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lpidos

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DEFINICIONLos lpidos son un conjunto de molculas orgnicas (la mayora biomolculas) compuestas principalmente por carbono e hidrgeno y en menor medida oxgeno, aunque tambin pueden contener fsforo, azufre y nitrgeno. Tienen como caracterstica principal el ser hidrfobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgnicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lpidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son slo un tipo de lpidos procedentes de animales.Los lpidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energtica (como los triglicridos), la estructural (como los fosfolpidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides).

CLASIFICACIONLos lpidos son un grupo muy heterogneo que usualmente se subdivide en dos, atendiendo a que posean en su composicin cidos grasos (lpidos saponificables) o no los posean (lpidos insaponificables)

Lpidos saponificables

Simples. Lpidos que slo contienen carbono, hidrgeno y oxgeno.

Acilglicridos. Son steres de cidos grasos con glicerol. Cuando son slidos se les llama grasas y cuando son lquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.Cridos (ceras)

Complejos. Son los lpidos que, adems de contener en su molcula carbono, hidrgeno y oxgeno, contienen otros elementos como nitrgeno, fsforo, azufre u otra biomolcula como un glcido. A los lpidos complejos tambin se les llama lpidos de membrana pues son las principales molculas que forman las membranas celulares.

Fosfolpidos: FosfoglicridosFosfoesfingolpidosGlucolpidosCerebrsidosGanglisidos

Lpidos insaponificables:

TerpenoidesEsteroidesProstaglandinas

METABOLISMO

La grasa de la dieta es un componente esencial en la alimentacin de los humanos. Es una fuente concentrada de energa, y los cidos grasos esenciales son portadores de otros nutrientes, tambin esenciales, como las vitaminas liposolubles (A, D, E y K). La biodisponibilidad de los componentes solubles en los lpidos de la dieta depende de la capacidad de absorcin de las grasas

Gran parte de los lpidos de la dieta se encuentran como triacilglicridos. Como promedio, un 40% de los requerimientos energticos de la dieta , los cuales se hidrolizan en el intestino a cidos grasos y a monoacilglicridos, molculas que se absorben, se reesterifican y se transportan por la sangre, llegando al hgado y al tejido adiposo.

Absorcin de los triacilglicerolesEn las clulas de la mucosa intestinal los triacilgliceroles, los diacilgliceroles, los monoacilgliceroles, glicerol y cidos grasos libres se reconvierten en triacilgliceroles y se unen con el colesterol de la dieta, junto con una protena especfica, formando los quilomicrones. Estos compuestos, que contienen apolipoprotena C-II (apo C-II), salen de la mucosa intestinal hacia el sistema linftico, pasan a la sangre y llegan al msculo y al tejido adiposo.

En los capilares de estos tejidos la enzima lipoprotena lipasa es activada por la apo C-II, que hidroliza los triacilgliceroles a cidos grasos y glicerol, siendo ambos productos captados por las clulas en los tejidos.

En el msculo, los cidos grasos se oxidan para obtener energa, y en el tejido adiposo se reesterifican para ser almacenados como triacilgliceroles.Los quilomicrones remanentes, que contienen colesterol y apolipoprotenas apo E y apo B-48, vehiculados por la sangre llegan a hgado. En este rgano pueden oxidarse para proporcionar energa o bien ser precursores de cuerpos cetnicos.

Acidos grasosLa sntesis de novo de cidos grasos se lleva a cabo a partir de acetil coenzima A (CoA), en el espacio extramitocondrial, por un gupo de sintetasas. Este proceso est gobernado por la enzima acetil-CoA carboxilasa, que convierte acetil-CoA en malonil-CoA. Una serie de unidades de malonil-CoA se van aadiendo en una cadena de cidos grasos para terminar en la formacin de cido palmtico (C16:0). A partir de este momento, por elongaciones y desaturaciones, se van creando cidos grasos ms complejos. Los humanos no poseen enzimas capaces de insertar puntos de insaturacin en lugares inferiores a los carbonos n-7, razn por lo que los cidos grasos n-6 y n-3 son esenciales.

