Metabolismo de Lípidos

Utilización de Lípidos como Combustible

Los lípidos pueden ser utilizados como combustible, de acuerdo a las demandas metabólicas del organismo.

Los triacilgliceroles (triglicéridos o grasas) constituyen el 90% de los lípidos de la dieta y la principal forma de almacenamiento energético. Su estructura corresponde a la de un glicerol esterificado con tres ácidos grasos.

Los triglicéridos son insolubles en agua.

Las enzimas que participan en su degradación son solubles en agua; su degradación ocurre en la interfase lípido-agua en el intestino luego de ingeridos los alimentos (emulsión - sales biliares).

La lipasa pancreática cataliza la hidrólisis en la posición 1 y 3 para formar diacilgliceroles y luego acilglicerol.

Lipoproteínas

Partículas formadas por fracción proteica llamada apolipoproteínas (Apo) y fracción lipídica. Su función es solubilizar y transportar lípidos en el plasma.

β-oxidación

Una vez en la matriz mitocondrial ocurre la oxidación de ácido graso (acilgraso CoA) llamada β-oxidación. Ocurre en 4 pasos:

1. Oxidación: formación de un doble enlace trans, reacción de deshidrogenación catalizada por la enzima acilCoA deshidrogenasa.
2. Hidratación: del doble enlace catalizado por la enzima enoilCoA hidratasa.
3. Oxidación: con participación del NAD⁺ la reacción es catalizada por la enzima 3-L-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa para producir el beta cetoacilCoA.
4. Tiólisis: reacción catalizada por una tiolasa (beta-cetoacilCoA tiolasa) que da como producto acetil CoA y una nueva molécula de acilgraso CoA acortado en dos carbonos.

El balance neto de la reacción por vuelta del ciclo es:

• 1 mol de NADH
• 1 mol de FADH₂
• 1 mol de acetil CoA

El acetil CoA es el producto último de la oxidación pudiendo entrar al ciclo del ácido cítrico, donde puede ser degradado a CO₂.

La oxidación de los ácidos grasos representa un mayor aporte energético por átomo de carbono que el correspondiente a la degradación de los hidratos de carbono. ¿POR QUÉ?

Regulación de la β-oxidación

• Regulación a corto plazo: considera la disponibilidad de sustrato y exceso de productos, entre otros.
• Regulación a largo plazo: relacionada con la síntesis de enzimas involucradas.

En los mecanismos regulatorios está involucrada la activa participación hormonal y de otras moléculas de señalización.

Cuerpos Cetónicos: Cetogénesis

Ruta metabólica donde el Acetil-CoA se convierte en cuerpos cetónicos.

• Ocurre en matriz mitocondrial de hepatocitos.
• Activada en ayuno prolongado y diabetes descontrolada.
• El aporte de energía en estas condiciones depende de la reserva de grasa.
• Sustrato: Acetil-CoA; Productos: 3 cuerpos cetónicos.
• Utilizados principalmente por músculo cardíaco y esquelético. En condiciones extremas por cerebro.
• Producción elevada de cuerpos cetónicos: cetósis.

Puede producir acidosis metabólica: cetoacidosis (disminución del pH sangre que puede provocar náuseas, vómitos, dolor abdominal, taquipnea y en casos graves pérdida de conciencia).

En la utilización de cuerpos cetónicos, en tejidos periféricos, se realiza el proceso inverso, para obtener acetil-CoA, que ingresa al ciclo de Krebs.

Biosíntesis de Ácidos Grasos

El acetil-CoA proveniente de la β-oxidación, de la degradación de glucosa y/o de las cadenas carbonadas de algunos aminoácidos, puede utilizarse para sintetizar nuevos ácidos grasos.

• Estos se incorporan al glicerol para ser almacenados como grasa de depósito.
• La síntesis de ácidos grasos de hasta 16 C ocurre en el citoplasma y se conoce como síntesis de novo.
• La elongación de ácidos grasos preexistentes se realiza en las mitocondrias y en el retículo endoplásmico.
• Los ácidos grasos se sintetizan en el citosol a partir de acetil-CoA que se produce en la mitocondria por lo tanto es necesario que estos últimos sean transportados afuera de las mitocondrias.
• La membrana mitocondrial interna es impermeable al acetil-CoA.
• La manera en que salen es como citrato mediante un transportador.
• Se usa NADPH como fuente de H para las reducciones.

Síntesis de Novo (Síntesis Citoplasmática de Ácidos Grasos)

Ocurre en 2 etapas:

1. Síntesis de malonil-CoA por la acetil-CoA carboxilasa.
   • Carboxilación que requiere ATP, usa biotina (vit B7) como coenzima.