Upload
olga-bucatari
View
125
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
hbkm
Citation preview
Catabolism si Anabolism
LIPIDE
Curs 11
S.L. Dr. Ioana Lacatusu
1. CATABOLISMUL lipidelor.
1.1. Digestia Lipidelor alimentare
1.2. Absorbtia Lipidelor in organism
2. ANABOLISMUL lipidelor.
Biosinteza acizilor grasi
CUPRINS
1. Catabolismul LIPIDELOR
I. Digestia LIPIDELOR din alimente
Digestia (hidroliza) grasimilor si uleiurilor
din alimente:
Este initiata sub actiunea Lipazei secretate in cavitatea bucala (Digestie
minora).
Se continua sub actiunea: Lipazei gastrice (din stomac) si a Lipazei pancreatice (din pancreas).
LIPIDELE se regasesc in alimente sub forma de grasimi si uleiuri.
Principalele LIPIDE din alimente:
Triacilgliceroli TAG (~98%), Fosfolipide, Steroli (ex: Colesterol si esterii sai), Vitamine liposolubile.
Reactiile catabolice = elibereaza ENERGIE.
STOMAC
Micele Saruri biliare/
Fosfolipide
Picatura de LIPID
INTESTIN SUBTIRE
Micele mixte
Intestin
subtire
Co-lipaza pancreatica
Lipaza pancreatica
Vezic biliar
Ficat
Stomac
LIPID nedispersat
Pancreas
Micele
Lipaza gastrica
Absorbtia
LIPIDELOR
Aduct biliar
1. Catabolismul LIPIDELOR
A. Digestia LIPIDELOR alimentare ncepe n STOMAC, unde lipidele sunt supuse unei digestii pariale sub influenta Lipazei gastrice i formeaz globule mari de grsime cu miezuri hidrofobe de Triacilgliceroli (TAG) nconjurate de molecule polare.
Molecule polare ce inconjoara miezul de TAG: Fosfolipide (PLs), Colesterol
(CL), Acizi grai (FAs) i Proteine ionizate (ex: Apoliporoteine).
Etape ale procesului de DIGESTIE
(TAG)
1. Catabolismul LIPIDELOR
Enzim secretata la nivelul STOMACULUI (de glandele stomacului).
Initiaza spargerea globulelor de grasime (formate dintr-un miez de TAG acoperit de
un strat de Fosfolipide si Proteine).
Asigura o digestie partiala:
Sub actiunea ei sunt hidrolizate intre 10-30% din
Triacilglicerolii (TAG) din alimente.
Hidroliza are loc iniial n poz. 1 i apoi n poz. 3;
Produii majoritari de digestie: Diacilglicerolii i Acizii grai liberi.
Aciunea ei este continuata sinergetic n intestinul subire alturi de Lipaza pancreatic.
a. Lipaza gastrica
1. Catabolismul LIPIDELOR
Procesele DIGESTIVE sunt finalizate n LUMENUL INTESTINAL (Fig. A), unde are loc amestecarea Emulsiilor de globule lipidice cu Srurile biliare (BS) i sucul pancreatic (care conine enzimele digestive).
Formarea unei suspensii apoase de picturi lipidice mici (Emulsii) care sunt expuse actiunii Lipazelor pancreatice (Fig. A).
Diacilglicerolii (DAG), Monoacilglicerolii (MAG) i Acizii grasi (FAs) eliberati prin hidroliza LIPIDELOR se altura Sarurilor biliare (BS), Colesterolului (CL), Acidului lizofosfatidic (LPA) i vitaminelor liposolubile (Fig. A).
Formarea de MICELE mixte
1. Catabolismul LIPIDELOR
DIGESTIE
(Lumen intestinal)
ABSORBTIE
(Enterocite)
MICELE mixte EMULSIE
(formata in lumenul intestinal) TAG = Triacilgliceroli
DAG = Diacilgliceroli
MAG = Monoacilgliceroli
CL = Colesterol
BS = Saruri biliare
FA = Acizi grasi
PL = Fosfolipide
LPA = Acid lizofosfatidic
PA = Acid fosfatidic
CM = Chilomicroni
Lipaze
Fosfolipaze
Co-lipaze
CM
LIMFA
AGPAT = 1-acil-glicerol-3-fosfat aciltransferaza; MGAT = Monoacilglicerol aciltransferaza; DGAT = Diacilglicerol aciltransferaza; ACAT = acil-CoA : colesterol
aciltransferaza; MTP = proteine microzomiale de transfer a TAG.
A.
B.
