Tema 7A (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Nanociencia y Nanotecnología - 2º curso
Asignatura Bioquimica Metabolica
Año del apunte 2015
Páginas 8
Fecha de subida 11/03/2016
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Tema 7A: Metabolismo de lípidos Lípidos como fuente de energía.
Glúcidos y lípidos son la reserva energética principal en animales. Estos últimos más importantes, liberando más energía a largo plazo y de liberación lenta.
Liberan más energía por gramo que los glúcidos. Son moléculas reducidas cuya oxidación libera gran cantidad de energía (el doble aprox.).
Los lípidos se almacenan sin ninguna capa de hidratación (hidrofóbicos), ocupando mucho menos volumen. Mientras que por gramo de glúcido hay aproximadamente dos gramos de capa de hidratación.
Se almacenan en gotas lipídicas que no modifican la osmoridad de la célula, puede haber gran concentración sin romperla.
En las plantas, la reserva lipídica es importante en la germinación de la semilla.
Triacilgliceroles La reserva energética de lípidos son las grasas de la dieta, los triacilgliceroles.
Glicerol con grupos OH esterificados con ácidos grasos.
Cadena hidrocarbonada reducida que libera energía al reducirse. Por otro lado, el glicerol puede aprovecharse en vías metabólicas de glúcidos, libera mucha menos energía.
La reserva en vertebrados se localiza en el tejido adiposo blanco. Las gotas lipídicas se juntan, formando gotícula, que ocupa casi toda la célula y desplaza al núcleo.
Digestión y absorción de lípidos en la ingesta de vertebrados.
El aporte proviene de la dieta y la síntesis del hígado. El excedente se almacena en tejido adiposo.
Los lípidos son empleados por:   Hígado, 80% de la energía gastada de lípidos.
Tejido muscular, sobre todo el tejido muscular cardíaco, de funcionamiento aeróbico, 80% de energía que emplea = lípidos.
En cuanto a la digestión: 1. Absorción de lípidos en el intestino, depende de sales biliares, sintetizadas a partir de colesterol. Por su carácter anfipático forman micelas que disgregan los lípidos.
2. Triacilgliceroles no pueden atravesar el epitelio digestivo. En el intestino existe la enzima lipasa, los degrada liberando ácidos grasos que atraviesan la membrana.
3. Al otro lado de la membrana vuelven a sintetizarse triacilgliceroles.
4. Debido a que son liposolubles, tienen que transportarse por la sangre mediante lipoproteínas, que se llevan a los tejidos para usarse o almacenarse.
Lipoproteínas Formadas por lípidos asociados a proteínas, clasificadas según origen, destino y propiedades. Componentes:    En el interior, lípidos más hidrofóbicos: o Triacilgliceroles y ésteres de colesterol.
En el exterior (anfipáticos), capa de fosfolípidos y colesterol con el grupo OH hacia el medio acuoso (fuera).
Apolipoproteínas que activan lipasas o facilitan la interacción con diferentes tejidos.
Según el contenido de lípidos y proteínas, tienen una densidad u otra, clasificación a partir de ella. Más triacilgliceroles y menos proteínas bajan la densidad.
Tipos o Quilomicrones, provienen de la dieta. Poseen apolipoproteínas que facilitan la interacción con el receptor del hígado.
o VLDL o IDL o LDL, esta y VLDL, IDL, con B100, apolipoproteína facilitando la internalización en tejidos extrahepáticos.
o HDL, la de mayor densidad.
El quilomicrón va perdiendo triacilgliceroles en su recorrido, y ganando proteínas, por lo que su densidad va creciendo. Finalmente quedan los remanentes de quilomicrones, que son captados por el hígado.
El hígado también se encarga de la síntesis endógena de lípidos, que se exportan en forma de VLDL, cuyos remanentes (IDL) son captados de nuevo por el hígado.
El LDL gasta sus triacilgliceroles, [colesterol] elevada, y es captado por tejidos extrahepáticos. El colesterol no esterificado de la membrana puede causar ateromas, es el colesterol malo.
EL HDL posee gran concentración de proteínas y colesterol esterificado, los transporta de los tejidos al hígado, para reciclaje. Se conoce como colesterol bueno.
Degradación de triacilgliceroles Triacilglicerol Glicerol: glucólisis (piruvato) / gluconeogénesis (glucosa).
Ácidos grasos: β-oxidación.
Triacilgliceroles Entrada de glicerol a la ruta glucolítica Oxidación de los ácidos grasos En la β-oxidación se eliminan unidades de 2 C, liberándose como acetil-coA, que entrará al ciclo de Krebs. Se realiza en la matriz mitocondrial, acceso a c.t.e. y al ciclo de Krebs.
En cada etapa también se obtienen transportadores de electrones reducidos.
Etapas de la oxidación Las tres primeras etapas son de activación de ácidos grasos para su entrada a la matriz mitocondrial.
Activación de los ácidos grasos El C central del acil adenilato es deficitario en electrones, electrófilo. El grupo tiol de la CoA realiza un ataque nucléofilo. El ácido graso queda activado mediante el enlace tioéster con la coA.
Entrada de ácidos grasos a la matriz mitocondrial   Ácidos grasos pequeños (<12 C) entran por sí mismos.
Ácidos grasos grandes (>12 C) necesitan un transportador.
La carnitina es la molécula transportadora. En la MMI hay un transportador específico para carnitina.
La acil-coA se encuentra en estado activado. La carnitina es una molécula muy hidrofóbica, de carga neutra (transporte a través de la membrana), debido al N con 3 grupos metil.
