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Prof. Leonardo Gaete G.

Alimento % carbohidratos % grasas % proteínas

Harina de trigo 70% 1% 11%

Pan 52% 1% 8%

Legumbres 52% 2% 24%

Papas 20% 0% 2%

Frutas 10% 0% 1%

Repollo 7% 0% 2%

Leche de vaca 5% 4% 3%

Carne grasa 1% 37% 15%

Carne magra 1% 2% 20%

Huevos 0% 12% 13%

La ingesta diaria incluye alrededor de 60 a 150 g de triacilgliceroles

(TAG), 200 a 500 mg de colesterol (libre y esterificado) y 2 a 3 g de

fosfolípidos

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Biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmentetambién oxígeno. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre. Songeneralmente insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos, como éter,cloroformo y benceno.

FUNCIONES

Reserva. Son la principal reserva energética delorganismo. Un gramo de grasa produce 9,4kilocalorías/gr.

Estructural. Forman las bicapas lipídicas de lasmembranas. Recubren órganos y le danconsistencia, o protegen mecánicamente como eltejido adiposo de pies y manos.

Biocatalisis. Favorecen o facilitan las reaccionesquímicas que se producen en los seres vivos.Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, lashormonas esteroideas y las prostaglandinas.

Transporte. El tranporte de lípidos desde elintestino hasta su lugar de destino se ralizamediante su emulsión gracias a los ácidos biliaresy a los proteolípidos.

1. Lípidos saponificables (contienen ácidos grasos)

A. Simples: Formados tan sólo por C, H y O.

Acilglicéridos: Formados por lípidos simples unidos a Glicerol(glicerina), pueden ser mono (MAG), di (DAG) o triglicéridos (TAG). LosTAG, a diferencia de las proteínas y glúcidos, son las únicas moléculasalmacenadas en células especializadas, los adipocitos, queconstituyen el tejido adiposo, ampliamente distribuído en todo elorganismo.

Ceras: ácidos grasos de cadena larga unidos a alcoholes también decadena larga. Son sólidos totalmente insolubles en agua.

B. Complejos: además de carbono, hidrógeno y oxígeno poseen tambiénnitrógeno, fósforo, azufre o un glúcido. Son las principales moléculasconstitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que tambiénse llaman lípidos de membrana.

Fosfolípidos: Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico ensu zona polar. Son las moléculas más abundantes de la membranacitoplasmática.

Glicolípidos: se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentranformando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas lascélulas, especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa dela membrana celular, en donde realizan una función como receptoresde moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.

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2. Lípidos insaponificables (no poseen ácidos grasos)

A. Terpenos: moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones comoesencias vegetales (ej. Mentol, limoneno, alcanfor, eucaliptol, vainillina),

vitaminas (ej. A,E,K) y pigmentos vegetales (ej. carotina y xantófila).

B. Esteroides: derivan del esterano y pueden ser esteroles (ej. colesterol yvitamina D) u hormonas esteroideas como las hormonas suprarrenales y las

hormonas sexuales.

C. Prostaglandinas: están constituídas por 20 átomos de carbono que formanun anillo ciclopentano y dos cadenas alifáticas. Participan en la producción desustancias que regulan la coagulación de la sangre y cierre de las heridas, laaparición de la fiebre como defensa de las infecciones, la reducción de lasecreción de jugos gástricos. Funcionan como hormonas locales.

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Moléculas anfipáticas formadas por una larga cadena hidrocarbonada lineal(hidrofóbica) con par de átomos de carbono y un grupo carboxilo(hidrofílico). Son solubles tanto en solventes polares como apolares.

Existen alrededor de 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dosgrupos :

· Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre losátomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) .

· Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en sucadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en loslugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, undoble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).

Reservas energéticas

Hidrólisis de triacilgliceroles y su regulación

b-oxidación de ácidos grasos

Concepto de lipólisis

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Reserva Energética de Individuo de 70 Kg de Peso

TIPO DE RESERVA

ENERGÉTICAMASA (KGS)

TIEMPO DE

DURACIÓN DE LA

RESERVA

2.- Glucógeno

Hepático

Muscular

1.- Triacilgliceroles

Tejido adiposo

ENERGÍA (CAL)

3000.075

0.350

15 141.000

12 horas

12 semanas

3.- Proteínas

(principalmente

músculos)

6 24.000

PQ-A (poco

activa)

PQ-A

(activa)

TAG LIPASA

(poco activa)

TAG LIPASA

(activa)

P

ATP

ADP

GDP

a

bg

GTP GDP + g b

GTP

a

AC

ATP AMPc (C)

(R)

(R)

TAG DAG

AG

MAG

AG AG

Glicerol

H2O

Pi

fosfoproteína

fosfatasa

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H3C-(CH2)14-COO- ( palmitato)

H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-CoA

ATP

CoA

AMPPPi

H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-Carnitina

H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-CarnitinaH3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-CoA

H3C-(CH2)12-CH=CH-CO-CoA

H3C-(CH2)12-CHOH-CH2-CO-CoA

H3C-(CH2)12-CO-CH2-CO-CoA

H3C-(CH2)10-CH2-CH2-CO-CoA CH3-CO-CoA

(Etapa limitante)

Nuevo ciclo

Acil-CoA

sintetasa

TranslocasaCarnitina

aciltransferasa II

Acil-CoA deshidrogenasa

Enoil-CoA hidratasa

b-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa

Tiolasa

Carnitina

aciltransferasa I

Carnitina

FADH2

FAD

H2O

NADH

NAD+

CoA

CoA

2CO2

CICLO DE

KREBS

CoA

BETA OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS DE CADENA IMPAR

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BIOSINTESIS DE CUERPOS CETÓNICOS

Biosíntesis de los cuerpos cetónicos

Conversión de los cuerpos cetónicos en acetil-CoA

Regulación de la síntesis de cuerpos cetónicos

Regulación del metabolismo de TAG y cuerpos cetónicos

CH3-(CH2)n-CH2-CO-CoA

CH3-CO-S-CoA

CH3-CO-CH2-CO-S-CoA

CH3-CHOH-CH2-CO-S-CoA

CH2-COO-

CH3-CO-CH2-COO- + CH3-CO-S-CoA

CH3-CO-CH3

b-oxidación

tiolasa

HMG-CoA sintasa

HMG-CoA liasa

b -hidroxibutirato

deshidrogenasa

acetoacetato

descarboxilasa

+ CH3-CO-S-CoA

+ CH3-CO-S-CoA

acil-CoA

acetil-CoA

acetoacetil-CoA

3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA

acetoacetato

b-hidroxibutirato acetona

CoA-SH

CoA-SH

H2O

NADH

NAD+

CH3-CHOH-CH2-COO-

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de transporte de grupos acetilo en forma soluble.

La síntesis de CC ocurre en la mitocondria del hepatocito y

Los CC son una fuente de rápida disposición de energía en

tejidos extrahepáticos, debido a que constituyen un modo

aumenta cuando baja la disponibilidad de glucosa y por

lo tanto, la lipolisis en el tejido adiposo y el nivel de ácidos

grasos plasmáticos están aumentados.

Los precursores de los CC son el acetil-CoA y el acetoacetil-CoA

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b-hidroxibutirato

deshidrogenasa

extrahepáticos el acetil-CoA es oxidado en el ciclo de Krebs.

El equilibrio entre b-hidroxibutirato y acetoacetato es controlado por

la razón NADH/NAD+ mitocondrial. Posteriormente en los tejidos

a) Transformación de b-hidroxibutirato en acetoacetato

b-hidroxibutirato + NAD+ acetoacetato + NADH

b) Activación del acetoacetato

acetoacetato + succinil-CoA acetoacetil-CoA + succinato

b-cetoacil CoA

transferasa

b) Conversión del acetoacetil-CoA en acetil-CoA

acetoacetil-CoA + 2 CoA-SH 2 acetil-CoAtiolasa

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Reacción catalizada por acetil-CoA carboxilasa

Biosíntesis de ácidos grasos

Efectos de insulina y glucagón sobre

Biosíntesis de triacilgliceroles

Efecto de la insulina sobre el tejido adiposo

Regulación de la lipogénesis

metabolismo de ácidos grasos

Acetil-CoA + HCO3- + ATP Malonil-CoA + ADP + PiHCO3-

Biotina

carboxilasa

Proteína

transportadora

de Biotina (B7)