Reprezentarea proceselor de DIGESTIE si ABSORBTIE
1. Catabolismul LIPIDELOR
In LUMENUL INTESTINAL, produii de digestie ai lipidelor (produsi de Lipoliz) sunt dispersai sub form de MICELE mixte.
Micelele vor interaciona cu mucoasa intestinal n vederea procesului de absorbie, fiind meninui n form solubil de srurile biliare.
Micelele = agregate sferice cu un
coninut lipidic diferit:
In zona central hidrofob (miez) conin n general Acizi grai, Monogliceride i Colesterol.
In zona periferica contin Srurile biliare.
Rolul micelelor: de a solubiliza
lipidele i de a asigura transportul lor n Enterocite*.
1. Catabolismul LIPIDELOR
Realizeaza cea mai mare parte a digestiei TAG (la nivelul DUODENULUI*).
Este secretat n sucul pancreatic.
Activitatea lipazei pancreatice: se desfoar la pH alcalin (asigurat
de HCO3-);
este stimulata de o proteina mica Colipaza (secretata in sucul
pancreatic).
b. Lipaza pancreatic
Colipaza faciliteaz accesul Lipazei pancreatice la lipidele alimentare
care sunt emulsionate sub forma de
micele.
Obs. Sarurile biliare NU permit accesul
Lipazei pancreatice la TAG n lipsa Colipazei.
*Duoden = portiunea initiala a intestinului subtire.
1. Catabolismul LIPIDELOR
Lipidele emulsifiate in prealabil de Srurile biliare sunt hidrolizate de ctre Lipaza pancreatica la Monoacilgliceroli si Acizi grasi liberi:
TAG + 2H2O 2-Monoacilgliceroli + 2 Acizi grasi liberi
Lipaza pancreatic
1
2
3
1
2
3
Triacilgliceroli (TAG) 2-Monoacilgliceroli (MAG) Sapunuri
1. Catabolismul LIPIDELOR
Sarurile biliare sunt sintetizate n ficat.
Realizeaz emulsionarea Lipidelor ntr-o forma usor absorbabila prin peretele/mucoasa intestinala (ex:
micele suficient de mici pentru a putea fi absorbite).
Fara Sarurile biliare produsii de digestie ai grasimilor NU ar fi capabili sa migreze sau sa
difuzeze la suprafata absorbtiva a mucoasei
intestinale.
Rolul Srurilor biliare in procesul de DIGESTIE
Dup utilizare pentru absorbia lipidelor, majoritatea Sarurile biliare sunt reabsorbite (o parte fiind eliminate din organism), pentru reutilizare ulterioara (Circulaie enterohepatic).
Observatie. In intestin Sarurile biliare si Colesterolul se pot lega fizic de
Polizaharide neamidonate (Fibre alimentare) si in aceasta forma NU mai pot
fi reabsorbite.
Acest proces este implicat in scaderea Colesterolului
ca urmare a ingerarii de fibre alimentare.
1. Catabolismul LIPIDELOR
Un adult consum ~85 g de LIPIDE/zi, cea mai mare parte sub forma de Triacilgliceroli (TAG).
In timpul digestiei, Acizi grai liberi (free FA) i Monoacilglicerolii sunt eliberati i absorbiti n intestinul subire.
Transformarea LIPIDELOR in intermediari metabolici
produce mai puin de din energia furnizat de Glucoz pentru organism.
Totusi, LIPIDELE furnizeaza energia cea mai concentrat.
Randamentul energetic al catabolismului Lipidelor este
dublu fa de cel al degradrii Glucozei sau Proteinelor. Ex: 38 de kJ/g (Lipide), fa de 17 kJ/g (Glucide sau Proteine).
Lipidele sunt stocate n forma anhidra (fiind nepolare), Glicogenul, forma de stocare a Glucozei (hidrofil) este n
forma hidratata.
1. Catabolismul LIPIDELOR
Reactiile catabolice =
elibereaza ENERGIE.
Micelele conin in principal:
Saruri biliare Triacilgliceroli, Monoacilgliceroli, Acizi grai liberi, Fosfolipide, Vitamine (A, D, E), Caroteni.
Sunt absorbite de-a lungul pereilor intestinali n celulele mucoasei intestinale = ENTEROCITE.
II. Absorbia LIPIDELOR
Mecanisme de absorbie ale LIPIDELOR:
1. Difuzie pasiv simpl (pentru Acizii grai cu lan scurt). Acizii grai cu lan scurt (ex: cei din lapte, unt etc), sunt direct
absorbii si trec n sngele portal.
2. Transport mediat de Proteine (pentru Acizii grai cu lan lung i Monoacilgliceroli).
Acizii grai cu lan lung sunt convertii n TAG (la nivelul Enterocitelor).
