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Metabolismo lipídico

Facultad de EnfermeríaUniversidad de la República

ESFUNO 2010Amalia Ávila

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Metabolismo lipídico y lipoproteínas

• Almacenamiento deenergía en el tejidoadiposo

• Constituyente de

membranas celulares• Surfactante pulmonar• Mensajeros en cascadas

de señalización intra eintercelular

• Constituyente demembranas celulares

• Hormonas esteroideas

• Sales biliares

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β OXIDACIÓN DE ACIDOS GRASOS• Ruta central del metabolismo energético en animales

• Transcurre en la mitocondria

• Previo a su oxidación, los ácidos grasos deben ser activados y transportados alinterior de la mitocondria

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•La oxidación de ácidos grasos se produce a través de cuatro pasos que se repiten

•en cada paso la cadena de acil-CoA se acorta en 2 carbonos por eliminación de 1molécula de acetil-CoA

•Se genera 1 FADH2 y 1 NADH

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Ecuación global para la oxidación de Palmitoil-CoA

Palmitoil-CoA + 23O2+131Pi + 131 ADP → CoA + 131 ATP + 16 CO2 + 146 H2O

Regulación de la β oxidación

• Paso limitante = velocidad de entrada de ac. grasos a la mitocondria.

• Malonil-CoA inhibe CAT I

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Fuentes de ácidos grasos• Dieta

• TG almacenados en el tejido adiposo

• Síntesis endógena de ácidos grasos

Se transportan en sangre mediante lipoproteínas

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Las lipoproteínas constan deun núcleo apolar (TG y EC)

y una sola capa superficialde lípidos anfipáticos(fosfolípidos y colesterol).La parte proteica sedenomina apolipoproteína.

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Destino de los quilomicrones

hghg

Los TG de los quilomicrones se hidrolizan por medio de lalipoprotein lipasa

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La mayoría de los ác. grasosse almacenan como TG.La síntesis de TG ,a partirde moléculas fosfato de 3carbonos (glicerol 3 fosfatoo dihidroxicetona).,requierela formación de ácido

fosfatídico (no es requeridoen la mucosa intestinal).

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El ác. fosfatídico eshirolizado para dardiacilgliceroles

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Regulación de la síntesis de TG

• Los glúcidos, grasas o proteínas ingeridas en exceso pueden almacenarse como TG• La biosíntesis y movilización de TG están reguladas de manera recíproca

• Insulina => favorece el depósito de TG en el tejido adiposo• Diabéticos (por falta de secreción de insulina o por resistencia periférica) además de

no pode utilizar correctamente la glucosa, tampoco pueden sintetizar y almacenargrasas a partir de proteínas y glúcidos => adelgazamiento

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Movilización de TG

• Adrenalina y glucagón promueven la movilización de TG estimulando la lipasasensible a hormonas.

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Metabolismo de los TG en el tejido adiposo

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Regulación hormonal de la movilización de TG

• Diferentes hormonas afectan tanto la velocidad de esterificación como la velocidadde lipólisis

• Insulina – Inhibe la liberación de AGL desde el tejido adiposo – Incrementa la síntesis de ácidos grasos, TG y la oxidación de glucosa a través

de la vía de las pentosas fosfato

 – Estos efectos dependen de la captación aumentada de glucosa por el adipocitoen presencia de insulina (GLUT4)

 – Aumenta (fosforilación / desfosforilación) la actividad piruvato deshidrogenasa,acetil-CoA carboxilasa, aciltrasferasa (TG) contribuyendo al incremento en lasíntesis de ácidos grasos y TG

 – Inhibe lipasa sensible a hormonas => disminuye la movilización de ácidos grasosdesde TG (por ↓ AMPc al inhibir adenilato ciclasa y estimular fosfodiesterasa)

• Hormonas contrarreguladoras (adrenalina, noradrenalina, glucagón, ACTH,

TSH, GH) – Promueven la lipólisis principalmente por estimulación de la lipasa sensible a

hormonas – Glucagón (mecanismo AMPc-dependiente) – Adrenalina y noradrenalina actúan rápidamente aumentando la concentración de

AMPc → ↑ PKA → ↑ lipasa sensible a hormonas

 – El tejido adiposo tiene inervación noradrenérgica por el SNA simpático, queestimula la lipólisis

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BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS

• Diferencias con respecto a la oxidación de ácidos grasos – Ocurre en el citosol – Utiliza NADPH – Consume ATP

• Ocurre en múltiples tejidos (hígado, riñón, cerebro, glándula mamaria y tejidoadiposo)

• La primera reacción es la formación de malonil-CoA y constituye el principal punto deregulación de la biosíntesis de ácidos grasos

