PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN LIC. Y PROF. CS BIOL – LIC. BIOTECNOLOGÍA QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN   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. 

METABOLISMO LIPÍDICO LÍPIDOS Características comunes: Insolubles en agua, No forman estructuras poliméricas (como los polisacáridos polipéptidos) Comprenden: una amplia variedad de sustancias químicas Triglicéridos (TG) o grasas neutras Ácidos grasos 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%)

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

Se pueden clasificar por su función: LOS LÍPIDOS Se pueden clasificar por su función: 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 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)

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)

Composición de ácidos grasos en distintos aceites Saturados Monoinsaturados Polinsaturados Girasol 10 g 21 g 64 g Maíz 13 g 25 g 58 g Oliva 14 g 72 g 9 g Aguacate (Palta) 78 g Cacao 59 g 32 g 3 g Coco 86 g 6 g 2 g Palma de aceite 49 g 37 g

ACIDO LINOLENICO (18:3) (w 3,6,9) ACIDOS GRASOS ESENCIALES - no son sintetizados por el organismo - deben ser provistos con la dieta Acidos grasos omega 3 (w=3):El primer doble enlace se encuentra en el tercer carbono contando desde el extremo metílico (denominado omega) Acidos grasos omega 6 (w=6):El primer doble enlace se encuentra en el sexto carbono contando desde el extremo metílico ACIDO LINOLENICO (18:3) (w 3,6,9) ACIDO LINOLEICO (18:2) ) (w 6,9) (1% del valor calórico de la dieta)

Dieta rica en AG poliinsaturados (cis) (1-2% del total de calorías) 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) Enzimas Digestivas LIPOLISIS Glicerol Monoacilglicéridos Ácidos grasos de cadena media y corta Sales Biliares ABSORCION

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

Regiones funcionales del Intestino delgado: Duodeno Yeyuno Ileon

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

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 Acido cólico Fase hidrofóbica Fase hidrofílica Asociac. con TG SALES BILIARES MICELAS Sales biliares Lipasa pancreática Triacilglicerol Digestión lipasa ACIDO GRASO Contenido interno de las micelas: compuestos finales de la digestión (MAG, AG cadena larga, lisofosfolípidos, colesterol, vitaminas liposolubles)

Digestión de los Lípidos Órganos que intervienen BOCA : Lipasa salival (mucosa lingual, poca actividad humanos, hidroliza uniones éster en TG) 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 Colecistoquinina Contracción Vesícula biliar Bilis PANCREAS Secreción de Enzimas Lipasa Pancreática (hidroliza uniones éster en posición 1,3 de TG) Sales biliares síntesis por células duodeno y yeyuno

Digestión de los Lípidos Enzimas digestivas a- 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 A2: Actúa sobre C 2 de fosfolípidos Fosfatasa: Hidroliza unión fosfato de lisolecitina Colesterol esterasa: Actúa s/ésteres de colesterol

Digestión de Triglicéridos Acción de Lipasa Pancreática Esterasa Lipasa Pancreática pH 6-7 Monoglicéridos C H (CH2)n O CH3  H3   Triglicéridos CH2OH HO C (CH2)n O CH3 Grasos Libres Ácidos HO (CH2)n O CH3 C Insolubles en micelas Solubles en micelas

Digestión de Fosfolípidos Fosfolipasa A2 Esterasas Fosfatidilcolina (Lecitina) Fosfatasas

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

Absorción de los productos de la digestión de Triglicéridos ESPACIO INTERSTICIAL LUMEN DHAP Glicólisis Glicerol TK Acil-CoA AG AG >10C TG 2 MAG 2 MAG Linfa QM ………………………………………………………. QM Ac.Grasos Ac. Grasos < 10 C < 10 C Vena porta 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….

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

Biosíntesis de TG en el enterocito 1)- Activación de los Ácidos grasos: Biosíntesis de Acil-Coenzima A Tioquinasa ACIDO GRASO + COA-SH ACIL- SCoA AG“activado” ATP AMP + PPi Tioquinasa O O R-CH2 –C-O- + CoA-SH + ATP R-CH2 –C- S-CoA + AMP + PPi = AG“activado”

Biosíntesis de TG en el enterocito 2) Re-síntesis de TG O R-CH2 –C -S-CoA Acil-CoA = O R-CH2 –C-S-CoA Acil-CoA = Acil transferasa H O C CH3 (CH2)n Triacilglicéridos 2-Monoacil Glicéridos 1,2 + 2,3 Diacil- glicéridos 

Otra vía de biosíntesis de Triglicéridos Ac. Fosfatidico fosfatasa Acil transferasa Triacilglicerol Pi R1-CH2–CO~S-CoA Acil-CoA GLU VG GLICEROL GQ ATP ADP R1-CH2–CO~S-CoA Acil-CoA R2-CH2–CO~S-CoA Acil-CoA

Resíntesis de TG en el enterocito Conversión de ácido graso libre en acil CoA Conversión de la acil CoA en monoglicérido fosfato Adición de un residuo acil CoA al fosfo-monoglicérido para formar un fosfodiglicérido (ácido fosfatídico) 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 Fosfolípidos 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

Propiedades y composición de las Lipoproteínas plasmáticas Densidad Lípidos principales Apoproteínas principales QM Quilomicrones < 0,94 TG exógenos B-48, A-1, IV VLDL Lipoproteínas de muy baja densidad 1006 TG 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 1,063 CE B-100 HDL Lipoproteínas de alta densidad 1,21 Fosfolípidos A-I, II; CII, D y E

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

Apolipoproteínas 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

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

Acción de Lecitin Colesterol Acil Transferasa (LCAT) en HDL 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 ¿cómo se sintetizan los ésteres de Colesterol en el interior celular? Colesterol acil CoA-Colesterol Transferasa (ACAT) Acil-CoA CoA-SH Ester de Colesterol

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

Es por esto que se considera a las LDL factor de riesgo aterogénico -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. 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).