Bolilla 6 (IA y LCyTA): Macronutrientes. Lípidos. Digestión y absorción. Rol como nutrientes. Resíntesis intestinal de triglicéridos. Metabolismo de lípidos.

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1 Bolilla 6 (IA y LCyTA): Macronutrientes. Lípidos. Digestión y absorción. Rol como nutrientes. Resíntesis intestinal de triglicéridos. Metabolismo de lípidos. Transporte de lípidos. Rol de las lipoproteínas. Composición química y funciones. Oxidación de ácidos grasos saturados. Carnitina. Activación, beta oxidación, distintas etapas. Oxidación de los ácidos grasos insaturados y con numero impar de átomos de carbono. Balance energético. Formación de cuerpos cetónicos. Oxidación peroxisómica de ácidos grasos. … BOLILLA 6 (LBM): LIPIDOS. Digestión y absorción de lípidos. METABOLISMO DE LIPIDOS: Transporte de lípidos en el sistema circulatorio. Lipoproteínas. Composición. Apolipoproteínas. Metabolismo de los quilomicrones, de las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y de baja densidad (LDL). Lipoproteína (a) y riesgo de ateroesclerosis. Metabolismo de las lipoproteínas de alta densidad (HDL). Degradación metabólica de los lípidos: hidrólisis de los triglicéridos por lipasas dependiente de AMPc. OXIDACION DE ACIDOS GRASOS: saturados e insaturados de número par de átomos de carbono (beta-oxidación). Regulación de la utilización de sustrato. … QUIMICA BIOLOGICA LBM, IA y LCyTA

2 MACRONUTRIENTES: LIPIDOS Funciones de los lípidos en el organismo Fuente de reserva energética (Triglicéridos) Componentes de membranas (Fosfolípidos y Colesterol) Reguladores Biológicos (hormonas esteroideas) Pigmentos (retinol, carotenos) Cofactores (vitamina K) Detergentes (ácidos biliares) Transportadores (dolicoles) Mensajeros celulares (eicosanoides, derivados de fosfatidil inositol) Ancladores de proteínas

3 Saponificables - Simples: ácidos grasos libres, acilglicéridos (grasas o aceites) y ceras. - Compuestos: fosfolípidos, glucolípidos y lipoproteínas. No saponificables - Vitaminas liposolubles (A, D, E, K). - Esteroles: colesterol, ácidos biliares, hormonas esteroideas como los estrógenos, la progesterona, la testosterona. Clasificación de los lípidos I

4 Clasificación de los lípidos II

5 Clasificación de los lípidos III

6 Ácidos grasos ácidos grasos saturados Los ácidos grasos saturados varían en composición de 4 a 26 átomos de carbono. Nombre comúnNombre científicoFórmula condensadaFórmula extendida ButíricoButanoico CH 3 (CH 2 ) 2 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH CaproicoHexanoico CH 3 (CH 2 ) 4 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH CaprílicoOctanoico CH 3 (CH 2 ) 6 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH CápricoDecanoico CH 3 (CH 2 ) 8 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH Láurico * Dodecanoico CH 3 (CH 2 ) 10 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH Mirístico * Tetradecanoico CH 3 (CH 2 ) 12 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - COOH Palmítico * Hexadecanoico CH 3 (CH 2 ) 14 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH 2 -CH 2 -COOH Esteárico * Octadecanoico CH 3 (CH 2 ) 16 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH AraquídicoEicosanoico CH 3 (CH 2 ) 18 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH * Ácidos grasos saturados presentes en los alimentos.

7 ácidos grasos insaturados Los ácidos grasos insaturados poseen dobles ligaduras en su cadena y tienen gran actividad química puesto que se hidrolizan y oxidan fácilmente. Los siguientes son los ácidos grasos insaturados más comunes en los alimentos de origen vegetal y pescados. Nombre comúnNombre científico Fórmula condensada Fórmula extendida Oleico Octadeca-9-enoico, C18:1ω9, o cis-9-octadecenoico C 15 H 29 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH=CH- CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH Linoleico Octadeca-9:12-dienoico, C18:2ω6, o cis-9,12- octadecadienoico C 15 H 29 COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH=CH- CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH Linolénico Octadeca-9:12:15-trienoico, C18:3ω3, o cis-9,12,15- octadecatrienoico C 15 H 29 COOH CH 3 -CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH=CH- CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH

8 donde: R= ácidos grasos saturados y/o insaturados Principal constituyente de las grasas de los alimentos de origen animal Lípidos compuestos- Triglicéridos o grasas neutras

9 Colesterol Esteroles- Colesterol

10 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, esteroles y vitaminas liposolubles.

11 Esquema General de la Digestión Lipídica 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

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

13 Función de las sales biliares Actúan como detergentes Disminuyen la tensión superficial  emulsión de grasas  formación de partículas coloidales  MICELAS Favorecen la acción de la lipasa Favorecen la absorción de vitaminas

14 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

15 Enzimas Digestivas  - lipasa : Ataca uniones éster de posición 1 y 3 de los TG dejando monoglicéridos esterificados en 2. Fosfolipasa A 2 : Actúa sobre el C 2 de fosfolípidos. Fosfatasa: Hidroliza unión fosfato de lisolecitina. Colesterol esterasa: Actúa sobre ésteres de colesterol.