Acetil-CoA

O C

O-

O C

O-

CH2

O

C S-CoA Transcarboxilasa

Malonil-CoA

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carbohidratos

de la dietaGLUCOLISIS

piruvato

citratocitrato liasa

ATP CoA

acetil-CoAacetil-CoA

carboxilasa

ATP HCO3-

malonil-CoA

SH

SH

ACP

CH3-CO-S

SHacetil-CoA-ACP

transacetilasa

CH3-CO-S

-OOC-CH2-CO-S

Malonil-CoA-

ACP transferasa

1

2

3

H3C-CO-CH2-CO-S

SH

b-ceto-ACP

sintasa

4

H3C-CHOH-CH2-CO-S

SH

5

H3C-CH=CH-CO-S

SH

H2O

H3C-CH2-CH2-CO-S

SH

6

Enoil-ACP

reductasa

NADP+

NADPH

7

H3C-CH2-CH2-CO-S

SH

CO2

T

CAT I CAT II

carnitina

acil-carnitina

acil-CoA

CoA

acil-carnitina

carnitina

CoA

acil-CoA

MATRIZ MITOCONDRIALESPACIO INTERMEMBRANA MEMBRANA INTERNA

acetil-CoA + CO2 + ATP

acetil-CoA

carboxilasa

malonil-CoAácido graso sintasa

AG

INSULINA

GLUCAGÓN

+

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H2C-O- P

H2C-OH

HO-CH

H2C-OH

C=O

H2C-O- P

H2C-O-CO-R1

HO-CH

H2C-O- P

H2C-O-CO-R1

R2 -CO-O-CH

H2C-O- P

H2C-O-CO-R1

R2 -CO-O-CH

H2C-OH

H2C-O-CO-R1

R2 -CO-O-CH

H2C-O-CO-R3

H2C-OH

R2-CO-O-CH

H2C-OH

GLUCOLISIS

NADHNAD+

ATP ADP

Acil-CoA

CoA

CoA

Acil-CoA

H2O Pi

Acil-CoA CoA

Acil-CoA

CoA

glicerolquinasaglicerol-3P-

deshidrogenasa

1-acilglicerol-3P-

aciltransferasa

glicerol-3P-

aciltransferasa

fosfatidato

fosfohidrolasa

Monoacilglicerol

aciltransferasa

diacilglicerol

aciltransferasa

P

ATP ADP

quinasa

fosfoproteína

fosfatasa

ENZIMA FOSFORILADAENZIMA DESFOSFORILADA

(Mayor actividad) (Menor actividad)

• piruvato quinasa

• piruvato deshidrogenasa

• acetil-CoA carboxilasa

Pi H2O

INSULINA

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GLUT- 4glucosa

sanguíneaglucosa

glucosa-6-P

dihidroxiacetona-P

piruvato

acetil-CoA

malonil-CoA

ácidos grasos

quilomicrones

TAG (dieta)

VLDL

TAG (hígado)

lipoproteína

lipasa

CoA

acil-CoA

glicerol-3-P

TAG

+

+

+

+

NADH

NAD+

piruvato

deshidrogenasa

acetil-CoA

carboxilasa

LIPOGÉNESIS EN EL HÍGADO

glucógeno

tejido adiposo, intestino delgado y glándula mamaria).

Regulada por citrato y niveles de insulina y glucagón.

La lipogénesis incluye la biosíntesis de ácidos grasos y su

esterificación con glicerol-3-P para formar TAG (hígado,

glucosa en exceso

glucosa-6-P PEP piruvato acetil-CoA malonil-CoA

ácido palmítico

otros ácidos grasos

piruvato quinasa1

1

piruvato deshidrogenasa2

2

acetil-CoA carboxilasa3

3

ácidos grasos sintasa4

4

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Biosíntesis del colesterol

Regulación de la síntesis de colesterol a nivel hepático

2CH3-CO-SCoA CH3-CO-CH2-CO-SCoA + CH3-CO-SCoA -OOC-CH2-COH-CH2-CO-SCoA

CH3

-OOC-CH2-COH-CH2- CH2-OH

CH3

CH2=C-CH2- CH2-O-PO3-P03-

CH3

2NADPH

2NADP+

CoA-SH

3ATP

3ADP + Pi

Acetil CoA Acetoacetil CoA HMGCoA

Colesterol

Ester de Colesterol

Escualeno

Isopreno

Mevalonato

Tiolasa

HMGCoA

sintasa

HMGCoA

reductasa

acil-CoA-colesterol

acil transferasa

OH

CH3-(CH3 )7 -CH=CH-(CH3 )7 -CO-O

CoA-SH

CO2

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SRE

DNA

Retículo

endoplásmico

liso

NÚCLEOCITOSOL

mRNA

transcripción

mRNA

traducción

HMG-CoA

reductasa (activa)

HMG-CoA

reductasa (inactiva)

H2O Pifosfoproteína

fosfatasa

ATPADP

proteína

quinasa

HMG-CoA Ácido mevalónico

Colesterol

SREBP

ruptura

proteolítica

SREBP

P

COLESTEROL

GLUCAGÓN

+

INSULINA

+

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Condición Insulina/Glucagón Lipogénesis Lipolisis Cetogénesis

Alimentado

Ayunado

Diabético

(>insulina)

(> glucagón)

(< insulina)

Aumentada

(-)

(-)

(-)

Aumentada

Muy aumentada

Aumentada

Muy aumentada

Fisiológica

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LIPOPROTEINAS

Apoproteínas: A,B,C,E.