ABSORBIA lipidelor se realizeaz cu o eficien de 95% n tractul gastro-intestinal (restul se excret).
1. Catabolismul LIPIDELOR
La nivelul ENTEROCITELOR (Fig. B)
LIPIDELE se desfac din structura micelelor mixte (Fig. B). Acizii grasi liberi (FAs) si Monoacilglicerolii (MAGs) eliberati din micele intra in ENTEROCITE prin difuzie pasiv sau transport mediat de Proteine.
Intrarea in ENTEROCITE si transportul picaturilor de LIPID se realizeaza cu ajutorul Proteinelor de transport specializate*.
Srurile biliare (BA) se desfac din structura micelelor mixte i rmn n lumenul intestinal pentru a forma noi micele.
In prezena BA se absorb 97% din lipide,
In absena BA se absorb ~50%.
* Ex. de proteine de transport: Apolipoproteine - Apo A si Apo B; proteine microzomiale de transfer a trigliceridelor MTP.
1. Catabolismul LIPIDELOR
Acizii grasi (FA) si Monoacilglicerolii (MAG) sunt convertiti din nou (prin re-esterificare n interiorul reticulului endoplasmatic, in prezenta unor enzime specifice*) in Triacilgliceroli (TAG).
*Monoacilglicerol aciltransferaza MGAT i Diacilglicerol aciltransferazei DGAT.
Fosfolipidele (PLs) din alimentatie ct i cele sintetizate la nivelul bilei sunt de asemenea convertite n Triacilgliceroli (TAG).
Colesterolul (CL) alimentar este convertit la Esteri de colesterol (CE).
Triacilglicerolii (formati in reticulul endoplasmatic) impreuna cu Esterii de colesterol (CE), Fosfolipide (PL) i cateva Proteine hidrosolubile specifice (Apoproteine) formeaza particule complexe =
CHILOMICRONII (CM).
1. Catabolismul LIPIDELOR
Chilomicronii sunt eliberai din Enterocite prin Exocitoz, trec n LIMFA si ulterior n snge (unde persist ~6h).
Triacilgliceroli sunt transportati in circulaia sanguina sub forma de Chilomicroni.
In ENTEROCITE:
DIGESTIE
(Lumen intestinal)
ABSORBTIE
(Enterocite)
Micele mixte EMULSIE
TAG = Triacilgliceroli
DAG = Diacilgliceroli
MAG = Monoacilgliceroli
CL = Colesterol
BS = Saruri biliare
FA = Acizi grasi
PL = Fosfolipide
LPA = Acid lizofosfatidic
PA = Acid fosfatidic
CM = Chilomicroni
Lipaze
Fosfolipaze
Co-lipaze
CM
LIMFA
AGPAT = 1-acil-glicerol-3-fosfat aciltransferaza; MGAT = Monoacilglicerol aciltransferaza; DGAT = Diacilglicerol aciltransferaza; ACAT = acil-CoA : colesterol
aciltransferaza; MTP = proteine microzomiale de transfer a TAG.
A.
B.
Reprezentarea proceselor de DIGESTIE si ABSORBTIE
1. Catabolismul LIPIDELOR
Micele
mixte
Micele
mixte
DIGESTIE Stomac
Muschi
Ficat
Tesuturi grase
Distributie
Chilomicron
Enterocite
ORGANE SANGE LIMFA
Duoden
Jejun
Micele mixte Picatura de
LIPID
ABSORBTIE
Picatura de
LIPID
Chilomicron
Sumarizarea proceselor de DIGESTIE si ABSORBTIE ale LIPIDELOR
1. Catabolismul LIPIDELOR
Chilomicronii = particule
microscopice cu miezuri
mari de LIPIDE acoperite
de un invelis subtire de
PROTEINE.
Are loc n toate organismele.
La mamifere acest proces ANABOLIC se desfaoara in special n ficat, esutul adipos i glandele mamare.
FICATUL biosintetizeaza Triacilgliceroli (TAG).
In urma hidrolizei complete a Triacilglicerolilor n prezena enzimelor specifice (Lipaze), se obtin Acizi grasi liberi (FFA) si Glicerol:
Acizii grai rezultai sunt oxidai pentru a se obine energia necesar organismului.
Glicerolul este transportat la ficat sau rinichi (unde este transformat n intermediari necesari pentru alte cai metabolice).
Triacilglicerol (TAG) Acid gras (FA) Glicerol
Lipaza
2. Anabolismul LIPIDELOR
Reactiile anabolice =
necesita ENERGIE.
BIOSINTEZA Acizilor grai
Exista 3 modalitati de biosinteza a Acizilor grai:
2. Anabolismul LIPIDELOR
1. Biosinteza FA n citosol (in celulele ficatului, esutului adipos i al glandelor mamare), avnd drept precursor acetil-CoA.
