METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS

Nota:

• Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .

1. ESTRUCTURA

   Nota:

   • Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono (C) e hidrógeno (H) y en menor medida oxígeno (O), aunque también pueden contener fósforo (P), azufre (S) y nitrógeno (N).
2. PROPIEDADES

   Nota:

   •  Son una fuente importante de energía, por lo que son indispensables en la dieta. En los países en vías de desarrollo las grasas aportan entre un 8 y 10% del consumo energético total, la OMS recomienda entre un 20 – 25% del total de ingesta; mientras que en algunos países industrializados llega a ser hasta 36%. Ordinariamente los lípidos reciben de forma incorrecta el nombre de grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.
3. ÁCIDOS GRASOS

   Nota:

   • Los ácidos grasos son ácidos orgánicos monoenoicos, que se encuentran presentes en las grasas, raramente libres, y casi siempre esterificando al glicerol y eventualmente a otros alcoholes. Son generalmente de cadena lineal y tienen un número par de átomos de carbono. La razón de esto es que en el metabolismo de los eucariotas, las cadenas de ácido graso se sintetizan y se degradan mediante la adición o eliminación de unidades de acetato.
   1. SATURACIÓN

      Nota:

      • a longitud de la cadena va desde los cuatro carbonos del ácido butírico a los 35 del ácido ceroplástico. Si se considera un ácido graso al butírico y no al acético, es porque el primero es relativamente abundante en la grasa de la leche, mientras que el segundo no se encuentra en ninguna grasa natural conocida. Los ácidos grasos saturados más comunes son los de 14, 16 y 18 átomos de carbono. Dada su estructura, los ácidos grasos saturados son sustancias extremadamente estables desde el punto de vista químico. 
   2. NOMENCLATURA

      Nota:

      • Según las normas de la IUPAC, utilizadas de forma general, la cadena de los ácidos grasos se numera a partir del carbono del carboxilo, que es entonces el número . La posición de los dobles enlaces se indica utilizando la letra griega D, delta mayúscula. Ahora bien, en las ramas científicas que consideran los ácidos grasos desde el punto de vista biológico y no puramente químico, se utiliza otra nomenclatura, numerado la cadena a aprtir del metilo. En este caso, la posición de los dobles enlaces se indica con la letra griega w omega minúscula, o con la letra n. 
   3. OMEGAS 3 Y 6

      Nota:

      • Los ácidos grasos omega-3 son una serie de sustancias grasas que tomamos en la dieta que pertenecen al grupo de los ácidos grasos poliinsaturados, y que están relacionadas con el ácido alfa-linolénico.
4. OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS

   Nota:

   • La oxidación de los ácidos grasos es un mecanismo clave para la obtención de energía metabólica (ATP) por parte de los organismos aeróbicos.
   1. β-oxidación
      1. Oxidación

         Nota:

         • Oxidación del acil graso-CoA a transΔ2-enoil-CoA (nombre genérico para un ácido graso activado con un doble enlace en transen posición 2) por acción de una acil-CoA deshidrogenasa, una flavoenzima cuyo FAD se reduce a FADH2.
      2. Hidratación

         Nota:

         • Hidratación por incorporación de una molécula de agua al doble enlace entre los carbonos 2 y 3 catalizada por la enoil-CoA hidratasa(que solo actúa sobre dobles enlaces trans) para dar L-3-hidroxiacil-CoA.
      3. Oxidación

         Nota:

         • Oxidación catalizada por la hidroxiacil-CoA deshidrogenasa, con NAD+ como coenzima, que transforma el grupo hidroxilo en carbonilo y produce 3-cetoacil-CoA y NADH + H+.
      4. Tiólisis

         Nota:

         • Tiólisis entre los carbonos α y ß, catalizada por la tiolasa, que libera una molécula de acetil-CoA al tiempo que la entrada de coenzima A permite que se forme un acil graso-CoA con dos carbonos menos que el de partida.
   2. OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS INSATURADOS

      Nota:

