Lípidos 2011
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Lípidos 2011 Document Transcript

  • 1. 09/09/2012 Prof. Leonardo Gaete G. Alimento % carbohidratos % grasas % proteínas Harina de trigo 70% 1% 11% Pan 52% 1% 8% Legumbres 52% 2% 24% Papas 20% 0% 2% Frutas 10% 0% 1% Repollo 7% 0% 2% Leche de vaca 5% 4% 3% Carne grasa 1% 37% 15% Carne magra 1% 2% 20% Huevos 0% 12% 13%La ingesta diaria incluye alrededor de 60 a 150 g de triacilgliceroles(TAG), 200 a 500 mg de colesterol (libre y esterificado) y 2 a 3 g defosfolípidos 1
  • 2. 09/09/2012Biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmentetambién oxígeno. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre. Songeneralmente insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos, como éter,cloroformo y benceno.FUNCIONESReserva. Son la principal reserva energética delorganismo. Un gramo de grasa produce 9,4kilocalorías/gr.Estructural. Forman las bicapas lipídicas de lasmembranas. Recubren órganos y le danconsistencia, o protegen mecánicamente como eltejido adiposo de pies y manos.Biocatalisis. Favorecen o facilitan las reaccionesquímicas que se producen en los seres vivos.Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, lashormonas esteroideas y las prostaglandinas.Transporte. El tranporte de lípidos desde elintestino hasta su lugar de destino se ralizamediante su emulsión gracias a los ácidos biliaresy a los proteolípidos. 1. Lípidos saponificables (contienen ácidos grasos) A. Simples: Formados tan sólo por C, H y O. Acilglicéridos: Formados por lípidos simples unidos a Glicerol (glicerina), pueden ser mono (MAG), di (DAG) o triglicéridos (TAG). Los TAG, a diferencia de las proteínas y glúcidos, son las únicas moléculas almacenadas en células especializadas, los adipocitos, que constituyen el tejido adiposo, ampliamente distribuído en todo el organismo. Ceras: ácidos grasos de cadena larga unidos a alcoholes también de cadena larga. Son sólidos totalmente insolubles en agua. B. Complejos: además de carbono, hidrógeno y oxígeno poseen también nitrógeno, fósforo, azufre o un glúcido. Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que también se llaman lípidos de membrana. Fosfolípidos: Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática. Glicolípidos: se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función como receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares. 2
  • 3. 09/09/20122. Lípidos insaponificables (no poseen ácidos grasos)A. Terpenos: moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones comoesencias vegetales (ej. Mentol, limoneno, alcanfor, eucaliptol, vainillina),vitaminas (ej. A,E,K) y pigmentos vegetales (ej. carotina y xantófila).B. Esteroides: derivan del esterano y pueden ser esteroles (ej. colesterol yvitamina D) u hormonas esteroideas como las hormonas suprarrenales y lashormonas sexuales.C. Prostaglandinas: están constituídas por 20 átomos de carbono que formanun anillo ciclopentano y dos cadenas alifáticas. Participan en la producción desustancias que regulan la coagulación de la sangre y cierre de las heridas, laaparición de la fiebre como defensa de las infecciones, la reducción de lasecreción de jugos gástricos. Funcionan como hormonas locales. 3
