PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN LIC. NUTRICIÓN – ANALISTA BIOLÓGICO QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN   Tema 6- Metabolismo de Lípidos. Digestión y absorción de lípidos. Transporte de lípidos: Lipoproteínas, función e importancia metabólica, lípidos que transportan, metabolismo. Degradación de triacilglicéridos: lipasas, localización tisular y regulación. Degradación de ácidos grasos: proceso de beta-oxidación, localización celular, rendimiento energético, regulación. Cuerpos cetónicos: síntesis, importancia metabólica.  Tema 7- Metabolismo de Lípidos. Biosíntesis de ácidos grasos, precursores, regulación. Metabolismo del Colesterol: precursores de síntesis, regulación, importancia clínica. Degradación de Colesterol: ácidos biliares, función. Ciclo enterohepático. 

Movilización de Triglicéridos desde las reservas Esquema General TRIACILGLICERIDOS GLICEROL + AC. GRASOS ADIPOCITOS Lipasas HIGADO HIGADO, MUSCULO, ETC b-oxidación NADH FADH2 Gluconeogénesis Glicólisis Acetil- CoA Cadena Respiratoria C.Krebs ATP

Movilización de Triglicéridos desde las reservas VG gluconeogénesis

¿Qué sucede cuando los niveles de glucosa en sangre son bajos? glucemia Se libera Glucagón Se une a su receptor de membrana en el adipocito Activación de quinasas de proteína Lipasa sensible a hormonas inactiva Lipasa sensible a hormonas activa -P triglicéridos Ácidos grasos libres glicerol Beta oxidación en hígado y músculo Hígado: gluconeogénesis +

¿Qué sucede cuando los niveles de glucosa en sangre aumentan? glucemia Se libera insulina Se une a su receptor en el adipocito Activación de fosfatasas Lipasa sensible a hormonas inactiva Lipasa sensible a hormonas activa -P Triglicéridos Ácidos grasos libres glicerol Beta oxidación en hígado y músculo Hígado: gluconeogénesis +

DESTINO DEL GLICEROL Glicerol Glicerol quinasa Hígado, riñón, intestino, glándula mamaria lactante L-Glicerol 3-fosfato Gliderol 3-P deshidrogenasa Dihidroxiacetona fosfato Triosa P isomerasa D-Gliceraldehído 3-fosfato Glicólisis ó Gluconeogénesis

ACTIVACION DE LOS ACIDOS GRASOS EN CITOSOL Biosíntesis de Acil-Coenzima A AcilCoA sintetasa ó Tioquinasa ACIDO GRASO + COA-SH ACIL- SCoA AG“activado” ATP AMP + PPi Pirofosfatasa 2 Pi Tioquinasa O O R-CH2 –C-O- + CoA-SH + ATP R-CH2 –C- S-CoA + AMP + PPi = AG“activado”

INGRESO DE LOS ACIDOS GRASOS ACTIVADOS A LA MITOCONDRIA

DEGRADACION DEL ACIL-CoA Ocurre en matriz mitocondrial El proceso se denomina: b-Oxidación del ácido graso La oxidación comienza desde el C 1 y continúa hasta el C16. La b-Oxidación se repite liberando en cada vuelta unidades de Acetil-CoA (2 C por vuelta) Durante la b-Oxidación se forman moléculas de FADH2 y NADH En la última vuelta se forma Butiril-CoA liberándose en la oxidación 2 moléculas de Acetil-CoA

ESQUEMA GENERAL DE LA DEGRADACION DE ACIDO PALMITICO 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH 8 ACETIL-CoA

1º vuelta de b-oxidación de ácido palmítico b-OH acil-CoA deshidrogenasa Palmitoil-CoA Acil-CoA deshidrogenasa b-cetoacil -CoA tiolasa Trans-D2-enoil-CoA enoil-CoA hidratasa Miristoil-CoA Acetil-CoA L-b-hidroxiacil-CoA

1º vuelta de b-oxidación de ácido palmítico Cadena respiratoria Cadena respiratoria Ciclo de Krebs

Oxidación completa del palmitato ACETIL-CoA C12 ACETIL-CoA C10 ACETIL-CoA C8 ACETIL-CoA C6 ACETIL-CoA C4 ACETIL-CoA ACETIL-CoA

Rendimiento energético de la beta oxidación Para calcular el rendimiento energético: (Número de átomos de carbono /2)-1 ₌ número de ciclos de beta oxidación. En cada ciclo se producen 1NADH, 1 FADH y 1 acetilCoA (en el último se producen 2 acetil CoA) 1 NADH equivale a 3 ATP 1FADH equivale a 2 ATP 1 acetil CoA entra al ciclo de Krebs y produce 12 ATP. Considerar el gasto de la activación: 1 ATP que se hidroliza a AMP y PPi, se restan 2 ATP