Ante exigencias energticas, las hormonas adrenalina y glucagn estimulan a los depsitos de triacilgliceroles del tejido adiposo a liberar cidos grasos, los cuales se transportan a otros tejidos, como muscular y corteza renal, en donde pueden ser oxidados. El transporte se realiza en unin de la albmina srica, de la que luego se disocian, y se difunden en el citosol celular. Puesto que las enzimas que oxidan los cidos grasos se encuentran en el interior de las mitocondrias, previamente tienen que pasar la membrana mitocondrial, transporte que se realiza mediante tres reacciones en las que intervienen las enzimas: a) acil-CoA sintasa, carnitina aciltransferasa I y carnitina aciltranferasa II.

Beta-oxidacin de los cidos grasosLa oxidacin de los cidos grasos genera acetil-CoA y tiene lugar preferentemente en la mitocondria. Durante este proceso, la cadena de cidos grasos experimenta una degradacin cclica en 4 fases: deshidrogenacin, hidratacin, deshidrogenacin y fraccinamiento. Estas 4 fases de la oxidacin se repiten hasta que el cido graso est completamente degradado a acetil-CoA. Los cidos grasos de 18 tomos de carbono o menos entran en la mitrocondria por medio del transporte de carnitina. Los de cadena media o corta no necesitan la presencia de carnitina para penetrar en la mitocondria para su oxidacin.

La beta oxidacin tambin se lleva a cabo en peroxisomas por un proceso semejante al que se realiza en las mitocondrias, aunque no es idntico. Se lleva a cabo en cidos grasos de cadena de ms de 18 tomos de carbono. En la oxidacin peroxisomal, la desaturacin inicial se realiza por medio de acil-CoA oxidasa, mientras que en la oxidacin mitocondrial la primera enzima actuante es acil-CoA dehidrogenasa. Existen, adems, otras diferencias entre los dos tipos de oxidacin, ya que la beta-oxidacin peroxisomal no est relacionada con la cadena de tranferencia de electrones. As, en los peroxisonas, los electrones producidos durante la fase inicial de oxidacin se transfieren directamente al oxgeno molecular. El oxgeno genera perxido de hidrgeno que es degradado a agua por medio de catalasas. La energa producida en el segundo paso de oxidacin se conserva en forma de electrones de alta energa de NADH:

El estado metablico del organismo ejerce influencia sobre la velocidad de la oxidacin grasa. Situaciones como hambre y ejercicio de larga duracin favorecen un aumento de la lipolisis y de la oxidacin. Por el contrario, aumentados niveles de glucosa e insulina la limitan.

EicosanoidesEicosanoides son productos derivados de cidos grasos n-3 y n-6, que poseen 20 tomos de carbono. Incluyen: prostaglandinas (PGs), tromboxanos (TXs), leucotrienos (LTs), hidroxi cidos y lipoxinas (LXs). Las prostaglandinas y tromboxanos son generados por la accin de las enzimas ciclooxigenasas, los leucotrienos, hidroxi cidos y lipoxinas, por la de lipoxigenasa (LO).

En el proceso de sntesis de los eicosanoides se obtienen, a partir de: a) la va de linoleato: prostanoides PGE-1, PGF-1, TXA-1 y leucotrienos LTA-3, LTC-3,LTD-3, b) araquidonato: prostanoides PGD-2, PGE-2, PGI-2, TXA-2, leucotrienos LTA-4, LTB-4, LTC-4, LTD-4, LTE-4 y lipoxinas LXA-4, LXB-4, LXC-4, LXD-4, LXE-4, c) alfa-linolenato: prostanoides PGD-3, PGE-3, PGF-3, PGI-3, TSA-3 y leucotrienos: LTA-5, LTB-5, LTC-5.

Los eicosanoides producen una amplia serie de efectos biolgicos sobre la respuesta inflamatoria en articulaciones, piel y ojos, sobre la intensidad y duracin del dolor y de la fiebre, y sobre la funcin reproductora. Desempean, tambin un importante papel en la inhibicin de la secrecin de cidos en el estmago, relulan la presin arterial por medio de vasodilatacin o vasoconstriccin, e inhiben o activan la agregacin de las plaquetas y la trombosis

Colesterol: BiosintesisLa sntesis del colesterol conviene controlarla cuidadosamente para prevenir su anormal depsito en el organismo, especialmente si tiene lugar en las arterias coronarias.

Menos de la mitad del colesterol del cuerpo procede de la biosntesis de novo. El hgado lleva a cabo aproximadamente un 10%, y el intestino un 15%, de la cantidad total de cada da. La sintesis de colesterol se realiza en el citoplasma y en los microsomas a partir de dos carbonos del grupo acetato de acetil-Co A.

