Metabolismo de Lípidos

Presentación del tema: "Metabolismo de Lípidos"— Transcripción de la presentación:

1 Metabolismo de Lípidos

2 *El metabolismo es el estudio de la química, la regulación y la energética de miles de reacciones que proceden en una célula biológica. *Todos los organismos siguen las mismas rutas generales para extraer y utilizar energía. *La diferencia metabólica entre los organismos es la forma específica en que obtienen energía. *Los autótrofos requieren del CO2 como fuente de carbono y energía para fabricar biomoléculas. *Los heterótrofos obtienen energía de compuestos complejos de carbono que ingieren

3 *El proceso del metabolismo en todos los organismos toma lugar mediante una secuencia de reacciones sucesivas catalizadas por enzimas.     *Cada paso en una ruta metabólica genera un cambio específico y sutil, generalmente la eliminación, transferencia o adición de un átomo particular. Los procesos metabólicos se agrupan en dos rutas: *El catabolismo es la fase de degradación por el cual se degradan moléculas, como carbohidratos, proteínas y grasas. Las reacciones catabólicas se caracterizan por oxidación, liberación de energía libre y reacciones de convergencia.   *El anabolismo es la síntesis de grandes moléculas complejas a partir de otras precursoras más pequeñas, se caracteriza por reacciones de reducción, requerimiento de entrada de energía.

4 La digestión de los lípidos tiene lugar en el intestino delgado
La digestión de los lípidos tiene lugar en el intestino delgado. Los productos finales de este proceso son los ácidos grasos y el glicerol.

5 Así como la obtención de energía altamente concentrada
Así como la obtención de energía altamente concentrada. Cuando este tipo de nutrientes que son fuente de energía se degradan en las células, se libera la energía que la célula utiliza. La cantidad de energía que un nutriente puede proveer se mide en unidades que se llaman Calorías. Una Caloría es la cantidad de calor que se necesita para elevar 1°C la temperatura de 1 gramo de agua. Los lípidos proveen casi el doble de energía que los carbohidratos y proteínas. Lípidos 9 Kcal 1 gramo Carbohidratos 4 Kcal Proteínas

6 Origen de los lípidos: Exógenos; son aquellos que provienen de la dieta. Generalmente se transportan por los vasos linfáticos de manera que se unen proteínas formando quilomicrones, que son ricos en triglicéridos. Estos, sólo pueden ser utilizados por los tejidos que tienen la enzima protein-lipasa; hígado, músculo, tejido adiposo y glándula mamaria. Endógenos; son aquellos fabricados en el organismo, generalmente en el hígado y se unen a proteínas formando lipoproteínas

7 LIPOPROTEINAS Se clasifican en:
LIPOPROTEINAS Se clasifican en: *VLDL( lipoproteínas de muy baja densidad); se encargan del transporte de triglicéridos con lo cual su utilizados sólo por los tejidos con la enzima protein-lipasa. *LDL (lipoproteínas de baja densidad); se encargan del transporte de esteres de colesterol desde el hígado a todos los tejidos ya que el colesterol es utilizado para formar membranas biológicas. *IDL (lipoproteínas de densidad intermedia); se producen como consecuencia del metabolismo de los anteriores por lo cual también llevan colesterol. *HDL (lipoproteínas de densidad alta); son un sistema de transporte inverso de forma que llevan el colesterol desde los tejidos hasta el hígado por lo que se puede decir que limpian los tejidos de colesterol. (esto se conoce vulgarmente como colesterol bueno).  

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9 La digestión de los lípidos tiene lugar en el intestino delgado los productos finales de la digestión de los lípidos son los ácidos grasos y el glicerol. La enzima responsable de la digestión de los lípidos es la lipasa, que se encuentra en el jugo pancreático. Las sales biliares convierten gotas grandes de grasa en gotas mas pequeñas. Cuando las sales biliares se asocian con las gotas de grasa, estas se rompen por un proceso que se conoce como emulsificaciòn de las grasas hace que la digestión de estas sea mas suficiente al aumentar el área superficial. Las sales biliares también ayudan a la absorción de los ácidos grasos y glicerol.