β-oxidación de los ácidos grasos     La oxidación comienza con el grupo acil activado y en la matriz mitocondrial.
Interviene el Cβ (cambia su estado de oxidación), se debilita el enlace entre el C3 y el C4, facilitando la rotura del ácido graso.
Tras la primera oxidación se forma un doble enlace, se libera FADH2.
Con la hidración, se da la aparición de un grupo OH en el Cβ.
Con la segunda oxidación se forma otro grupo ceto y se libera un NADH, que recibe un ataque tiolítico de otro acetil-coA. Cada 2 C se libera un acetil-coA, queda un coA unido al ácido graso (2 C menos).
Este procedimiento es seguido para ácidos grasos con número par de carbonos y sin insaturaciones.
Es de un rendimiento elevado, 2 C liberan 2 transportadores de electrones reducidos, además de los acetil-coA que entran al ciclo de Krebs.
Sigue además una estrategia similar a la del final del Ciclo de Krebs, con una hidratación estereoespecífica.
Los animales que hibernan o que vuelan durante largo tiempo (aves migratorias), pasan período de ingesta intensiva de glúcidos, y luego modifican su metabolismo.
Los depósitos lipídicos proporcionan agua metabólica, liberada por NADH y FADH2 en la c.t.e.
β-oxidación de los ácidos grasos monoinsaturados Una insaturación de tipo cis, que suele ser en posición impar.
Una isomerasa pasa de cis3 a trans2 cuando el doble enlace se acerca a la coA. Equivale a la primera oxidación del proceso, se pierde 1 FADH2.
β-oxidación de los ácidos grasos poliinsaturados Suelen obtenerse de plantas. Si las insaturaciones están espaciadas:   En posición impar: o Procedimiento para monoinsaturados, se pasa de cis3 a trans2.
En posición par: o Al acercarse al extremo, y cuando se ha dado la conversión a trans de la primera insaturación, se da un paso adicional de reducción mediante una reductasa, que actúa cuando el doble enlace cis y trans quedan seguidos.
o Queda un solo doble enlace en posición intermedia, como trans3, de nuevo una isomerasa convierte a trans2.
o Necesita un aporte de energía en la reducción como NADPH.
o β-oxidación de los ácidos grasos de número impar de C.
Se da la oxidación hasta que queda una molécula de 3 C: propionil-CoA, que entra al ciclo de Krebs como succinil-coA. Para que se dé la conversión es necesario ATP y CO2, además de las vitaminas: o Biotina.
o B12, que se obtiene a través de otros animales o mediante algunas bacterias del intestino.
ω oxidación de los ácidos grasos Se da la oxidación desde el otro extremo. Es una ruta complementaria (minoritaria) para ácidos grasos muy largos. Se acortan en el retículo endoplasmático hasta alrededor de 12 C, se continúa con β-oxidación en la matriz mitocondrial. (12 C pueden entrar sin carnitina.) β-oxidación en los peroxisomas En las células se da principalmente en los peroxisomas.
Así, en la primera etapa se transfieren electrones del FADH2 al oxígeno en lugar de a la c.t.e. Se aprovecha el poder reductor para generar H2O2, que se elimina mediante catalasas.
Preferiblemenete oxidación de ácidos grasos de cadena larga, como reserva lipídica en semillas.
Se complementan mitocondria y peroxisoma. En él, se libera NADH que se exporta al citosol (poder reductor) o a la mitocondria (c.t.e.). También se libera acetil-coA que se exporta al ciclo del glioxilato (síntesis glúcidos) o al ciclo de Krebs.
Oxidación en las semillas En el glioxisoma, se desvía la acetil-coA a la síntesis de succinato, precursor de la síntesis de glúcidos, que en la mitocondria se convierte a oxaloacetato. Mediante la gluconeogénesis se convierte en glucosa, de gran utilidad para la semilla.
Cuerpos cetónicos Acetona Acetoacetato D-β-hidroxibutirato Volátil, aliento, descarboxilación de acetoacetato.
Más importante.
Acetoacetato reducido.
Son importantes en la regulación de las vías metabólicas, fuente de energía en animales, junto con glúcidos y ácidos grasos.
Los cuerpos cetónicos son hidrosolubles, sintetizados a partir de dos moléculas de acetilcoA, combustible secundario. Se emplea cuando falta fuente de glúcidos principal o en caso del cerebro, pues puede atravesar la barrera hematoencefálica.
Produccion y exportación de cuerpos cetónicos desde el hígado Se obtienen cuando hay excedente de acetil-coA que no puede entrar al ciclo de Krebs para oxidarse, pues no hay suficiente aceptor, se desvía oxaloacetato hacia la síntesis de glucosa y la β-oxidación está muy activada. Es decir, cuando baja [glc] en sangre, en ayuno.
Cuerpos cetónicos como combustible en los tejidos extrahepáticos Se sintetizan en el hígado, se exportan para ser usados en tejidos extrahepáticos, rompiendo acetoacetato en dos acetil-coA.
Hay equilibrio entre el acetoacetato y el D-β-hidroxibutirato.
Se emplean durante el ejercicio aeróbico, incorporándose al ciclo de Krebs, en situación de ayuno o de diabetes no tratada. En el cerebro son una fuente energética alternativa a la glucosa.
Diabetes En el caso de la diabetes, no se internaliza la glucosa. La insulina bajaría la degradación de ácidos grasos. Sin embargo, como no se produce, se siguen degradando triacilgliceroles, produciendo un excedente de acetil-coA.
Cuando se acumulan los cuerpos cetónicos (cetosis), baja el pH de la célula (acidosis), puede llegar a inducirse el coma si no se trata la diabetes.
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