El proceso se realiza en cinco pasos principales: 1. Acetil-CoA se convierte en 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA). 2. HMG-CoA se convierte en mevalonato. 3. Mevalonato se convierte en la molcula base isopreno, isopentenil pirofosfato (IPP), con la prdida de CO2. 4. IPP se convierte en escualeno. 5. Escualeno se convierte en colesterol.

La acetil-CoA utilizada para la biosntesis de colesterol se deriva de una reaccin de oxidacin ( cidos grasos o piruvato), que tiene lugar en la mitocondria, pero que luego es transportada al citoplasma. Acetil-CoA puede tambin proceder de la oxidacin citoplsmica del etanol por acetil-CoA sintetasa. Todas las reacciones de reduccin de la sintesis del colesterol utilizan NADPH como cofactor.

Los compuestos isoprenoides de la biosntesis de colesterol pueden proceder de otras reacciones de sntesis, como las de dolicol, o de coenzyme Q.

Las unidades acetil-CoA se convierten en mevalonato por una serie de reacciones que comienzan con la formacin de HMG-CoA. Los pasos y las enzimas son las siguientes. Dos moles of acetil-CoA se condensan en una reversin de la reaccin tiolasa, formando acetoacetil-CoA. Acetoacetil-CoA y un tercer mol de acetil-CoA se convierten en HMG-CoA por la accin de HMG-CoA sintasa. HMG-CoA se convierte a mevalonato por HMG-CoA reductasa. HMG-CoA reductasa necesita NADPH como cofactor y se consumen dos moles de NADPH durante la conversin de HMG-CoA a mevalonato. La reaccin catalizada por HMG-CoA reductasa es un paso limitante en la biosntesis de colesterol, esta enzima est sujeta a complejos controles regulatorios. Mevalonato es activado entonces por tres sucesivas fosforilaciones, dando 5-pirofosfomevalonato. Las fosforilaciones mantienen su solubilidad, ya que es un compuesto insoluble en agua. Tras la fosforilacin, una decarboxilacin, ATP-dependiente, da isopentenil pirofosfato, IPP, una molcula de isoprenoide activado. Isopentenil pirofosfato est en equilibrio con su ismero, dimetilalil pirofosfato, DMPP. Una molcula de IPP se condensa con otra de DMPP para generar geranil pirofosfato, GPP. Posteriormente GPP se condensa con otra molcula de IPP para dar farnesil pirofosfate, FPP. Finalmente,con NADPH, la enzima esqualeno sintasa cataliza la condensacin, de cabeza a cola, de las molculas de FPP, dando escualeno. Escualeno experimenta una ciclacin en dos pasos para dar lanosterol. La primera reaccin es catalizada por escualeno monooxigenase. Esta enzima utiliza NADPH como cofactor para introducir oxgeno molecular como epxido en la posicin 2,3 del escualeno. Tras una serie de 19 reacciones adicionales, lanosterol se convierte a colesterol.

Regulacin de la sntesis del colesterolUn adulto normal sintetiza aproximadamente 1 gramo por da y consume unos 0.3 gramos por da. Unas concentraciones relativamente constantes de colesterol, unos 150-200 mg/dL, controlan la sntesis de novo. Las concentraciones estn en parte reguladas por la ingesta diettica de colesterol

El colesterol, tanto el procedente de la dieta como el de la sntesis se utiliza en la formacin de membranas y en la sntesis de hormonas esteroideas y, en mayor proporcin, de cidos biliares.

El aporte celular de colesterol se mantiene a un nivel estable por tres distintos mecanismos de regulacin 1. Actividad y niveles de HMG-CoA reductasa. 2. Del exceso intracelular de colesterol libre, por medio de la actividad de acil-CoA:colesterol aciltransferasa, ACAT. 3. Niveles plasmticos de colesterol via la captacin del receptor-LDL y del transporte inverso de HDL

Dado que los niveles intracelulares de cAMP se controlan por estmulos hormonales, la regulacin de la biosntesis de colesterol lo es hormonalmente. La insulina favorece el aumento de cAMP que a su vez activa la sntesis de colesterol. De forma alternativa, glucagn y epinefrina, al aumentar los niveles de CcAMP, inhiben la sntesis de colesterol.

El control a largo plazo de la actividadad de HMG-CoA reductase se realiza principalmentee por medio de la sntesis y degradacin de la enzima a travs de los estmulos hormonales para la expresin de sus genes. Tambin, el ritmo de produccin de la enzima HMG-CoA depende del aporte de colesterol, si es alto, aumenta la degradacin de la enzima.

