METABOLISME DELS LÍPIDS (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Enfermería - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2016
Páginas 12
Fecha de subida 04/05/2016
Descargas 34
Subido por

Vista previa del texto

BIOQUÍMICA| @mroca-terry METABOLISME DELS LÍPIDS RUTES METABÒLIQUES DE LÍPIDS 1.
2.
3.
4.
5.
6.
Síntesi dels àcids grassos.
Lipogènesi: síntesi dels triacilglicerols.
Lipòlisi: degradació dels triacilglicerols.
Beta-oxidació dels àcids grassos.
Cetogènesi: síntesi de cossos cetònics.
Síntesi de colesterol.
CONCEPTES EXPLICATS PRÈVIAMENT • • • Els àcids grassos, a diferència de les hexoses, tenen més capacitat reductora i ens aporten molta més energia( l’àcid gras té molts més carbonis).
Dos grups de lípids: lípids saponificables i lípids insaponificables. Dels lípids saponificables veurem com es forma un glicerofosfolípid i un esfingolípid( tipus de fosfolípids). Per altre banda, veurem també la formació lípids insaponificables com ara el colesterol a partir d’isoprens.
Saber la diferència entre Acil-CoA i Acetil-CoA.
Acil-CoAà Coenzim A que mitjançant un enllaç tio ester s’uneix a una cadena de 10-20 C.
Acetil-CoAà Coenzim A que mitjançant un enllaç tio ester s’uneix a l’inici d’un àcid gras de dos àtoms de carboni.
1. SÍNTESI D’ÀCIDS GRASSOS(AG) Característiques: •La síntesi d’àcids grassos succeeix al citosol de casi tots els teixits animals però especialment en hepatòcits i adipòcits, a partir d’excedents de glucosa i aminoàcids.
•El palmitat/ palmític, àcid gras saturat de 16C és el precursor de la resta d’AG( menys els AG essencials) per elongació o per desaturació (procés d'oxidación que comporta la introducció de dobles enllaços).
•Font de C: acetil-CoA( estructura de 2 C).
•Font reductora: NADPH( que s’origina a la via de les pentoses fosfat). Aquest és útil per a què nosaltres sintetitzem nou àcid gras.
•Sistema multi enzimàtic efector: Àcid gras sintasa.
 •L’enzim limitant de la velocitat de la ruta és el AcetilCoA carboxilasa.
•Elongació pot passar a la cara citosòlica del REL i a la mitocòndria. Mentre que la desaturació ocorre solament al REL.
 •Els mamífers no podem sintetitzar alguns àcids grassos (essencials). Però sí que podem modificar-los per elongació i desaturació (p.ex .: àcid araquidònic i eicosanoides).
1 BIOQUÍMICA| @mroca-terry Existeix un problema que el metabolisme ha d’afrontar per tal de formar àcids grassos: A la part dreta d’aquesta imatge tenim l’interior del mitocondri i a la part esquerre el citosol/citoplasma. L’AG es sintetitza a partir de l’acetil-CoA però hi ha un problema important, la membrana del mitocondri NO és permeable a l’acetil-CoA. Com la síntesi de dels AG es produeix al citosol, aquest acetil-CoA hauria de sortir de la cèl·lula. Aquest procés es realitza gràcies a un sistema de ‘’llançament’’.
Aquest sistema comença quan el piruvat entra dins el mitocondri i dóna lloc a acetil-CoA, el qual entra dins el Cicle de Krebs. Mitjançant aquest cicle el piruvat es transforma en citrat, el qual SI que és permeable per a la membrana. [ Ni l’acetil-CoA ni l’oxalacetat podran sortir fora del mitocondri]. Aquest fet és el causant de que els humans i animals no puguem obtenir glucosa a partir d’AG. Les plantes si que ho poden fer. ***( Això seria pregunta d’examen).
Un cop el citrat surt del mitocondri, es produieix una descondensació de l’oxalacetat i l’acetilCoA( despesa energètica). A l’acetil-CoA comença la síntesi de l’AG. L’enzim que controla la velocitat de la reacció és l’acetil-CoA carboxilasa, que es transformarà en malonilCoA(incorporació d’un carboni) per formar palmitat. Com veiem es produeix una carboxil·lació perquè s’introdueix un C per a formar el malonil-CoA.
Hem de recordar que una de les proteïnes que participa en les carboxilacions/descarboxilacons és la vitamina biotina=VITAMINA H.
2 BIOQUÍMICA| @mroca-terry REGULACIÓ DE SÍNTESI D’ÀCIDS GRASSOS L’acetil-CoA carboxilasa té dues activitats: - Una primera activitat de biotina carboxilasa, de manera que qui incorpora el CO2 és la biotina. Aquest procés requereix energia.
Una segona activitat que no requereix energia és l’acció del carboxil transferasa el qual transferirà el CO2 per a formar malonil-CoA.
Aquesta via està regulada per: à Control hormonal En fase absortiva l’organisme guarda part del que hem ingerit per a sintetitzar AG.
La insulina treballa en fase absortiva i el glucagó en fase de dejú. Hem de recordar que el glucagó inactiva la síntesi d’AG i, per tant, inactiva l’activitat de l’acetil-CoA carboxilasa. Per contra, l’insulina l’activa.
à Control al·lostèric Si hi ha AG presents, aleshores no fa falta que se’n sintetitzin més. Com a conseqüència aquest acil-CoA serà un inactivador de l’acetil-CoA carboxilasa.
El citrat(del cicle de Krebs) el qual es sintetitza en fase absortiva, estimularà que aquesta ruta s’activi.
COMPLEX ÀCID GRAS SINTASA(FAS-1) Ens situem a la fase en què l’acetil-CoA es transforma a malonil-CoA per tal de sintetitzar palmític. Per començar hem de saber que només hi ha UN enzim que participa en la síntesi d’AGà l’A.G sintasa. Aquest és un enzim peculiar perquè presenta set dominis diferents que catalitzaran una reacció dins aquesta síntesi de palmític. Una altre peculiaritat és que treballa acoblat a un altre enzim igual.
3 BIOQUÍMICA| @mroca-terry Una de les peculiaritats d’aquest AG és que té en dos dels seus dominis té dos grups sulfhidrils: - KR (cys central): 3-cetoacil-ACP reductasa (o sintasa).
- ACP (cys perifèrica): proteïna transportadora de acils.
En definitiva són com dos braços que agafaran dos AG i els mouran d’un lloc a un altre dins l’enzim, per tal de dur a terme tota aquesta reacció.
[ No fa falta que ens sapiguem tots els metabòlits. Únicament entendre com funciona aquesta ruta: A la ruta entre un acetil-CoA( color lila). Posteriorment i gràcies a l’enllaçament amb aquests grups sulfhidrils, entrarà el malonil-CoA. L’objectiu final és que el malonil es condensi amb aquest acetil CoA ( això és el què passa a tota la reacció).
Passos: 1. Transferència d’un residu acetil a la cisteïna perifèrica del la AG sintasa.
2. Transferència d’un residu malonil a un altre grup de la AG sintasa.
3. Condensació dels dos grups i descarboxilació.
4. Reducció, deshidratació( es perd H+) i nova reducció de la cadena creixent amb NADPH.
5. Transferència del residu acil allargat a la cisteïna perifèrica i torna a començar un altre cicle d’allargament del AG.
La part blava ve del malonil i la part lila de l’acetil-CoA.
4 BIOQUÍMICA| @mroca-terry Aquesta ruta ha d’anar fent cicles fins a arribar palmitat( 16C).
BALANÇ DE LA SÍNTESI D’ÀCIDS GRASSOS 2. LIPOGÈNESI: Formació dels triacilglicèrids.
• • • • Succeeix principalment a hepatòcits i adipòcits.
Els TAG sintetitzats als hepatòcits s’alliberen en forma de VLDL (es descarreguen al seu pas pels capil·lars del teixit adipós, per acció de la lipoproteïna lipasa).
Es produeixen per tres acilacions seqüencials de DHAP o G3-P, ja sigui per àcids grassos endògens o de la dieta.
DHAP(dihidroxiacetona fosfat) i G3-P(glicerol-3-fosfat) són metabòlits que augmenten en les dietes riques en carbohidrats.
Tenim dues vies, la de la dihidroxiacetona-3-fosfat que té lloc als adipòcits i la del glicerol que té lloc al fetge, ronyó, intestí i glándula mamària. Aquestes dues vies convergiran per a formar un compost intermediarià Glicerol-3-fosfat.
[ Vigilar no confondre el gliceraldehid-3-fosfat amb el glicerol-3-fosfat.] 5 BIOQUÍMICA| @mroca-terry • A aquesta imatge tenim un glicerol i la principal idea és que a les (R’) i al últim O2 s’uneixi un AG. Aquest procés es produirà gràcies a un enzim anomenatà Acil transferasa ( enzim que transfereix un grup ‘’acil’’).
[ Acil= AG] • L’àcid fosfatídic només té dos AG. Ens queda per incorporar-ne un altre.
A partir de l’àcid fosfatídic tindrem TAG o fosfoglicèrids.
• El grup fosfat de l’àcid fosfatídic s’ha de trencar gràcies a una fosfatasa. Un cop trencat, ja tindrem la molècula en una situació idònia per a que l’acil transferasa pugui incorporar el tercer AG. Finalment ja tindrem el triacilglicèrid format.
SÍNTESI DE FOSFOGLICÈRIDS( absent en eritròcits) La síntesi de fosfoglicèrids parteix de l’àcid fosfatídic( molècula comú de les la síntesi de triglicèrids i fosfoglicèrids). Han d’incorporar la seva part polar ja que ara tenen dos estructures apolars( dos AG).
Tenim dues estratègies per a que es formin els fosfoglicèrids, ara bé, aquestes estratègies necessiten una activació ( unió d’una molècula que pugui donar energia addicional per a que es duguin a terme els enllaços). Això sempre sol estar associat a nucleòtids( ATP, GTP, CTP...).
- Estratègia 1: El CTP s’unirà a la part polar, la qual ens aportarà energia per a que sintetitzem el glicerolfosfolípid. Les parts polars són la colina, etanolamina o serina.
Estratègia 2: Té lloc exclusivament als alcohols que formen part dels fosfoglicèrids com ara el linositol, glicerol o cardiolipina. Quan tenim aquest alcohol, el què s’activa primer és l’àcid fosfatídic. Gràcies a aquesta unió després s’uniran els grups polars.
6 BIOQUÍMICA| @mroca-terry 3. LIPÒLISI: DEGRADACIÓ O DESESTERIFICACIÓ DELS TRIACILGLICEROLS.
• • • • • • Es produirà si tenim acumulació de triacilglicerols en el teixit adipós.
Aquest procés tindrà lloc en condicions de dejú o exercici.
El control de la lipòlisi és hormonal ( insulina, glucagó, adrenalina…).
Quan tinguem una senyal de lipòlisi, els AG sortiran de l’adipòcit i aniran al torrent sanguini.
Normalment s’associaran a l’albúmina i passaran als diferents teixits gràcies a receptors específics.
L’AG no pot passar a través de la membrana perquè són molècules fe gran mida i perquè la membrana és lipòfila.
Un cop l’AG es troba dins la cèl·lula, aquest s’haurà d’oxidar per a que obtinguem energia.
El glicerol també sortirà al torrent sanguini i es metabolitzarà al fetge per passar a formar part de la via de la gluconeogènesi o glucòlisi.
La glucosa és necessària per al SNC i per als eritròcits. En condicions de dejú, es necessita mantenir l glucèmia, sobretot en el cas dels eritròcits per tal de mantenir l’energia.
Als adipòcits hi ha una lipasa especial: TAG.
• Un home de 70 kg té uns 11kg de TAG en el teixit adipós, subcutani, intraperitoneal i intermuscular que representen una reserva energètica de aprox. 100.000 Kcal.
(100.000 kcal equivalen a mantenir 100.000 bombetes de 100w enceses durant 23 h).
• La hipoglucèmia, l’activitat física intensa il’estrès físic i psíquic → ↑ glucagó i adrenalina → ↑ lipòlisi.
• Dejuni llarg→↑ ACTH, GH, tiroxina → ↑ lipòlisi.
• Hormones lipolítiques→ ↑ activitat de la TAG lipasa o lipasa sensible a hormones, reguladora de la ruta→ ↑ hidròlisi ialliberament de TAG → ↑ AG lliures i glicerol.
• AG lliures circulen units a l’albúmina plasmàtica.
TAG=HSLà Lipasa regulada a nivell hormonal.
7 BIOQUÍMICA| @mroca-terry REGULACIÓ HORMONAL DE LA LIPÒLISI L’ACTH i TSH tenen una regulació a llarg termini, en canvi, el glucagó no.
LIPÒLISI I DESTÍ DELS PRODUCTES 8 BIOQUÍMICA| @mroca-terry 4. BETA OXIDACIÓ D’AG: Es produeix principalment al mitocondri.
- Ruta metabòlica que té lloc per a degradar progressivament els AG i obtenir així energia.
Aquest procés té lloc a la matriu mitocondrial i als peroxisomes de quasi tots els teixits en condicions de dejú prolongat.
Consta de quatre reaccions.
A cada cicle de B-oxidació té lloc l’eliminació de 2 C des de l’extrem carboxil.
Substrat: AG.
Productes: Acetil-CoA, NADPH i NADH+H+.
La degradació dels AG consta de 3 fases/ passos: 1) Activació dels AGà S’ha d’activar l’AG abans de catbolitzar-lo.
• • Activació amb ATP i actuació de l’acil-CoA sintetasa.
A tot aquest procés hi ha molta despesa energètica.
2) Transport de l’AG a la matriu mitocondrial gràcies a L-carnitina.
9 BIOQUÍMICA| @mroca-terry • • • Tenim ja l’AG unit al coenzim A però aquest no pot entrar al mitocondri. Necessitem un sistema de transportadors per a que l’AG es pugui oxidar dins la matriu mitocondrial.
Un cop l’AG està unit al coenzim A, la carnitinapalmitoli s’encarregarà de que el braç vermell de l’AG s’uneixi a un altre transportador. En aquest cas, la L- carnitina.
Aquesta L-carnitina ha de passar a la matriu del mitocondri gràcies a una translocasa i la carnitina acil transferasa II que eliminarà la L-carnitina i afegirà el coenzim A.
3) B-oxidació.
Les modificacions tindran lloc al segon carboni que està en contacte amb el grup carboxil. 10 BIOQUÍMICA| @mroca-terry •Els AG pateixen successius cicles de betaoxidació a la matriu mitocondrial fins l’oxidació completa.
•Cada cicle de β-oxidació consta de 4 reaccions successives: una oxidació, una hidratació, una oxidació i una tiòlisi que trenca un acetil-CoA de l’ àcid gras activat i proporciona 2 equivalents de reducció:1 NADH i 1 FADH2.
•L’oxidació total de palmitil-CoA (C16:0) requereix 7 voltes de βoxidació i rendeix 106 ATP aprox. i més de 100 molècules d’aigua.
•El regulador principal de la ruta és la relació NAD+/NADH: l’augment de NADH no consumit a la CRM → ↓ NAD+ → desaccelera la β-oxidació dels AG i el C. Krebs.
•Existeixen altres rutes de degradació d'AG (carbonis senars i AG insaturats tipus cis).
[ Només hem de saber les etapes, no els metabòlits].
BALANÇ DE LA B-OXIDACIÓ 11 BIOQUÍMICA| @mroca-terry 5. CETOGÈNESI O SÍNTESI DELS COSOS CETÒNICS( falta per explicar a classe).
12 ...