10 A pesar de que el metabolismo de los lípidos se lleva a cabo en el intestino delgado, la verdad es que comienza desde la boca, donde actúa la lipasa lingual, destruyendo los enlaces ester de la molécula lipidia. Luego pasara por el esófago, de donde llega al estomago en donde actuara la lipasa gástrica.

11 ¿Por qué no se degradan en el estomago
¿Por qué no se degradan en el estomago? Las grasas que penetran en el intestino delgado desde el estomago hacen que se produzca una hormona llamada gastrona (enterogastrona) . Esta se absorbe pasando a los vasos sanguíneos del intestino y llega después al estomago, donde inhibe la secreción del jugo gástrico y disminuye al mismo tiempo el movimiento gástrico. *La lipasa pancreática (esteapsina) solo necesita una etapa para desdoblar los triglicéridos en sus componentes, que son ácidos grasos y glicerol.

12 En el Intestino Como el glicerol es compuesto hidrosoluble, se absorbe con facilidad de manera pasiva, principalmente en los quilíferos de las vellosidades. En su forma original , los ácidos grasos son insolubles en agua y se absorben con dificultad. Sin embargo reaccionan con los ácidos biliares formando jabones solubles, que pasan entonces de manera pasiva al conducto quilífero. Una vez dentro de este, el glicerol y el acido graso reaccionan uno con otro , formando un nuevo triglicérido. Entonces se recubre de proteína, lo que evita que se reúnan las gotitas de grasa y en forma de gotas diminutas (quilomicrones), pasan por el conducto torácico y se vierten en las venas subclavias. De esta manera, las grasas eluden el paso por el hígado en su primer viaje después de una comida rica en grasas la sangre se vuelve casi blanca debido a la gran acumulación de grasas fenómeno que recibe el nombre de lipemia. Los quilomicrones salen de la sangre hacia zonas de almacenamiento o bien el factor depurador del plasma de la sangre (lipasa lipoproteica) los prepara para su metabolismo.

13 *En el intestino delgado es donde termina la acción de la lipasa pancreática. *Las moléculas lipídicas se degradan y se absorben por micelas las cuales atraviesan la pared intestinal pasando a la linfa para ser transportadas al torrente sanguíneo por medio de “quilomicrones” que son hidrolizados por la enzima lipoproteína lipasa sus productos son ácidos grasos y monoglicéridos que son almacenados en el adiposito por la albumina.

14 LIPOGENESIS Los triglicéridos a partir de grasas ingeridas en la dieta para ser almacenados constan de dos vías. Acido Foz fatídico que se realiza en el hígado y se almacena en el tejido adiposo. Monoglicerol, realizada en el epitelio almacenado almacenando sus productos en el tejido adiposo . Ambos se llevan a cabo en el citoplasma celular y son regulados por la insulina.

15 Lipolisis Vía catabólica que degrada los triglicéridos en el tejido adiposo para formar ácidos grasos y glicerol que proporcionan energía al organismo. *Se lleva a cabo en el citoplasma de la célula del tejido adiposo. *Regulada por el glucano y la adrenalina.

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17 -Movilización de triglicéridos.
La degradación de los ácidos grasos es la degradación de los triglicéridos porque es así como se almacenan. Implica diferentes pasos: -Movilización de triglicéridos. -Introducción de los ácidos grasos en el orgánulo donde se degradarán (sólo en la mitocondria). -Degradación de la molécula de ácidos grasos (b-oxidación de los ácidos grasos). -Biosintesis de acidos grasos

18 MOVILIZACION La movilización de los ácidos grasos es por hidrólisis de los triglicéridos mediante lipasas. Se produce glicerol y los 3 ácidos grasos correspondientes. El glicerol no es un componente grande de los ácidos grasos. Es el único componente del Triglicérido que puede dar glucosa. Los ácidos grasos, en los animales, no pueden dar glucosa. El glicerol es fosforilado en glicerol-3-P mediante la glicerol quinasa. Mediante la glicerol-P deshidrogenasa se convierte el glicerol-3-P en dihidroxiacetona-P, que puede dar glucosa.