2. Alungirea lanului FA n mitocondrii sau reticulul endoplasmatic;
3. Biosinteza Acizilor grai nesaturai n reticulul endoplasmatic (din celulele ficatului i ale esutului adipos).
In celulele mucoasei intestinale (Enterocite), Acizii grasi liberi (FFA) sunt re-
esterificati la Triacilgliceroli (TAG) si ulterior transportati prin vasele
limfatice in circulaia sanguina sub forma de Chilomicroni.
Etape ale metabolismului Acizilor grasi
2. Anabolismul LIPIDELOR
1. Acizii grai pui n libertate sunt transportai pe cale sanguina: fie legai de Albumina *, fie ca parte a Lipoproteinelor.
2. Acizii grai liberi sunt preluati n CELULE n principal de ctre transportatori specializati i transportati intracelular cu ajutorul unor proteine de legare (FABP = Fatty Acid Binding Proteins).
*Albumina reprezinta ~1/2 din cantitatea de proteine serice sanguine; solubilitatea maxim a acizilor grai n Albumina este foarte mica (~10 6M).
2. Anabolismul LIPIDELOR
2. Transportul intracelular al FFA
prin intermediul unor
proteine de legare (FABP = Fatty Acid Binding Proteins).
1. Legarea Acizilor
grasi liberi (FFA)
de Albumina
pentru transporul
pe cale sanguina
Oxidare
Esterificare (in reticulul
endoplasmatic)
3. Activarea
FFA Lipogeneza
Glucoza Glucoza FFA
Triacilgliceroli
Esteri de
colestrerol
Fosfolipide Glucoza poate fi si ea utilizata
pt. biosinteza de Acizi
grai (Lipogeneza), insa numai daca exista un
surplus de Glucoz in celula.
Metabolismul Acizilor grasi (FA)
Energie
Formarea ATP si
disiparea caldurii.
Acil-CoA
(ACBP = Acil CoA Binding Proteins)
Etape ale metabolismului Acizilor grasi
2. Anabolismul LIPIDELOR
3. Activarea Acizilor grai liberi FFA (Acil-CoA) cu ajutorul unei proteine de legare (ACBP = Acil-CoA Binding Protein) nainte de a fi transferati la:
Mitocondrii sau Peroxizomi (din celula, Slide 25) pentru reactii de b-oxidare (cu formare de energie ca ATP i cldur), sau la
Reticulul endoplasmatic pentru esterificare la diferite clase de lipide.
4. Acil-CoA sau anumiti Acizi grai liberi se pot lega la factori de transcriere care regleaz expresia genelor sau pot fi transformati n molecule semnal (ex: Eicosanoide).
Observatii:
Acetil-CoA este intermediarul cheie pentru metabolismul lipidelor (si cel al Glucidelor).
n Mitocondrie se mai formeaz Acetil-CoA la oxidarea b a Acizilor grai aflai sub forma de acil-CoA sau la degradarea unor aminoacizi.
Oxidarea b a acizilor grai are loc n mitocondrii (cu ajutorul co-enzimelor redox NAD+ si FAD), n timp ce bio-sinteza are loc n citosol (cu implicarea NADPH).
Oxidarea Acizilor grasi in mitocondrii (Facultativ)
2. Anabolismul LIPIDELOR
Componenta CELULEI:
1. Citoplasma
2. Nucleu
3. Membrana celulara
Celule eucariote: A. Celula animala. B. Celula vegetala
2. Anabolismul LIPIDELOR
Produsii polari ai digestiei Triacilglicerolilor (TAG) sunt:
Acizii grasi (FA) si 2-Monoacilglicerolii (MAG).
FA si MAG sunt eliberati din micelele mixte la suprafata
ENTEROCITELOR, traverseaza membrana plasmatica
si intra in celula:
FA sunt activati prin atasare la CoA, re-esterificati sub forma de 2-Monoacilgliceroli,
conducand in final la TAG;
TAG formati, in asociere cu alte lipide, sunt impachetate in particule complexe =
CHILOMICRONI;
Chilomicronii intra in LIMFA*.
*LIMFA = fluid extracelular care uzual este limpede, devine opac si alb cand contine chilomicroni.
TAG
Chilomicroni LIMFA
Microvilii
Enterocitelor
Produsi polari (Acizi grasi, Monoacilgliceroli)
Micele mixte
Saruri biliare
Saruri biliare
2. Anabolismul LIPIDELOR
SUMAR: Intrarea si metabolismul produsilor
polari (FA si MAG) in ENTEROCITE