16 Ácidos Grasos Libres HO C (CH 2 ) n O CH 3 Hidrólisis de Triglicéridos por acción de la lipasa pancreática Monoglicéridos HO (CH 2 ) n O CH 3 C LipasaPancreática pH 6-7 O CH 3 (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 C H C (CH 2 ) n O CH 3  H3H3H3H3 CO H3H3H3H3   C CH 2 OH

17 Digestión de Fosfolípidos Fosfatidilcolina (Lecitina) Fosfolipasa A 2 Fosfatasa Esterasa

18 Los aceites contienen una considerable cantidad de ácidos grasos insaturados, como los ácidos OLEICO Y LINOLEICO, que tienden a ser líquidos a temperatura corporal y se absorben con relativa facilidad. Mientras que los lípidos que contienen mayoritariamente ácidos grasos saturados, como los ácidos PALMÍTICO Y ESTEÁRICO, se digieren y absorben más lentamente. Menos del 10% de los triglicéridos originales permanecen sin hidrolizar.

19 Absorción de lípidos AC.GRASOS LIBRES MONOGLICÉRIDOS Atraviesan la membrana del enterocito por difusión simple EN YEYUNO e ILEON POR DIFUSION PASIVA Ac. Grasos de Cadena larga: Existirían proteínas de membrana que los fijan y transportan. MICELAS: Monoglicéridos AG de cadena larga Colesterol Vitaminas liposolubles

20 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

21 Biosíntesis de Triglicéridos en el enterocito R-CH 2 –CO~S-CoA Acil transferasa Acil-CoA Tioquinasa ATP AMP + PPi O O R-CH 2 –C-O - + CoA-SH R-CH 2 –C~S-CoA = = - Activación de los ácidos grasos - Re-síntesis de TG

22 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

23 -Ácidos grasos de cadena corta (6-10 C) Albúmina - Ácidos grasos de cadena larga (12-18 C) Re-síntesis de TG QM Destino de los lípidos absorbidos en el intestino Linfa Sangre HÍGADO TEJIDOS

24 Transporte de TG y otros lípidos hacia la circulación Quilomicrón

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26 Los Quilomicrones NO son las únicas lipoproteínas, NI las células intestinales las únicas que sintetizan lipoproteínas. Además de los quilomicrones existen otras lipoproteínas que se sintetizan u originan en otros tejidos: -Lipoproteína de muy baja densidad (VLDL) HIGADO -Lipoproteína de densidad intermedia (IDL) SANGRE -Lipoproteína de baja densidad (LDL) SANGRE -Lipoproteína de alta densidad (HDL) HIGADO E INTESTINO

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28 COMPONENTES DE UNA LIPOPROTEINA Proteína Fosfolípidos Colesterol libre Esteres de Colesterol Triacilglicéridos

29 >> TG exógenos (intestinales) >> TG endógenos (hepáticos) > CE >> CL y FFL

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

31 Apo B48 Apo B100 Apo CII, Apo E Apo B100 Apo E Apo B100 Apo AI-IV, Apo E Apo CII >> TG exógenos (intestinales) >> TG endógenos (hepáticos) > CE >> CL y FFL

32 Apolipoproteínas Función Lipoprotein Lipasa del endotelio capilar

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34 Metabolismo de Quilomicrones Capilares de los tejidos extra hepáticos LIPOPROTEINA LIPASA INTESTINO DELGADO TG de la dieta QM naciente QM HDL Ácidos grasos GlicerolQM remanente HIGADO - Tej. Adiposo - Miocardio - Musc. Esquelético - Gl. Mamaria lactante

35 REACCION DE LA LIPOPROTEIN LIPASA (LPL) HIGADO T.ADIPOSO, MUSCULAR, MAMARIO LPL

36 IDL Tg-CE Metabolismo de las VLDL, IDL, LDL HIGADO VLDL >TG HDL VLDL >TG Lipasa Hepática TEJIDO PERIFERICO Apo CII, E Lipoproteín Lipasa TEJIDO ADIPOSO TG AG Apo CII Apo B-100 Apo B-100 Apo CII Apo E Apo B-100 Apo E LDL CE Apo B-100 Glicerol

37 Captación del Colesterol de las LDL por endocitosis facilitada por receptor - Receptores de LDL regulables y saturables por los niveles de colesterol

38 Enzimas que intervienen en el metabolismo de los QM y las VLDL LIPOPROTEIN LIPASA (LPL) Pared de Cél. endoteliales LIPASA HEPATICA (LH) + CII Sinusoides hepáticos LIPASA HORMONO SENSIBLE (LHS) Tejido adiposo + Hormonas

39 IDL y algunas HDL

40 Metabolismo de las HDL HIGADO A I-IV,CII,E Intestino HDL discoide AI-IV CII E HDL 2 CETP VLDL IDL QM TG CE LCAT (+AI) TEJIDO EXTRAHEPATICO Col libre L H AI-IV CII E HDL 3

41 Enzimas que intervienen en el metabolismo de las HDL Lecitin-Colesterol Acil Transferasa (LCAT) HDL (+ AI) Acil-CoA-Colesterol Acil Transferasa (ACAT) Células hepáticas

42 Acción de la Lecitin Colesterol Acil Transferasa (LCAT) Colesterol Ester de Colesterol Lecitin colesterol Acil Transferasa (LCAT) Fosfatidilcolina Lisofosfatidilcolina

43 Esterificación del colesterol intracelular Colesterol acil CoA-Colesterol Transferasa (ACAT) Acil-CoA CoA-SH Ester de Colesterol

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45 Bibliografia 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- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis. 4- MURRAY R y col., “Bioquimica de Harper”, Ed. El Manual Moderno, 14º ed. (1997). Bibliografía Complementaria 1- CAMPBELL Y FARREL, “Bioquimica”, Thomson Eds., 4ta. Ed., (2005). 2- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010).