BALANCE ENERGETICO DE LA DEGRADACION DE UN AC.GRASO DE 16 C CH3-(CH2)14-CO-CoA+ 7 FAD+ + 7H2O + 7NAD+ + 7CoA 8 CH3-CO-CoA+ 7 FADH2 +7 NADH+ 7H+ 7 FADH2 (7x2) 14 ATP 7 NADH (7x3) 21 ATP 8Acetil-CoA (8 x 12) 96 ATP Total: 131ATP y se forman 130 H2O Activación -2 ATP Balance Total: 129ATP (Rendimiento energético)

Degradación de ácidos grasos de número impar de átomos de carbono Los productos finales de degradación de los AG de nº impar de C son: Acetil-CoA y Propionil-CoA El propionil CoA es gluconeogénico A partir de los carbonos del propionil CoA se sintetiza una molécula de succinil-CoA En este último proceso se requiere CO2, ATP, biotina y B12.

Degradación de Acidos Grasos Repasemos…… Degradación de Acidos Grasos Interrelación con el Ciclo de Krebs y Cadena Respiratoria 1)- b-Oxidación del AG y formación de Acetil-CoA 2)-Los restos acetilos se oxidan en el Ciclo de Krebs 3)- Los NADH y FADH2 se oxidan en la Cadena Respiratoria generando ATP

Tras comidas, situación post-prandial Ayuno y ejercicio prolongado SÍNTESIS DEGRADACIÓN Activa Tras comidas, situación post-prandial Ayuno y ejercicio prolongado Principales tejidos implicados Hígado y tejido adiposo Músculo e hígado Zona Citosol Mitocondria Producto de 2C Acetil-CoA Transportador de Ácido Graso activo Unido a ACP Unido a CoA Enzimas Complejo multienzimático Ácido Graso Sintasa Probablemente no asociadas Oxidante NADPH NAD+ y FAD Control alostérico El citrato activa la acetil- CoA carboxilasa, el palmitoil-CoA la inhibe. Malonil-CoA inhibe la carnitina-acil-transferasa I Control hormonal La insulina activa la acetil- CoA carboxilasa, la adrenalina y el glucagón la inhiben. La adrenalina y el glucagón activan la lipasa, la insulina la inhibe Producto Palmitato. Acetil CoA

CUERPOS CETONICOS ¿Dónde se sintetizan? En mitocondrias de hígado ¿A partir de qué precursor? A partir de Acetil-CoA ¿Qué tipo de moléculas son? ACETONA ACETOACETATO b a D-3-HIDROXIBUTIRATO

CETOGÉNESIS ¿Qué es la Cetogénesis? Es el proceso de síntesis de los Cuerpos Cetónicos Es una vía alternativa catabólica para degradar los restos acetilos (Acetil-CoA) provenientes de la degradación de los ácidos grasos (Mitocondrias) (Hígado)

CETOGENESIS ¿Cuándo ocurre? De manera permanente en concentraciones bajas Cuando hay Acetil-CoA disponible proveniente de la degradación de los Ac. Grasos Para que Acetil-CoA sea oxidado en el Ciclo de Krebs es necesaria la presencia de Oxalacetato (1er intermediario del ciclo de Krebs) Si la cantidad de Oxalacetato es insuficiente, las unidades de acetil-CoA son utilizadas en la síntesis de los Cuerpos Cetónicos: Acetona, Acetoacetato y 3-Hidroxi-butirato

CETOGENESIS ¿Puede haber una sobre-producción (altas concentraciones de Cuerpos Cetónicos)? En situaciones metabólicas especiales -ayuno prolongado -diabetes mal controlada -dieta muy rica en grasas Debido a una excesiva producción de Acetil-CoA e insuficiente Oxalacetato en el Ciclo de Krebs ¿Qué destino tienen los Cuerpos Cetónicos? Son transportados por sangre a tejidos extrahepáticos: cerebro, corazón, músculo Allí son utilizados como fuente de energía: se degradan en mitocondrias dando Acetil-CoA que se oxida por Ciclo de Krebs

UTILIZACIÓN DE CUERPOS CETÓNICOS D-3-Hidroxibutirato como combustible Ocurre en tejidos extrahepáticos (cerebro, músculo, corazón) El hígado es el principal productor de C. Cetónicos pero es incapaz de usarlos como combustible Ausente en hígado Β-cetoacilCoA Transferasa tiolasa deshidrogenasa Ciclo de Krebs

Formación y exportación de Cuerpos Cetónicos desde el Hígado Diabetes no tratada dieta estricta ayuno Gluconeogénesis Ciclo de krebs Cetogénesis Acetoacetato y de D-3-Hidroxibutirato en sangre pH sanguíneo provoca ACIDOSIS ó CETOSIS

Cuerpos Cetónicos en el Ayuno LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008)

Los Cuerpos Cetónicos como fuente de energía para el cerebro Relación con el estado nutricional LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008)

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).