Bolilla 5 Metabolismo de los lípidos

- Digestión y absorción de lípidos.

-Transporte de lípidos.

-Degradación de Ácidos Grasos. -Cuerpos cetónicos.

-Biosíntesis de lípidosMetabolismo del colesterol.

Regulación molecular.

LAS HORMONAS ACTIVAN LA MOVILIZACIÓNN DE TRIGLICERIDOS

ALMACENADOS

-Cuando existe necesidad de energía metabólica se movilizan las reservas

de TG almacenadas en el tejido adiposo.

-Así se transportan hacia los tejidos: músculo esquelético, corazón, corteza

renal.

-En estos órganos los ácidos grasos de los TG se oxidan para producir Energía.

AdrenalinaGlucagón

Hipoglucemia

Lipasa Hormona Sensible

Degradación de Ácidos Grasos

-Los AG cubren hasta el 40% de las necesidades totales de combustible en

una dieta normal.

-En períodos de ayuno o durante la hibernación en ciertos animales, los AG

son la única fuente de energía.

DEGRADACIÓN DE LÍPIDOSβ-Oxidación de Ácidos Grasos

Ocurre en tejidos como: Hígado, músculo esquelético, corazón, riñón, tejido adiposo, etc.

Comprende la oxidación del carbono β del ácido graso.

Se lleva a cabo en las MITOCONDRIAS. Antes debe ocurrir:

1. Activación del ácido graso (requiere energía en forma de ATP)

2. Transporte al interior de la mitocondria

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1) Activación del ácido graso

Ocurre en el Citosol.

La reacción es catalizada por la TIOQUINASA o Acil CoA sintetasa.

El pirofosfato es hidrolizado por una PIROFOSFATASA (esto hace que la reacción sea irreversible)

R CH2 CH2 C

O

OH

+

CoA SH

ATP

AMP + PPi

Mg++TIOQUINASA

R CH2 CH2 C

O

S CoA

Acil CoA

2 PiPirofosfatasa

B- hidroxi-trimetil amonio-butirato

contratransportador

β- Oxidación de Ac. Grasos

Los AG de cadena larga son procesados por las mismas 4 etapas cíclicas.

Por ciclo, se eliminan por oxidación sucesiva, 2 carbonos a partir del extremo carboxílico.

Se produce una molécula de Acetil-CoA en cada ciclo.

El acetil-CoA producido entra en el ciclo de Krebs para producir energía, oxidándose a CO2 y H2O.

Acil-CoA del paso

de activación

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Acil-CoA del paso de activación

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•En cada ciclo se pierden 2 átomos de C en forma de Acetil-CoA.•Para degradar completamente un AG de 16 C hacen faltan 7 ciclos de β-Oxidación.

Nº de ciclos = (nº de C) – 1 2

•En cada ciclo se produce 1 molécula de FADH2 y otra de NADH +H:

FADH2= 1,5 ATP

NADH+H= 2,5 ATP

BALANCE ENERGÉTICO PRODUCCIÓN DE ATP EN LA BETA- OXIDACIÓN

7 MOLÉCULAS DE FADH2 2 ATP X 7 = 14 ATP

7 MOLÉCULAS DE NADH 3 ATP X 7 = 21 ATP

SUBTOTAL 35 ATP

8 MOLECULAS ACETIL CoA 12ATP X 8 = 96 ATP

SUBTOTAL = 131 ATP

OXIDACIÓN DE PALMITATO A PALMITOIL CoA = - 2 ATP

TOTAL 129 ATP

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INTERRELACION CON EL CICLO DE KREBS

•Los acetilos formados en la -OXIDACIÓN ingresan al CICLO DE KREBS para su oxidación total a CO2.

•Los NADH y FADH2 producidos en el CICLO DE KREBS forman ATP en la mitocondria (FOSFORILACIÓN OXIDATIVA)

Energía disipada como calor

Un nivel elevado de grasas en la dieta produce aumento de la actividad oxidativa en el peroxisoma.Esta organela no tiene las enzimas para degradar acetil CoA a CO2 .

Mitocondria

Regulación de utilización de sustrato en la oxidación de ácidos grasos

-Diferentes mecanismos reguladores evitan el gasto excesivo de sustratos y energía.

-En el caso de la oxidación de los ácidos grasos, la célula posee mecanismos que permiten activar ó inhibir distintas vías relacionadas

a fin de proveer las necesidades de la célula y no más, según los diferentes estados metabólicos de la misma.

deshidrogenasa

La entrada de los AG a la mitocondria es la etapa limitante de la oxidación

Regulación de utilización de sustrato en la oxidación de ácidos grasos

Durante la combustión completa de un AG se produce gran cantidad de agua, que deriva de las reacciones de fosforilación asociadas. Así, los camellos obtienen agua por degradación de sus reservas grasas.

El oso pardo hiberna por períodos de hasta 7 meses.Mantiene su temperatura corporal cercana a la normal.Consume 6000Kcal/día durante la hibernación.

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CUERPOS CETÓNICOS Son compuestos derivados de acetil CoA que al no entrar

al ciclo de Krebs son convertidos en cuerpos cetónicos. El hígado es el principal productor ya que posee todas las

enzimas necesarias. Es incapaz de usarlos como combustible.

Los órganos que los usan son: cerebro, músculo esquelético, corazón y otros.

Solo se usan como fuente de energía en situaciones metabólicas especiales. Ej.: Diabetes, ayuno prolongado, dieta grasa.

El aumento de estos provoca Acidosis Metabólica. La cetogénesis se produce en las mitocondrias hepáticas.

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Formación de Cuerpos Cetónicos Cetogénesis

Después de la degradación de los AG, Acetil-CoA es oxidado en el Ciclo de Krebs.

Para esto es necesaria la presencia de oxalacetato (1er intermediario del ciclo de Krebs).

Si la cantidad de este es insuficiente, las unidades de acetil-CoA son utilizadas mediante una vía alternativa en la que se producen los Cuerpos Cetónicos

Estos compuestos se forman principalmente en el hígado, a partir de acetil-CoA mediante una serie de etapas.

H3C C

O

CH3

acetona

H3C C

O

CH2 C

O

O-

acetoacetato

H3C CH

OH

CH2 C

O

O-

3-OH-butirato

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CETOGENESIS

1. El 1er paso es la inversa de la última etapa de la -oxidación.

2. Acetoacetil- CoA se condensa con otro acetil-CoA para dar HMG-CoA.

3. El HMG-CoA se rompe formando acetoacetato y Ac-CoA.

4. El Acetoacetato puede originar los otros cuerpos cetónicos.

Precursor

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UTILIZACIÓN DE LOS CUERPOS

CETÓNICOS

Los tejidos extrahepáticos utilizan cuerpos cetónicos como fuente de energía.

Acetil CoA dentro de la célula ingresa al ciclo de Krebs para obtener energía.

Ocurre en tejidos EXTRAHEPÁTICOS

Ausente en hígado

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Formación y exportación de cuerpos cetónicos

• Los cuerpos cetónicos se forman y exportan desde el hígado.

• En condiciones energéticamente desfavorables (diabetes, inanición), oxalacetato deriva hacia la gluconeogénesis, para liberar glucosa a la sangre.

• El ciclo de Krebs trabaja muy lentamente.

Gotas de lípidos

Hepatocito

Acetoacetato y -hidroxi- butirato exportados como energía para: corazón, músculo, riñón y cerebro.

Glucosa exportada como combustible para cerebro y otros tejidos.

En las personas sanas la producción de acetona es muy baja.

Aumenta significativamente en las personas diabéticas no tratadas.

Al ser un compuesto volátil la acetona se elimina a través de la respiración y por orina confiriendo un olor característico que permite diagnosticar esta patología.

Cetólisis: el hígado no puede degradar los cuerpos cetónicos ya que no posee la enzima TIOQUINASA O CETOACIL -COA TRANSFERASA para activarlos.

Cuando se produce un desequilibrio entre la CETOGÉNESIS y la CETÓLISIS ocurre lo que se denomina CETONEMIA, que en condiciones normales es baja.

Hay situaciones como en la diabetes y en el ayuno prolongado, en las cuales este equilibrio se altera.

Existe incapacidad para metabolizar glucosa, por lo que es necesario obtener energía de los ácidos grasos.

Esta situación de estrés fisiológico se llama Acidosis metabólica, Cetosis o Cetoacidosis, que generalmente lleva al coma y muerte.