      • Muchos de los ácidos grasos de triacilgliceroles y fosfolípidos de animales y plantas son insaturados (ver origen de los ácidos grasos de la dieta) pero en sus dobles enlaces predomina la configuración cis sobre la que no puede actuar la enoil-CoA hidratasa que cataliza la reacción de hidratación de la ß-oxidación (ver reacción). El problema lo solventan dos enzimas, una isomerasa que transforma enlaces cisΔ3 en transΔ2 y una reductasa que elimina dobles enlaces en los ácidos grasos poliinsaturados:
      1. MONOINSATURADO

         Nota:

         • Ejemplo para un ácido graso monoinsaturado (ácido oleico, 18 carbonos, con un doble enlace cisΔ9): transcurridas tres series de ß-oxidación, el oleoil-CoA produce cisΔ3-dodecenoil-CoA que mediante la enoil-CoA isomerasa se transforma en transΔ2-dodecenoil-CoA que es reconocido por la enoil-CoA hidratasa de la ß-oxidación, proceso que se repite cinco veces más de la forma "estándar".
      2. POLIINSATURADO

         Nota:

         • tras tres series de ß-oxidación, el linoleoil-CoA produce cisΔ3-cisΔ6-dodecenoil-CoA que es sustrato para la enoil-CoA isomerasa que lo transforma en transΔ2-cisΔ6-dodecenoil-CoA, sobre este compuesto se produce una secuencia de ß-oxidación y la primera reacción, oxidación, de una nueva secuencia; el compuesto que se obtiene, transΔ2-cisΔ4-decenoil-CoA, es transformado por la 2,4-dienoil-CoA reductasa, con NADPH como coenzima, para dar transΔ3-decenoil-CoA sobre el que actúa nuevamente la enoil-CoA isomerasa que produce transΔ2-decenoil-CoA que seguirá cuatro series de ß-oxidación "estándar" (ver reacciones). Se quiere destacar el hecho de que en E. coli la 2,4-dienoil-CoA reductasa produce directamente transΔ2-enoil-CoA por lo que no se requiere la acción posterior de la isomerasa.
   3. ÁCIDOS GRASOS DE CADENA IMPAR

      Nota:

      • Los ácidos grasos de cadena impar de carbonos son menos habituales pero también forman parte de nuestra dieta. Considerando un ácido graso saturado de cadena impar de carbonos, su ß-oxidación es similar a la de ácidos grasos de cadena par (ver proceso) con la diferencia de que la última reacción de tiólisis genera una molécula de 3 carbonos en forma de propionil-CoA aparte de la de 2 carbonos de acetil-CoA. El propionil-CoA se carboxila mediante la propionil-CoA carboxilasa, con biotina como cofactor, para dar un compuesto de 4 carbonos, el (S)-metilmalonil-CoA (o D-metilmalonil-CoA) que se transforma en su forma R (o L) mediante la metilmalonil-CoA racemasa; el (R)-metilmalonil-CoA es sustrato de la metilmalonil-CoA mutasa, dependiente de la vitamina B12, que mediante un reordenamiento intramolecular produce succinil-CoA que se puede incorporar al ciclo de Krebs.
5. TRIGLICÉRIDOS

   Nota:

   • Los triglicéridos son el principal tipo de grasa transportado por el organismo. Recibe el nombre de su estructura química. Luego de comer, el organismo digiere las grasas de los alimentos y libera triglicéridos a la sangre.
   1. SÍNTESIS

      Nota:

      • Los ácidos grasos se almacenan como triglicéridos (siglas en Inglés: TG o TAG) en todas las células para ser utilizados en un futuro cuando sea necesario. Los triglicéridos están formados por moléculas de glicerol a las que tres ácidos grasos han sido esterificados. Los ácidos grasos que están presentes en los TG son predominantemente saturados. La estructura más importante en la formación de los TG, en tejidos que no sean el tejido adiposo, es el glicerol. 
   2. DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN

      Nota:

