Metabolismo de Lípidos: Digestión, Absorción y Movilización

METABOLISMO DE LÍPIDOS

Los lípidos son un grupo heterogéneo de compuestos entre los que se encuentran las grasas, aceites, fosfolípidos, esteroides (colesterol), ceras y compuestos relacionados, cuya vinculación se debe más a sus propiedades físicas que a las químicas. Poseen la propiedad común de ser: a) relativamente insolubles en agua, b) solubles en solventes no polares como el éter y el cloroformo. Son constituyentes importantes de la dieta no sólo debido a su alto valor energético, sino también a las vitaminas solubles en grasa y a los ácidos grasos esenciales contenidos en la grasa de los alimentos naturales.

INTRODUCCIÓN

La grasa se almacena en el tejido adiposo, donde funciona como un aislante térmico en los tejidos subcutáneos y alrededor de ciertos órganos. Los lípidos no polares actúan como aislantes eléctricos, ya que permiten la propagación rápida de las ondas de despolarización a lo largo de los nervios mielinizados. La combinación de lípidos y proteínas (lipoproteínas) es un importante constituyente celular, que se encuentra tanto en la membrana celular como en la mitocondria, y es útil también como medio para transportar lípidos en la sangre. Es necesario conocer la bioquímica de los lípidos para comprender muchas áreas biomédicas importantes como la obesidad, la diabetes mellitus, la ateroesclerosis y las funciones de varios ácidos grasos poliinsaturados en la nutrición y la salud.

DIGESTIÓN

Un hombre adulto ingiere de 60 a 100 gramos de grasa diarios. Los triglicéridos constituyen más del 90% de la grasa de la dieta, el resto (10%) está formado por fosfolípidos, colesterol libre, esteres de colesterol y ácidos grasos libres. Además, en la luz del intestino delgado se secretan de 1 a 2 gramos de colesterol y de 4 a 5 gramos de fosfatidil colina como constituyentes de la bilis.

Como los lípidos son insolubles en agua, para poder ser digeridos, deben ser emulsificados, es decir, transformados en pequeñas gotitas de grasa que presentan un diámetro de 0,1 um, lo que favorece su paso a través de la mucosa intestinal. La emulsificación además aumenta la superficie del material lipídico permitiendo un mayor contacto con las enzimas lipolíticas.

La emulsificación de los lípidos se produce por acción de las sales biliares, sustancias detergentes, que disminuyen la tensión superficial entre la fase lipídica y acuosa, permitiendo la formación de micelas.

El papel que cumplen las sales biliares es importante, sin embargo, puede haber absorción completa, en ausencia de ellas como ocurre en la obstrucción del colédoco, debido a que los jabones y monoglicéridos que se forman en el intestino también actúan como detergentes, supliendo la acción de las sales biliares.

No hay digestión de lípidos en la boca, ya que no existen enzimas que realicen este proceso. Por lo tanto, la digestión de los lípidos se inicia en el estómago por acción de una lipasa ácido resistente, que se sintetiza en la parte posterior de la lengua (glándulas sublinguales). La acción de esta enzima es muy limitada porque la mayor parte de los lípidos no están emulsionados. La enzima hidroliza algunos triglicéridos transformándolos en diglicéridos, monoglicéridos y ácidos grasos libres. Estos productos por presentar en su estructura una porción hidrofóbica y otra hidrofílica van a favorecer la emulsificación del resto de triglicéridos. La porción hidrofóbica se orienta por sí sola hacia el interior del compuesto de la gota de grasa, mientras que la porción hidrofílica se orienta hacia el exterior, donde interaccionan con las moléculas de agua circulantes.

La enzima principal en la digestión de los triglicéridos dietéticos es la lipasa pancreática. Esta lipasa no puede actuar por sí sola sobre las gotitas de triglicéridos, aún en presencia de sales biliares. El páncreas secreta una proteína, la colipasa, que se une a la lipasa, sales biliares y a las gotitas de triglicéridos, de tal forma que el centro activo de la lipasa se aproxima a los triglicéridos permitiendo su hidrólisis.

Una vez que la lipasa pancreática unida a la colipasa entra en contacto con los triglicéridos, hidroliza las uniones éster de las posiciones alfa y alfa' del glicerol, produciéndose sucesivamente 1,2 diacilgliceroles, 2 monoacilgliceroles y ácidos grasos que rápidamente forman jabones de Na+ y IC.

La lipasa pancreática actúa con gran lentitud sobre los beta-monoglicéridos. Para acelerar la digestión existe una isomerasa que transfiere el ácido graso de la posición central a una de las laterales, y así la lipasa prosigue su acción más fácilmente.

Sin embargo, a pesar de este mecanismo, la hidrólisis no es completa ya que más de los 2/3 de los triglicéridos originan 2 o beta monoglicéridos como productos finales para ser absorbidos.

Como productos de la acción de la lipasa pancreática se obtienen: glicerol, ácidos grasos libres y sus jabones, además de una mezcla de mono, di y triglicéridos.

Los ésteres de colesterol son hidrolizados por la colesterol esterasa, enzima presente en el jugo pancreático, obteniéndose como productos colesterol libre y ácidos grasos.

Los fosfolípidos presentes en la dieta pueden ser degradados completamente en el intestino, con la participación de fosfolipasas, esterasas y fosfatasas. Por ejemplo, la fosfatidil colina por acción de la fosfolipasa A2 que retira el ácido graso del carbono 2 del fosfolípido, se convierte en lisofosfatidil colina. El ácido graso del carbono 1 puede ser removido por acción de la lisofosfolipasa o fosfolipasa A1, obteniéndose como producto la glicerolfosfocolina, que puede ser excretada por las heces o degradada completamente por acción de una esterasa que retira la colina y luego el fósforo es retirado por una fosfatasa, quedando el glicerol como producto final.