19 El acetilo entra en la mitocondria en forma de acetil-co-A
El acetilo entra en la mitocondria en forma de acetil-co-A. No entra como acetil-co-A pero tiene que activarse. Esta reacción transcurre a través de un intermedio (acil-AMP). Para entrar en la mitocondria requiere un transportador específico. Existe un enzima que transfiere el grupo acilo a la carnitina, que tiene un OH donde es transferido el ácido graso. Esta reacción es catalizada en la cara externa de la mitocondria mediante el acil-carnitina transferasa 2. La translocasa (que está en la membrana interna de la mitocondria) coge acilcarnitina y la entra en la mitocondria. La acil-carnitina transferasa II transfiere el grupo acilo de la carnitina al co-A y da lugar al acil-co-A. La carnitina después vuelve a salir al exterior.

20 B- oxidación El acil-co-A aparece dentro de la mitocondria. En la mitocondria sufre la b-oxidación (proceso en el que se obtiene energía del ácido graso). La b-oxidación de ácidos grasos es estrictamente mitocondrial. Llega un ácido graso y se degrada esencialmente cortando la molécula de ácido graso en trozos de 2 C. Los cortes se hacen mediante 4 reacciones cíclicas en cadena: Se oxida un enlace a doble enlace mediante la acil-co-A deshidrogenasa asociado a el paso de FAD a FADH2. Da lugar al enoil-co-A. 2. Es sustrato para la enoil-co-A hidratasa, que da lugar siempre al L-hidroxiacil-co-A 3. El L-hidroxiacil-co-A es oxidado a cetona mediante la L-hidroxianoil-co-A deshidrogenasa, que requiere una reducción de NAD a NADH, dando el cetoacil-co-A en la posición beta. 4. Es susceptible a ser atacado por un co-A (es una tiólisis). Se rompe 1 enlace saltando los electrones de un lado a otro: queda una molécula de acetil-co-A y otra molécula con 2 C menos. Se produce mediante la b-cetotiolasa.

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22 Los ácidos grasos se degradan donde está la estructura que utiliza estos productos resultantes.
Los 8 acetilo-co-A que se encuentran en la mitocondria pueden ser transferidos, cada uno de ellos en: 3 NADH, 1 FADH2 y 1 GTP. Dan lugar a 80 ATP. En total, dan lugar a 108 ATP, a los que hay que restar 2 ATP que son lo que cuesta formar el palmitoil-co-A. La importancia del glicerol es la formación de glucosa, que es imprescindible para algunos tejidos.

23 El degradar ácidos grasos insaturados provoca un problema en el animal
El degradar ácidos grasos insaturados provoca un problema en el animal. Para que un ácido graso dé toda la energía que lleva, hace falta que se de la b-oxidación y que el acetil-co-A entre en el ciclo de Krebs (es necesario que hayan intermedios que los capturen). A veces, la b-oxidación de tantos acetil-co-A los hace imposible de capturar. También puede ser que sobre acetil-co-A. El organismo responde a esa situación generando cuerpos cetónicos (combustibles alternativos que producen los animales). Para sacar todo el provecho de energía hay que tener un mínimo de carbohidratos para alimentar los intermedios del ciclo de Krebs. Los ácidos grasos que sólo dan acetil-co-A como producto no pueden dar glucosa.

24 Los triglicéridos son la fuente de los ácidos grasos. Los ácidos grasos son la fuente de acetil-co-A. El acetil-co-A se utiliza en el ciclo de Krebs para dar energía. La glucosa también puede rellenar moléculas del ciclo de Krebs.  La energía se produce siempre que hay suficientes moléculas en los intermedios del ciclo de Krebs, si se requiere la degradación de Triglicéridos (Ej: ayuno prolongado, la ingesta de glucosa está bloqueada).