  • 4. 09/09/2012Moléculas anfipáticas formadas por una larga cadena hidrocarbonada lineal(hidrofóbica) con par de átomos de carbono y un grupo carboxilo(hidrofílico). Son solubles tanto en solventes polares como apolares.Existen alrededor de 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos :· Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre losátomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) .· Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en sucadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en loslugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, undoble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces). Concepto de lipólisis Reservas energéticas Hidrólisis de triacilgliceroles y su regulación b-oxidación de ácidos grasos 4
  • 5. 09/09/2012 Reserva Energética de Individuo de 70 Kg de Peso TIEMPO DE TIPO DE RESERVA MASA (KGS) DURACIÓN DE LA ENERGÍA (CAL) ENERGÉTICA RESERVA1.- Triacilgliceroles Tejido adiposo 15 141.000 12 semanas2.- Glucógeno Hepático 0.075 300 12 horas Muscular 0.3503.- Proteínas 6 24.000 (principalmente músculos) AC g b GDP GTP a a (R) GTP GDP + g b ATP AMPc (C) PQ-A (poco activa) PQ-A (activa) (R) TAG LIPASA (poco activa) Pi ATP fosfoproteína fosfatasa ADP H2O P AG AG AG TAG LIPASA (activa) TAG DAG MAG Glicerol 5
  • 6. 09/09/2012 CoA H3C-(CH2)14-COO- ( palmitato) CoA ATP Acil-CoA sintetasa H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-CoA PPi AMP Carnitina H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-Carnitina Carnitina (Etapa limitante) aciltransferasa I Translocasa Carnitina aciltransferasa IIH3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-CoA H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-Carnitina FAD Acil-CoA deshidrogenasa FADH2 2CO2 H3C-(CH2)12-CH=CH-CO-CoA H2O Enoil-CoA hidratasa CoAH3C-(CH2)12-CHOH-CH2-CO-CoA Nuevo ciclo CICLO DE NAD+ b-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa KREBS NADH H3C-(CH2)12-CO-CH2-CO-CoA CoA TiolasaH3C-(CH2)10-CH2-CH2-CO-CoA CH3-CO-CoA BETA OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS DE CADENA IMPAR 6
  • 7. 09/09/2012 BIOSINTESIS DE CUERPOS CETÓNICOS Biosíntesis de los cuerpos cetónicos Conversión de los cuerpos cetónicos en acetil-CoA Regulación de la síntesis de cuerpos cetónicos Regulación del metabolismo de TAG y cuerpos cetónicosacil-CoA CH3-(CH2)n-CH2-CO-CoA b-oxidaciónacetil-CoA CH3-CO-S-CoA + CH3-CO-S-CoA tiolasa CoA-SHacetoacetil-CoA CH3-CO-CH2-CO-S-CoA + CH3-CO-S-CoA H2O HMG-CoA sintasa CoA-SH CH2-COO-3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA CH3-CHOH-CH2-CO-S-CoA HMG-CoA liasaacetoacetato CH3-CO-CH2-COO- + CH3-CO-S-CoA b -hidroxibutirato NADH acetoacetato deshidrogenasa descarboxilasa NAD+b-hidroxibutirato CH3-CHOH-CH2-COO- CH3-CO-CH3 acetona 7
  • 8. 09/09/2012Los CC son una fuente de rápida disposición de energía entejidos extrahepáticos, debido a que constituyen un modode transporte de grupos acetilo en forma soluble.La síntesis de CC ocurre en la mitocondria del hepatocito yaumenta cuando baja la disponibilidad de glucosa y porlo tanto, la lipolisis en el tejido adiposo y el nivel de ácidosgrasos plasmáticos están aumentados.Los precursores de los CC son el acetil-CoA y el acetoacetil-CoA 8
  • 9. 09/09/2012a) Transformación de b-hidroxibutirato en acetoacetato b-hidroxibutirato deshidrogenasa b-hidroxibutirato + NAD+ acetoacetato + NADHb) Activación del acetoacetato b-cetoacil CoA transferasa acetoacetato + succinil-CoA acetoacetil-CoA + succinatob) Conversión del acetoacetil-CoA en acetil-CoA tiolasa acetoacetil-CoA + 2 CoA-SH 2 acetil-CoA El equilibrio entre b-hidroxibutirato y acetoacetato es controlado por la razón NADH/NAD+ mitocondrial. Posteriormente en los tejidos extrahepáticos el acetil-CoA es oxidado en el ciclo de Krebs. 9
  • 10. 09/09/2012 Reacción catalizada por acetil-CoA carboxilasa Biosíntesis de ácidos grasos Efectos de insulina y glucagón sobre metabolismo de ácidos grasos Biosíntesis de triacilgliceroles Efecto de la insulina sobre el tejido adiposo Regulación de la lipogénesisAcetil-CoA + HCO3- + ATP Malonil-CoA + ADP + Pi Biotina carboxilasa Proteína transportadora de Biotina (B7) O C OS-CoA C Transcarboxilasa CH2 O- Malonil-CoA O C O- 10
  • 11. 09/09/2012 GLUCOLISIS carbohidratos piruvato de la dieta 1 ATP CoA ATP HCO3- citrato acetil-CoA malonil-CoA citrato liasa acetil-CoA Malonil-CoA- carboxilasa ACP transferasa SH SH acetil-CoA-ACP transacetilasa SH CH3-CO-S H3C-CH2-CH2-CO-S -OOC-CH -CO-S 2 2 SH CH3-CO-S ACP 3 SH H3C-CH2-CH2-CO-S 4 Enoil-ACP NADP+ CO2 reductasa 7 b-ceto-ACP NADPH H3C-CO-CH2-CO-S sintasaH3C-CH=CH-CO-S SH SH H3C-CHOH-CH2-CO-S 5 H2O 6 SH ESPACIO INTERMEMBRANA MEMBRANA INTERNA MATRIZ MITOCONDRIAL T acil-carnitina acil-carnitina CoA CoA CAT I CAT II acil-CoA acil-CoA carnitina carnitina ácido graso sintasa AG malonil-CoA INSULINA + acetil-CoA carboxilasaGLUCAGÓN acetil-CoA + CO2 + ATP 11
  • 12. 09/09/2012 NAD+ NADH ATP ADP H2C-OH H2C-OH HO-CH C=O GLUCOLISIS H2C-O- P glicerol-3P- H2C-O- P glicerolquinasa deshidrogenasa glicerol-3P- Acil-CoA aciltransferasa CoA H2C-O-CO-R1 HO-CH H2C-O- P 1-acilglicerol-3P- Acil-CoA aciltransferasa CoA Acil-CoA CoA H2 O Pi H2C-O-CO-R1 H2C-O-CO-R1 H2C-O-CO-R1 R2 -CO-O-CH R2 -CO-O-CH fosfatidato diacilglicerol R2 -CO-O-CH H2C-O- P fosfohidrolasa H2C-OH aciltransferasa H2C-O-CO-R3 Monoacilglicerol CoA aciltransferasa Acil-CoA H2C-OH R2-CO-O-CH H2C-OH ATP ADP quinasaENZIMA DESFOSFORILADA ENZIMA FOSFORILADA (Mayor actividad) (Menor actividad) P fosfoproteína fosfatasa Pi H2 O• piruvato quinasa• piruvato deshidrogenasa• acetil-CoA carboxilasa INSULINA 12
  • 13. 09/09/2012 glucosa + GLUT- 4 glucosa sanguínea glucosa-6-P dihidroxiacetona-P NADH piruvato NAD+ glicerol-3-P + piruvato deshidrogenasa TAG + acetil-CoA acetil-CoA + carboxilasa acil-CoA malonil-CoAquilomicrones CoA lipoproteína TAG (dieta) lipasa ácidos grasos VLDLTAG (hígado) La lipogénesis incluye la biosíntesis de ácidos grasos y su esterificación con glicerol-3-P para formar TAG (hígado, tejido adiposo, intestino delgado y glándula mamaria). Regulada por citrato y niveles de insulina y glucagón. LIPOGÉNESIS EN EL HÍGADO glucosa en exceso 1 2 3glucógeno glucosa-6-P PEP piruvato acetil-CoA malonil-CoA 4 1 piruvato quinasa ácido palmítico 2 piruvato deshidrogenasa 3 acetil-CoA carboxilasa 4 ácidos grasos sintasa otros ácidos grasos 13
  • 14. 09/09/2012 Biosíntesis del colesterol Regulación de la síntesis de colesterol a nivel hepático CoA-SH CH3 Tiolasa2CH3-CO-SCoA CH3-CO-CH2-CO-SCoA + CH3-CO-SCoA -OOC-CH2-COH-CH2-CO-SCoA Acetil CoA HMGCoA HMGCoA Acetoacetil CoA sintasa 2NADPH HMGCoA reductasa 2NADP+ CoA-SH CH3 -OOC-CH2-COH-CH2- CH2-OH Mevalonato 3ATP 3ADP + Pi CO2 CH3 CH3-(CH3 )7 -CH=CH-(CH3 )7 -CO-O Ester de Colesterol CH2=C-CH2- CH2-O-PO3-P03- Isopreno acil-CoA-colesterol acil transferasa Colesterol Escualeno OH 14
  • 15. 09/09/2012 SREBP ruptura proteolítica COLESTEROL SREBP DNA SRE transcripción CITOSOL NÚCLEO mRNA Retículo endoplásmico liso INSULINA mRNA + traducción H2O fosfoproteína Pi fosfatasaHMG-CoA HMG-CoAreductasa (inactiva) reductasa (activa) proteína quinasa P ADP ATP + HMG-CoA Ácido mevalónico GLUCAGÓN Colesterol 15
  • 16. 09/09/2012Condición Insulina/Glucagón Lipogénesis Lipolisis CetogénesisAlimentado (>insulina) Aumentada (-) FisiológicaAyunado (> glucagón) (-) Aumentada AumentadaDiabético (< insulina) (-) Muy aumentada Muy aumentada 16