Absorción de los lípidos

Como productos de la acción de la lipasa pancreática se obtiene: glicerol, ácidos grasos libres y sus jabones, además de una mezcla de mono, di y triglicéridos intactos, que con la acción de las sales biliares y los jabones todos estos productos se emulsionan formando micelas. La mayor parte de los lípidos se absorben en el yeyuno, con excepción de las sales biliares que permanecen más tiempo en el lumen para facilitar la digestión y son absorbidos en la parte distal del íleon para ser transportados al hígado por la vena porta (circulación enterohepática).

La absorción ocurre cuando la solución micelar se pone en contacto con las microvellosidades del enterocito, dicho proceso se realiza por difusión simple, en este proceso los ácidos grasos se unen a una proteína de bajo peso molecular (Proteína Z). Sin embargo, la principal fuerza de transporte proviene de una rápida esterificación de los lípidos por activación de los ácidos grasos con la participación del ATP.

Como el glicerol que se libera es soluble en agua, puede absorberse rápidamente, pasando en su mayor parte a la sangre. Sólo una pequeña cantidad puede ser fosforilada, por acción de la glicerol quinasa que, en presencia de ATP, forma el glicerol 3-fosfato que puede ser utilizado en la resíntesis de triglicéridos.

Dentro de la célula intestinal, el destino de los ácidos grasos absorbidos depende de la longitud de la cadena. Los ácidos grasos con menos de 10 carbonos pasan directamente a los capilares del sistema de la vena porta y así llegan al hígado, sin participar en la resíntesis de triglicéridos. En cambio, los ácidos grasos de cadena larga, más de 12 carbonos, participan en la resíntesis de triglicéridos que van a ser transportados por la vía linfática.

La resíntesis de triglicéridos en la célula intestinal puede realizarse a partir de ácidos grasos y monoglicéridos o glicerol 3 fosfato. Los ácidos grasos deben ser activados, es decir, deben estar unidos a la Coenzima A, en una reacción catalizada por la acil CoA sintetasas o simplemente tioquinasas.

Ácido graso + HS-CoA + ATP ► R-CO-S-CoA + AMP + PPi

Luego los ácidos grasos activados reaccionan fundamentalmente con los monoglicéridos y diglicéridos que forman parte de las micelas:

2 o beta-monoglicéridos + R-CO-S-CoA -------------------->Diglicérido + HS-CoA

1,2 diglicérido + R-00- S- CoA ------------------->Triglicérido + HS-CoA

Estas reacciones son catalizadas por las mono y diglicérido acil transferasas respectivamente. Los triglicéridos resintetizados, junto con una pequeña cantidad de colesterol, fosfolípidos y proteínas, forman pequeñas partículas denominadas quilomicrones que pasan a los vasos linfáticos.

El colesterol se absorbe directamente, por difusión pasiva, para luego formar parte de las micelas. Parte de este colesterol es esterificado con ácidos grasos, luego el colesterol libre como los ésteres de colesterol son incorporados a los quilomicrones.

También se puede ver en la figura 6.5 la acción de las fosfolipasas C y D que actúan entre los enlaces del carbono 3 y el ácido fosfórico y entre el ácido fosfórico y la colina, respectivamente. La digestión de los fosfolípidos no necesita ser completa, un 30 a 40% de la fosfatidil colina de la dieta puede absorberse como lisofosfatidilcolina. En el interior de la célula se vuelven a resintetizar fosfolípidos los cuales forman parte del quilomicrón.

En resumen, la grasa de la dieta se digiere y se absorbe en el intestino. Los triglicéridos, ésteres de colesterol y fosfolípidos resintetizados en el citoplasma de las células de la mucosa intestinal pasan a la linfa en forma de una lipoproteína: los quilomicrones, que pasan luego a la sangre venosa.

Movilización de los ácidos grasos del tejido adiposo

Los animales superiores para realizar sus múltiples funciones necesitan energía, la cual la obtienen de la oxidación de los carbohidratos, pero en ciertas circunstancias como el ayuno y la diabetes mellitus, los ácidos grasos son excelentes combustibles. Con una dieta normal, los ácidos grasos satisfacen el 40% de las necesidades energéticas del hombre.

En las células, los ácidos grasos no se encuentran libres, sino que están esterificados al glicerol formando triglicéridos, que se almacenan en el tejido adiposo. Estos compuestos poseen un elevado contenido energético, así la combustión de 1 gramo de ácidos grasos libera 9 Kcal/mol.

Cuando las células de los diferentes tejidos necesitan ácidos grasos con fines energéticos, los triglicéridos del tejido adiposo son hidrolizados por una lipasa cuya actividad está regulada por hormonas como la adrenalina, noradrenalina, glucagón, hormona corticotropina, hormonas que activan al adenilato ciclasa de las células adiposas. Esta enzima cataliza la síntesis del AMP cíclico (cAMP), nucleótido que a su vez activa a la proteína quinasa, que fosforila a la lipasa activándola. Esta lipasa activa hidroliza a los triglicéridos a diglicéridos, luego a partir de los diglicéridos se obtiene monoglicéridos y de estos ácidos grasos libres y glicerol por acción de la monoglicérido lipasa.

Los ácidos grasos libres pasan a la sangre donde se unen a la albúmina y así son transportados a los diferentes tejidos para ser oxidados. A estos ácidos unidos a la albúmina se les conoce con el nombre de ácidos grasos libres. Es necesario recordar que la lipasa del tejido adiposo, llamada lipasa hormono dependiente, es diferente a la lipasa lipoproteica, que hidroliza a los triglicéridos de los quilomicrones y de las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL).