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Universidad Nacional de Quilmes
Bioquímica de Alimentos
METABOLISMO
LIPIDOS
Mg. Anahí V. Cuellas
FUNCIONES
Estructural: Componentes esenciales de membrana
(fosfolípidos, glucolípidos). Forman las bicapas lipídicas
Mensajeros secundarios (1,2-DAG tiene características de
señalización celular).
Energética: Depósito de energía más importante de la célula
(triglicéridos).
Los triglicéridos son los principales sustratos energéticos,
almacenados en el citosol de las células del tejido adiposo.
CLASES DE LIPIDOS
COLESTEROL
HORMONAS
Lípidos saponificables
(contienen ácidos grasos)
Lípidos insaponificables
(no contienen ácidos grasos)
• Monoglicéridos, diglicéridos y
triglicéridos (grasas y aceites)
• Céridos (ceras)
• Fosfolípidos (lecitina)
• Glucolípidos
• Terpenos (mentol, vitamina E y K,
alcanfor, vainillina, eucalipto)
• Esteroides (colesterol, vitamina D,
hormonas sexuales y suprarrenales)
• Prostaglandinas
Los ácidos grasos son más ricos en energía que el glucógeno, porque son
moléculas más reducidas. La combustión de 1 gr de grasa produce más calorías
(9 Kcal) que 1 gr de azúcar (4 Kcal)
Los ácidos grasos se acumulan como triglicéridos de
forma prácticamente anhidra
Almacenar energía en forma de ácido graso
es 5 o 6 veces más eficiente
que en forma de glucógeno.
Molécula de glicerol unida a uno,
dos o tres ácidos grasos.
El glicerol es un alcohol de tres carbonos
Contenido de ácidos grasos en aceites y grasas comestibles
Aproximadamente los
triglicéridos suministran el 40%
o mas del total de energía
requerido diariamente por los
seres humanos en países
industrializados
Fuentes de ácidos grasos
Grasas de la dieta El 90% de los lípidos
son triacilgliceroles (TG), otros
fosfolípidos (PL), otros colesterol (C) y
ésteres del colesterol (EC).
Grasas almacenadas en la célula, en
forma de gotículas de lípidos, en forma
de TG. Estos se hidrolizan y sintetizan
continuamente, por lo que cuando falta
glucosa, se usan como sustrato
energético
Grasas que son sintetizadas en un órgano y se
exportan a otro
Grasas de la dieta.
Antes de poder ser absorbidos a través de la pared
intestinal los triglicéridos que están en forma de partículas
macroscópicas insolubles de grasa, deben convertirse en
micelas microscópicas, finamente dispersadas
HIGADO
ESTOM AGO
VESICULA
BILIAR
SALES BILIARES
(emulsificadoras)
PANCREAS
INTESTINO DELGADO
Triacilgliceroles transportados a través
del torrente sanguíneo mediante
Lipoproteínas de muy baja densidad
TEJIDO
ADIPOSO
contiene enzimas hidrolíticas del
páncreas
Alm acenam iento
en form a de
triacilgliceroles
Triacilgliceroles transportados
a través del torrente sanguíneo
mediante quilomicrones
Ácidos grasos asociados a
la albúmina
M USCULO
HIGADO
CORAZO N
La separación y emulsificación de los lípidos comienza en la boca por masticación y
acción de lipasa lingual.
En el estomago aún a pH 2-5 sigue actuando esta lipasa.
Aumento del grado de dispersión de la emulsión por los
péptidos.
Liberación en el intestino de sales biliares
Aumenta la fracción de lípidos
accesibles a la acción de las lipasas
que se encuentran en el intestino
Las sales biliares son compuestos anfipáticos y actúan como
detergentes biológicos, más abundantes son derivados de colesterol
La incorporación de los lípidos a las micelas orienta los enlaces éster
de los lípidos hacia la superficie de la micela, logrando que sean
accesibles a la digestión por parte de lipasas pancreáticas (que se
encuentran en forma soluble).
Micelas mixtas de
ácidos biliares y
triacilgliceroles
Una vez dentro de la mucosa intestinal se vuelven a unir
formando triglicéridos y se empaquetan junto con el
colesterol de la dieta y proteínas especificas formando
agregados lipoproteicos.
La parte proteica de las lipoproteínas actúan como punto de
reconocimiento por parte de los receptores de membrana. Una vez en la
sangre son usados por 2 tipos de células, las hepáticas y los adipocitos
La composición de TG, en algunos
casos llega hasta el 95%.
La superficie está cubierta por una capa de fosfolípidos, con los grupos
de las cabezas polares hacia la fase acuosa. Los triglicéridos
secuestrados en el interior representan mas del 80 %.
A PO L IPO PR O T E IN A S
Estructura
del
Quilomicrón
C O L E ST E R O L
FO S FO L IPID O S
T R IA C IL G L IC E R ID O S
E ST E R E S D E
C O L E ST E R O L
La Ateroesclerosis
es una alteración
patológica de las arterias caracterizada por un
estrechamiento de su lumen, engrosamiento y
pérdida de la elasticidad de la pared celular
Cuando la suma de colesterol
sintetizado, mas el de la
dieta, supera la cantidad
requerida, se desarrollan en
el hombre acumulaciones
patológicas y obstrucción
La ateroesclerosis, esta
ligada a altos niveles
de colesterol ligado a
la LDL
Empleo de triglicéridos almacenados - Tejido adiposo.
Si la [Glu] sanguínea es baja, se secreta adrenalina, noradrenalina y
glucagón, que se unen a receptores específicos de la membrana plasmática
Receptor
7TM
Hormona
Adenilatociclasa
ATP
Los AG difunden
desde los
adipositos a la
sangre donde se
unen a la
albúmina sérica.
cAMP
ProteinQuinasa
Otras
Lipasas
ProteinQuinasa
Diacilglicerol
Triacilglicerol
lipasa
Triacilglicerol
lipasa
Triacilglicerol
Degradación de ácidos grasos
1-Movilización de triglicéridos.
2- Introducción de los ácidos grasos en el orgánulo donde
se degradarán (sólo en la mitocondria).
3- Degradación de la molécula de ácidos grasos (boxidación de los ácidos grasos).
O
CH3 CH2 CH2 C
Cω
Cβ
Cα
C1
O-
Los triglicéridos se degradan a ácidos grasos y
glicerol, que se liberan desde el tejido adiposo y
se transportan a los tejidos que requieren
energía
Hormona
Receptor
I
MATRIZ CARNITINA
Proteína
transportadora
Acil-CoA
CoA SH
Carnitina
Aciltransferasa
II
Adenitalto cilclasa
II
Acil
Carnitina
ADIPOCITO
Durante su degradación, los ácidos
grasos se descomponen de manera
secuencial en Acetil-CoA, que luego se
procesa en el ciclo del ácido cítrico. Los
electrones derivados de las fases I y II,
se transfieren a la cadena respiratoria.
FASE 1
MEMBRANA
INTERNA
cAMP
β –oxidación
ATP
Proteina quinasa
8 Acetil-CoA
Ácidos grasos
ESPACIO
INTER
MEMBRANA
Triacilglicerol lipasa
CARNITINA
Acil
Carnitina
Acil-Co A
sintetasa
Ciclo del
Ácido cítrico
CARNITINA
Glicerol
Acil-CoA
Carnitina Aciltransferasa II
Albúmina
Serica
TORRENTE
SANGUINEO
ATP
CO2
Transportador
De
Ácidos grasoa
FASE 2
β –oxidación, Krebs
Cadena respiratoria
MIOCITO
Ácido
graso
MEMBRANA
EXTERNA
CITOSOL
Los ácidos grasos deben activarse y
transportarse al interior de la mitocondria
para su degradación. La entrada de los
ácidos grasos en la mitocondria, es el paso
limitante de la velocidad de oxidación de
los mismos.
FASE 3
Cadena respiratoria
(de transferencia
electrónica)
III
El 95 % de la energía biológicamente disponible de los triacilglicéridos
reside en sus tres ácidos grasos de cadena larga, la parte del glicerol
solo contribuye con el 5% de energía.
Oxidación de ácidos grasos
Primera etapa: Activación y transporte al interior de las mitocondrias
ADENOSIN A
Para que los ácidos grasos que
se encuentran en el citosol
puedan entrar en la
mitocondria deben sufrir una
serie de tres reacciones
enzimáticas
ATP
Ácido graso
Acil graso-CoA
sintetasa
ADENOSINA
Acil graso-adenilato
(ligado a enzima)
Pirofosfato
Pirofosfato inorgánico
hidrolasa
Acil graso-CoA
sintetasa
Acil graso-CoA
∆G o > = - 33,4 kJ/mol
∆G o > = 0,9 kJ/mol
(Para el proceso en dos pasos)
Segunda etapa: transporte dentro de la mitocondria.
ESPACIO
INTER
MEMBRANA
CITOSOL
Carnitina
MATRIZ
Carnitina
Aciltransferasa II
Carnitina
Carnitina
Carnitina
Carnitina
Aciltransferasa I
TRANSPORTADOR
Deficiencia en carnitina: ligeros calambres musculares hasta debilidad
severa o incluso muerte.
Deficiencia en carnitina aciltransferasa: síntomas de debilidad
muscular durante el ejercicio prolongado, (el músculo depende de los
ácidos grasos como fuente de energía a largo plazo
Palmitoil-CoA
Tercera etapa: β-oxidación.
Acil-CoA
deshidrogenasa
Trans-∆ 2Enoil-CoA
Enoil-CoA
hidratasa
β-Hidroxiacil-CoA
deshidrogenasa
L-β-Hidroxiacil-CoA
1. Oxidación por FAD.
2. Hidratación
3. Oxidación por NAD+
4. Tiolisis por CoA
C 14
A c e t i l- C o A
C 12
A c e t i l- C o A
C 10
A c e t i l- C o A
C8
A c e t i l- C o A
C6
A c e t i l- C o A
C4
A c e t i l- C o A
β-Cetoacil-CoA
Acetil-CoA
acetiltransferasa
(tiolasa)
(C 14 ) Acil-CoA
(miristoil-CoA)
acetil -CoA
A c e t i l- C o A
Balance: si el ácido graso tiene número par de átomos
de C sólo quedará acetil-CoA. Si hubiera sido el
palmitato (16 C):
Oxidación de ácidos grasos de cadena
Impar.
Esta unidad activada de tres carbonos
del propionil-CoA entra en el ciclo del
ácido cítrico mediante su conversión a
succinil-CoA
L in o le o il- C o A
c is ∆ 9 , c is ∆ 1 2
Β -o x id a c ió n
( tr e s c ic lo s )
E n o li -C o A
iso m e ra s a
Β -o x id a c ió n
( u n c ic lo y la
p rim e ra
o x id a c ió n d e l
s e g u n d o c ic lo )
2 ,4 -d ie n o i lC o a re d u c ta s a
E n o il-C o A
iso m e ra s a
Β -o x id a c ió n
( c u a tr o c ic lo s )
5 A c e til-C o A
Oxidación de
ácidos grasos
insaturados.
La mayoría de las
reacciones son las
mismas que para los
ácidos grasos saturados,
son necesarios solamente
un par de enzimas
adicionales, una
isomerasa y una
reductasa para
manipular los dobles
enlaces.
Metabolismo de los cuerpos cetónicos
G o t íc u la s d e líp id o
H E P A T O C IT O
A c e to a c e ta to , β h id r o x o b u t ir a t o , a c e t o n a
F o r m a c ió n d e
cu erp o s
c e tó n ic o s
Á c id o s
g ra so s
L o s c u e r p o s c e tó n ic o s s e
e x p o r ta n p a r a s e r v ir d e
c o m b u s tib le a l c o r a z ó n ,
m ú s c u l o e s q u e lé tic o ,
r iñ ó n y c e r e b r o
A c e t il- C o A
Β -o x id a c ió n
O x a la c e t a t o
C ic lo d e
K reb s
G lu c o n e o g e n e s is
G lu c o s a
L a g lu c o s a s e e x p o r ta
p a r a s e r v ir d e
c o m b u s tib le a te j id o s
c o m o e l c e re b ro
El acetil-CoA formado en la
oxidación de los ácidos grasos sólo
entra en el ciclo del ácido cítrico si la
degradación de las grasas y los
carbohidratos están
adecuadamente equilibrados
2 A c e ti l-C o A
tio la s a
A c e ti l-C o A
H M G -C o A
s in ta s a
A c e t il- C o A
Cuerpos Cetónicos.
Β -H id r o x i -β - m e ti lg lu ta r i l-C o A
( H M G -C o A )
H M G -C o A
lia s a
A c e to a c e ta to
En situaciones de
inanición o diabetes, se
desvía para formar
A c e ti l-C o A