lipoproteínas?

Esterificación del colesterol (ACAT) intracelular Colesterol acil CoA-Colesterol Transferasa (ACAT) Acil-CoA CoA-SH Ester de Colesterol ¿cómo se sintetizan los ésteres de Colesterol en el interior celular?

ATEROSCLEROSIS Enfermedad progresiva que finaliza con formaciones de placas calcificadas fibrosas Se relaciona con niveles elevados de colesterol plasmático Mutaciones puntuales en receptor Tema de interés social No evaluable

Aterosclerosis, LDL y Riesgo Aterogénico -Niveles elevados de LDL y con ellos de colesterol, incrementan la tendencia a la producción de ateromas. -Estas placas (ateroma) están compuestas por acúmulos de colesterol, restos celulares, células musculares lisas y fibras de tejido conjuntivo, que disminuyen la luz y elasticidad del vaso. -Sobre estas placas se pueden formar coágulos que pueden obstruir totalmente la arteria y pueden llevar a infarto de miocardio o accidentes cerebro vasculares. Tema de interés social No evaluable

-La formación de ateromas refleja un aumento en la producción de LDL y/o una disminución de receptores para LDL (receptores para Apo B100) lo que disminuye la capacidad para captar esta lipoproteína por las células. Es por esto que se considera a las LDL factor de riesgo aterogénico -Condiciones que contribuyen al desarrollo de ateromas son: hipercolesterolemia, diabetes, hipertensión, hábito de fumar, estrés, dieta rica en grasas animales, obesidad y sedentarismo Tema de interés social No evaluable

-Considerando la función principal de HDL: Existe una relación inversa entre el nivel de HDL y la aterosclerosis. -A mayor nivel de HDL el riesgo de padecer accidentes vasculares es menor. -Es por esto que se considera a HDL factor de protección frente al riesgo aterogénico HDL factor de protección frente al riesgo aterogénico. Tema de interés social No evaluable

Tema de interés social No evaluable

Bibliografía 1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010).