LipoproteinasEl colesterol es transportado en plasma, predominantemente, como steres de colesterol unidos con lipoprotenas. El colesterol diettico va del intestino delgado al hgado en el interior de los quilomicrones y, el sintetizado en este rgano, asi como el diettico que excede las necesidades del hgado, se transporta en suero en el interior de LDLs. El hgado sintetiza VLDLs y estas partculas se convierten en LDLs por la acciones de las clulas endoteliales, junto con las de lipoprotena lipasa.

El colesterol que se encuentra en las membranas plasmticas puede extraerse por HDLs y esterificarse por la enzima LCAT, asociada a HDL. El captado de los tejidos perifricos por HDLs puede entonces ser transferido a VLDLs y LDLs, va la accin de la protena transfer de ester de colesterol (apoD), asociada a HDLs. El transporte reverso de colesterol permite al colesterol perifrico volver al hgado dentro de LDLs.

Por ltimo, el colesterol se excreta en la bilis como colesterol libre o como sales biliares tras conversin, en el hgado, a acidos biliares.

IMPORTANCIA BIOLOGICALos lpidos desempean diversas funciones biolgicas de gran importancia, ya que: constituyen las principales reservas energticas de los seres vivos forman parte de las membranas celulares, regulan la actividad de las clulas y los tejidos

DIGESTION QUIMICA

La mayor reserva de lpidos en los alimentos tanto de origen vegetal como animal est constituida por los triacilgliceroles (TG). La ruta de digestin de los TG depende en cierta manera del largo de la cadena de los cidos grasos que los constituyen. Los TG que contienen cidos grasos de cadena corta y media (no ms de 12 tomos de carbono) son hidrolizados en la boca y en el estmago a 2-monoacilglicerol (2-MAG) y cidos grasos (AG) libres por accin de las enzimas denominadas lipasas sintetizadas en la lengua (lingual) y en el estmago (gstrica). Estas dos enzimas presentan mayor actividad en los nios que ingieren grandes cantidades de leche de vaca que contiene alto contenido en TG con cidos grasos de cadena corta. La lipasa lingual es importante en el recin nacido porque en ellos no est bien establecida la secrecin de lipasa pancretica. Los cidos grasos de cadena corta y media son absorbidos directamente por las clulas epiteliales intestinales. Luego entran a la sangre portal y son transportados al hgado unidos a la albmina. El resto de la grasa dietaria ingresa al intestino donde es emulsionada en pequeas partculas, que son estabilizadas por accin de compuestos anfipticos llamados sales biliares.

Las sales biliares son sintetizadas en el hgado y almacenadas en la vescula biliar para luego se secretadas en el lumen del intestino. Estos compuestos actan como detergentes, unindose a las gotas lipdicas que son disgregadas por la accin peristltica del msculo intestinal. Esta grasa emulsionada es atacada por enzimas digestivas provenientes del pncreas entre las que se encuentran la lipasa y la colipasa. La lipasa pancretica es la responsable de separar los cidos grasos de todos los largos de cadena de los TG produciendo cidos grasos libres y 2-MAG. La colipasa es secretada como pro-colipasa y convertida en colipasa por accin de la tripsina. El complejo lipasa-colipasa es el que tiene actividad hidroltica. Adems se secreta bicarbonato (cuya secrecin es estimulada por la hormona intestinal secretina) que neutraliza el cido que entra al intestino desde el estmago junto con la comida parcialmente digerida, incrementando el pH a aproximadamente 6, condiciones ptimas para la accin de las enzimas digestivas del intestino. La secrecin de sales biliares y de enzimas pancreticas est estimulada por la hormona intestinal colecistoquinina. El pncreas tambin produce esterasas y fosfolipasa A2 que remueven el colesterol de los steres de colesterol y el cido graso en posicin 2 de los fosfolpidos (resultando en lisofosfolpidos) respectivamente. Los cidos grasos y 2-MAGs producidos por digestin de los TG son nuevamente emulsionados por las sales biliares junto con otros lpidos dietarios (colesterol, vitaminas liposolubles y lisofosfolpidos) y empaquetados en micelas. Las micelas viajan a travs de la capa de agua que se encuentra en la superficie de las microvellosidades de las clulas del epitelio intestinal donde los cidos grasos, 2-MAG y dems lpidos dietarios son absorbidos.

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