      • La digestión es el conjunto de mecanismos por los cuales se produce la degradación de los alimentos y su transformación en moléculas de tamaño reducido. El proceso supone una rotura enzimática tanto de glúcidos, como de proteínas y lípidos, por medio de enzimas de la saliva, jugo gástrico, jugo pancreático y células de las vellosidades intestinales. Los lípidos requieren además una solubilización micelar por medio de los ácidos biliares de la bilis. Los productos finales de la digestión deben a continuación atravesar la pared del tubo digestivo y pasar a la sangre (absorción), para ser posteriormente distribuídos a todas las células del organismo. La absorción intestinal se caracteriza por ser un proceso rápido, de tal forma que la digestión y absorción de una comida compleja pueden completarse en menos de tres horas. Es, además, un proceso extraordinariamente eficaz; por ejemplo, la absorción de lípidos y proteínas es superior al 95 %.
   3. REGULACIÓN

      Nota:

      • a entrada y el almacenamiento, así como la salida de los ácidos grasos del tejido adiposo como consecuencia de la hidrólisis de triglicéridos, están regulados por dos lipasas: La Lipoproteína Lipasa y la Lipasa Sensible a Hormonas. La lipoproteína lipasa de la superficie de los capilares hidroliza los triglicéridos de los quilomicrones y de las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) circulantes, produciendo glicerol y ácidos grasos libres que, por lo general, son incorporados y almacenados en las células adiposas. Es, por lo tanto, la enzima clave del almacenamiento de ácidos grasos. La actividad de la lipoproteína lipasa aumenta por la alimentación, y disminuye por el ayuno y el estrés. Además, en el tejido adiposo, la insulina incrementa la síntesis de la lipoproteína lipasa, y su translocación a la superficie luminal del endotelio capilar. La Lipasa Sensible a Hormonas del interior del tejido adiposo cataliza el desdoblamiento de los triglicéridos almacenados en glicerol y ácidos grasos libres, que pueden posteriormente pasar a la circulación. Es, por lo tanto, una enzima clave del suministro de ácidos grasos.
6. COLESTEROL

   Nota:

   • El colesterol es una sustancia cerosa, de tipo grasosa, que existe naturalmente en todas las partes del cuerpo.
   1. DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN

      Nota:

      • a mayor parte de las grasas alimentarias se suministran en forma de triacilglicéridos, que se deben hidrolizar para dar ácidos grasos y monoacilglicéridos antes de ser absorbidos. En niños y en adultos, la digestión de las grasas se produce de forma eficaz y casi completa en el intestino delgado. En los recién nacidos, la secreción pancreática de lipasas es baja. En los bebés, la digestión de las grasas mejora gracias a las lipasas segregadas por las glándulas de la lengua (lipasa de la lengua) y una lipasa presente en la leche materna. El estómago interviene en el proceso de digestión de las grasas debido a su acción agitadora, que ayuda a crear emulsiones. 
   2. SÍNTESIS

      Nota:

      • La síntesis y la utilización del colesterol se deben regular finamente para prevenir la sobre-acumulación y el depósito anormal de colesterol en el organismo. Es de particular importancia clínica el depósito anormal de colesterol y de las lipoproteínas ricas colesterol en las arterias coronarias. 
   3. ÁCIDOS BILIARES

      Nota:

      • Los Ácidos Biliares Totales (ABT) son esteroides de 24 carbonos formados a partir del colesterol en el hígado. Los principales 5 Ácidos Biliares (AB) conforman el 99% del total de estos compuestos que se forman en fluidos corporales.
   4. LIPOPROTEÍNAS

      Nota:

      • Aunque el término lipoproteína podría describir cualquier asociación de lípidos con proteínas, se suele restringir para un grupo concreto de complejos moleculares que se encuentran en el plasma sanguíneo de los mamíferos; las lipoproteínas están formadas por lípidos asociados de forma no covalente con proteínas (apolipoproteínas o apoproteínas), pero también incluyen moléculas antioxidantes liposolubles. 
   5. HORMONAS ESTEROIDEAS

      Nota:

      • Las hormonas esteroideas son hormonas derivadas por el colesterol y producidas en el sistema nervioso centra, el higado, la placenta, los testiculos, la corteza suprarrenal y ovarios. Son hormonas especificas encargadas de secretar sustancias como estrogeno, testosterona, aldosterona, cortisol y ACTH.