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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).
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