25 RELACION CON EL CICLO DE KREBS
Los acetilos formados en la b-OXIDACIÓN ingresan al CICLO DE KREBS para su oxidación total a CO2. Los NADH y FADH2 producidos en el CICLO DE KREBS forman ATP en la mitocondria (FOSFORILACIÓN OXIDATIVA)

26 En cada ciclo se pierden 2 átomos de C en forma de Acetil-CoA.
Para degradar completamente un ac. Graso de 16 C hacen faltan 7 ciclos de β-Oxidación. Nº de ciclos = (nº de C) – 1 2 En cada ciclo se produce 1 molécula de FADH2 y otra de NADH: FADH2= 2ATP NADH= 3ATP

27 ¿Qué son los cuerpos cetónicos o cetonas y por qué se producen?
*Los cuerpos cetónicos o cetonas son unos productos de desecho de las grasas. *Se producen cuando el cuerpo utiliza las grasas en lugar de los azúcares para generar energía. *En una persona con diabetes se producen cuando no hay suficiente insulina para meter la glucosa dentro de las células. *Las células creerán entonces que no hay azúcar y utilizarán las grasas como fuente de energía.

28 Formación de Cuerpos Cetónicos (Cetogénesis)

29 Formación y exportación de cuerpos cetónicos
Gotas de lípidos Hepatocito Los cuerpos cetónicos se forman y exportan desde el Hígado. En condiciones energéticamente desfavorables, el oxalacetato se deriva hacia la Gluconeogénesis, para liberar glucosa a la sangre. El ciclo de Krebs trabaja muy lentamente en el Hígado. Acetoacetato y b-hidroxibutirato exportados como energía para: corazón, músculo, riñón y cerebro. Glucosa exportada como combustible para cerebro y otros tejidos.

30 Utilización de los cuerpos cetónicos
El Hígado es el principal productor ya que posee todas las enzimas necesarias. Es incapaz de usarlos como combustible. Los órganos que los usan son: cerebro, músculo esquelético, corazón y otros. Solo se usan como fuente de energía en situaciones metabólicas especiales. Ej: Diabetes, ayuno prolongado. El aumento de estos provoca Acidosis Metabólica.

31 Biosíntesis de ácidos grasos
Cuando la ingesta supera las necesidades energéticas, el exceso se almacena como reserva en forma de grasas. Los restos de acetil-CoA provenientes de la β-oxidación y de la degradación de glucosa o de las cadenas carbonadas de algunos aa, pueden utilizarse para sintetizar nuevos ac. Grasos. Estos se incorporan al glicerol para ser almacenados como grasa de depósito. El principal precursor de los ácidos grasos es el malonil-CoA, una molécula que aporta dos de sus tres átomos de carbono al esqueleto carbonado del ácido graso en crecimiento. El malonil-CoA proviene, a su vez, del acetil-CoA. Todas las reacciones de síntesis de ácidos grasos tienen lugar en el citosol de las células.

32 El primer paso en la biosíntesis de ácidos grasos es la síntesis de ácido palmítico, ácido graso saturado de 16 carbonos; los demás ácidos grasos se obtienen por modificaciones del ácido palmítico. El ácido palmítico se sintetiza secuencialmente, gracias a la acción del ácido graso sintasa, por adición de unidades de dos carbonos aportadas por el acetil coenzima A.

33 El cuerpo humano puede sintetizar casi todos los ácidos grasos que requiere a partir del ácido palmítico, mediante la combinación de estos mecanismos: Alargamiento. Mediante este proceso, que tienen lugar en el retículo endoplasmático y en la mitocondrias, se adicionan unidades de dos carbonos a la cadena de C16 del ácido palmítico, obteniéndose ácidos grasos de hasta C24. Desaturación. Mediante este proceso, que se produce en el retículo endoplasmático, se introducen dobles enlaces cis en la cadena hidrocarbonada de ácidos grasos suturados.