Triacilgliceroles y ésteres de colesterol

Fosfolípidos

Colesterol no esterificado

Quilomicrones: transportan TAG exógenos (provenientes de la dieta) desde el intestinohacia los tejidos muscular y adiposo.VLDL: transportan TAG endógenos desde el hígado hacia los tejidos muscular y adiposo.IDL: productos del metabolismo de VLDL o precursores de LDLLDL: transportan colesterol hacia tejidos (utilización) e hígado (metabolismo)Lp(a): composición similar a LDLHDL: captan colesterol desde las células (recambio y muerte celular) y lo transportan alhígado.

Colesterol no esterificado

Apoproteína B100

Fosfolípidos

Ésteres de colesterol

Triacilgliceroles (TAG)

Ésteres de colesterol

Colesterol no esterificado

Fosfolípidos

ApoproteínasLIPOPROTEÍNA

LDL

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ENFERMEDADES DEL METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS

ENFERMEDADANOMALÍA FRECUENCIA

BASE METABÓLICA IMPLICANCIAS

Hipercolesterolemia

familiar LDL elevadas1 en 500

(dominante)

Deficiencia del

receptor de LDL

Factor de riesgo

de aterosclerosis

Hipertrigliceridemia

familiarVLDL elevadas

1 en 100

(dominante)

Dudosa, producción

excesiva de TAG,

VLDL, falla de LPL

¿Factor de riesgo

independiente para

aterosclerosis?

Hiperlipidemia

combinada familiar

LDL y/o VLDL

elevadas

1 en 100

(dominante)

Dudosa, producción

excesiva de apo B100

Factor de riesgo

de aterosclerosis

Disbetalipoprotei-

nemia familiar

b-VLDL e IDL

elevadas1 en 5.000

(recesiva)

aclaramiento

de residuos, falla

en fijación apo E

Factor de riesgo

de aterosclerosis

Deficiencia familiar

de lipoproteína lipasa

QM y VLDL

elevadas

Rara

(recesiva)

Deficiencia LPL

o apo CII

Pancreatitis

aguda

Hipoalfalipo-

proteinemiaReducción de HDL

1 en 200

(dominante)

Desconocida, rara

vez defic. apo AI/CIIIFactor de riesgo

de aterosclerosis

CAUSADAS POR DEFECTOS DE UN SÓLO GEN

LIPOPROTEICA (HERENCIA) CLÍNICAS

Electroforesis de lipoproteínas

Acrilamida Ultracentrifugación Agarosa

Origen Quilomicrón Origen

VLDL VLDL

Beta beta

LDL pre beta

Alfa

HDL alfa

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REL RER

MICELAS

TAG

Col FL

AI

AII AIV

B48

APOPROTEÍNAS

QM

naciente

Golgi

Vesículas

secretoras

QM Linfa

Conducto

torácico

Circulación

sanguínea

REL RER

MICELAS

TAG

Col FLCI

CII CIII

B100

APOPROTEÍNAS

VLDL

naciente

Golgi

Vesículas

secretorasVLDL

E

ENTEROCITO HEPATOCITO

QMr

E

B48

LDL

B100

LPL

IDL

E

B100

VÍA EXÓGENA

VÍA ENDÓGENA

QMA

B48

CII

VLDL

CII

B100

LPL

LPL

LPL

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TAG CII

TAG CII

LRP

R-LDL

EC

B48

E

EC

B100

E

EC B100

ECB100

EC

Lipasa

ácida

Colesterol

Lipoproteína

lipasa

DIGESTIÓN INTRACELULAR DIGESTIÓN EXTRACELULAR

TAG

CO2 + H2O

AGL

AGL

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LCAT

HDL HDLHDL

VLDLIDLLDL

TAG TAG TAG

C E T P

EC EC EC

SR-BI

Xantelasma: Placas aterciopeladas

(planas y amarillas) que se desarrollan

inicialmente en la porción medial del

párpado superior. Pueden afectar ambos

párpados y localizarse alrededor de los

ojos. Histológicamente son similares a

los xantomas. No es raro, además, que

representen un fenómeno cutáneo

localizado y aislado, sin alteraciones

sistémicas en el metabolismo

lipoprotéico.

Arco corneal: Depósito de material

lipídico, fundamentalmente ésteres

de colesterol, a nivel de la córnea.

Su aparición en edades inferiores a

60 años, y sobre todo antes de los

45, debe hacer sospechar la

existencia de una hiperlipidemia

primaria (ej; hipercolesterolemia

familiar).

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Xantomas: Los

xantomas son

lesiones de la piel

que contienen

colesterol y grasas.

Con frecuencia se

relacionan con

trastornos

heredados del

metabolismo lipídico

(ej;

hipercolesterolemia

familiar).