  • 17. 09/09/2012 LIPOPROTEINAS FosfolípidosTriacilgliceroles yésteres de colesterol Apoproteínas: A,B,C,E. Colesterol no esterificadoQuilomicrones: transportan TAG exógenos (provenientes de la dieta) desde el intestinohacia los tejidos muscular y adiposo.VLDL: transportan TAG endógenos desde el hígado hacia los tejidos muscular y adiposo.IDL: productos del metabolismo de VLDL o precursores de LDLLDL: transportan colesterol hacia tejidos (utilización) e hígado (metabolismo)Lp(a): composición similar a LDLHDL: captan colesterol desde las células (recambio y muerte celular) y lo transportan alhígado. Colesterol no esterificado Fosfolípidos Ésteres de colesterol LDL Apoproteína B100Apoproteínas LIPOPROTEÍNA Fosfolípidos Triacilgliceroles (TAG) Ésteres de colesterol Colesterol no esterificado 17
  • 18. 09/09/2012 ENFERMEDADES DEL METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS CAUSADAS POR DEFECTOS DE UN SÓLO GEN ANOMALÍA FRECUENCIA IMPLICANCIAS ENFERMEDAD BASE METABÓLICA LIPOPROTEICA (HERENCIA) CLÍNICAS Hipercolesterolemia 1 en 500 Deficiencia del Factor de riesgo familiar LDL elevadas (dominante) receptor de LDL de aterosclerosis Dudosa, producción ¿Factor de riesgo Hipertrigliceridemia VLDL elevadas 1 en 100 excesiva de TAG, independiente para familiar (dominante) VLDL, falla de LPL aterosclerosis? Hiperlipidemia LDL y/o VLDL 1 en 100 Dudosa, producción Factor de riesgocombinada familiar elevadas (dominante) excesiva de apo B100 de aterosclerosis  aclaramiento Disbetalipoprotei- b-VLDL e IDL 1 en 5.000 Factor de riesgo de residuos, falla nemia familiar elevadas (recesiva) de aterosclerosis en fijación apo E Deficiencia familiar QM y VLDL Rara Deficiencia LPL Pancreatitisde lipoproteína lipasa elevadas (recesiva) o apo CII aguda Hipoalfalipo- 1 en 200 Desconocida, rara Factor de riesgo Reducción de HDL proteinemia (dominante) vez defic. apo AI/CIII de aterosclerosis Electroforesis de lipoproteínas Acrilamida Ultracentrifugación Agarosa Origen Quilomicrón Origen VLDL VLDL Beta beta LDL pre beta Alfa HDL alfa 18
  • 19. 09/09/2012 REL RERREL RER B100 E TAG CI CIII TAG AI B48 Col FL CIICol FL AII AIV MICELAS APOPROTEÍNASMICELAS APOPROTEÍNAS Linfa VLDL QM naciente QM naciente Conducto Vesículas torácico Golgi secretoras Golgi Circulación Vesículas sanguínea VLDL secretoras ENTEROCITO HEPATOCITO B48 LPL E CII QM QMr A LPL B48VÍA EXÓGENA LPL B100 CII LDL VLDL IDL B100 B100 LPL EVÍA ENDÓGENA 19
  • 20. 09/09/2012B48 LRP EC E TAG CII CO2 + H2O EC AGLB100 EC E B100 EC Lipasa ácida AGL EC B100 TAG R-LDL Colesterol TAG CII Lipoproteína lipasa DIGESTIÓN INTRACELULAR DIGESTIÓN EXTRACELULAR 20
  • 21. 09/09/2012 SR-BI LCAT HDL HDL HDL C E T P EC TAG EC TAG EC TAG LDL IDL VLDL Xantelasma: Placas aterciopeladas (planas y amarillas) que se desarrollan inicialmente en la porción medial del párpado superior. Pueden afectar ambos párpados y localizarse alrededor de los ojos. Histológicamente son similares a los xantomas. No es raro, además, que representen un fenómeno cutáneo localizado y aislado, sin alteraciones sistémicas en el metabolismo lipoprotéico.Arco corneal: Depósito de materiallipídico, fundamentalmente ésteresde colesterol, a nivel de la córnea.Su aparición en edades inferiores a60 años, y sobre todo antes de los45, debe hacer sospechar laexistencia de una hiperlipidemiaprimaria (ej; hipercolesterolemiafamiliar). 21
  • 22. 09/09/2012 Xantomas: Los xantomas son lesiones de la piel que contienencolesterol y grasas. Con frecuencia se relacionan con trastornos heredados delmetabolismo lipídico (ej;hipercolesterolemia familiar). 22