CH3-C-S-CoA + HCO

3- + ATP

llO

-OOC-CH2-C-S-CoA + H

2O + ADP + Pi

llO

Acetil-CoA

Malonil-CoA

Acetil-CoACarboxilasa

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•La síntesis de ácidos grasos está catalizada por el sistema ácido grasosintasa

•En mamíferos dicho complejo está constituido por un dímero de 2 monómerosidénticos, cada uno de los cuales contiene las 7 actividades enzimáticasnecesarias

•Se sintetizan por adición secuencial de unidades de dos carbonos hasta que

se alcanza una longitud de cadena de 16 C (palmitato)•A partir de palmitato pueden sintetizarse ácidos grasos de cadena más largay/o insaturados por otras enzimas

8 Acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + 14 H+ → palmitato +

8CoA + 6H2O + 7ADP + 7Pi + 14NADP+

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Fuentes de carbono y poder reductor para la biosíntesis deácidos grasos

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Acidos grasos esenciales

• Linoléico y linolénico• Los mamíferos pueden introducir insaturaciones en Δ4, Δ5, Δ6 y Δ9 peor no más allá.

• Las plantas si pueden introducir esas insaturaciones, por ejemplo Δ12 y Δ15

• el ácido araquidónico se sintetiza a partir de linoléico y es el precursor de moléculascon importantes actividades como prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos.

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Regulación de la síntesis de ácidos grasos

• La síntesis de ácidos grasos convierte los excesos de glúcidos y proteínas en AGLque posteriormente pueden ser almacenados como TG

• El estado nutricional del organismo es el principal factor regulador de la síntesis deácidos grasos – Es máxima en el animal bien alimentado, con una adecuada proporción de glúcidos – Está diminuida cuando hay restricción calórica, dieta rica en grasas o una deficiencia de

insulina

• 2 niveles de regulación

 – Corto plazo. Depende de la modificación alostérica y covalente de lasenzimas implicadas

 – Largo plazo. Regulación de la velocidad de síntesis de las enzimas poralteración en la expresión génica

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Regulación de la síntesis de ácidos grasos

•Además los Acil-CoA de cadena larga también inhiben al transportadormitocondrial de tricarboxilatos, previniendo la activación de la enzima poregreso de citrato hacia el citosol

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Regulación de la Acetil-CoA carboxilasa porfosforilación/desfosforilación

La insulina también regula la síntesis de ácidos grasos por otrosmecanismos

•Incrementa la captación celular de glucosa

•Aumenta concentración de piruvato para la síntesis de ácidos grasos

•Aumenta concentración de glicerol-3-fosfato para generar TG

•Activa piruvato deshidrogenasa del tejido adiposo

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Características estructurales,composición y metabolismo de las

lipoproteínas

• Transporte de los lípidos de la dieta (QM)• Transporte de los lípidos endógenos (VLDL-LDL)• Transporte retrógrado de colesterol (HDL)

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• Lipoproteínas – Lipidos apolares (TG y EC)

 – Lipidos anfipáticos (PL y CL) – Apoproteínas

• Hacen posible el transporte de lípidos en el plasma

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Principales clases de lipoproteínas

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Transporte de lípidos endógenos

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Metabolismo de VLDL

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Estructura de la LDL

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Entrega periférica de colesterol: sistema LDL yreceptor apo B/E

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Absorción del colesterol de la dieta

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Metabolismo del colesterol

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Factores que afectan el balance de colesterol anivel celular

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Regulación del receptor apo B/E porcolesterol intracelular

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LCAT

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Transporte retrógrado de colesterol

Interdependencia HDL  – VLDL - LDL

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Transporte de colesterol entre los tejidos

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Dislipoproteinemias

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Dislipoproteinemias

• Hiperlipoproteinemia tipo I: hiperquilomicronemia (niveles elevados deTG), deficiencia en actividad LPL o de apoCII.

• Hiperlipoproteinemia tipo II A: hipercolesterolemia como consecuenciade una alteración en el receptor de LDL.

• Hiperlipoproteinemia tipo II B: hipercolesterolemia y aumento de losTG (aumento moderado de VLDL) por aumento de la secreción deapoB-100.

• Hiperlipoproteinemia tipo III: elevados niveles de TG y Ch, alteraciónde la composición de las VLDL (mayor cantidad de Ch), homozigotos

para apoE2 (no reconocida por el receptor) y por tanto menorvelocidad de catabolización.

• Hiperlipoproteinemia tipo IV: elevación de las VLDL, sin causadefinida. Niveles normales de LDL y QM.

• Hiperlipoproteinemia tipo V: aumento de los TG por aumento de VLDL