El metabolismo de lipidos

Las grasas (o triglicéridos) dentro del cuerpo son ingeridas como alimento o sintetizadas por adipocitos o hepatocitos a partir de precursores de carbohidratos . El metabolismo de los lípidos implica la oxidación de los ácidos grasos para generar energía o sintetizar nuevos lípidos a partir de moléculas más pequeñas. El metabolismo de los lípidos está asociado con el metabolismo de los carbohidratos, ya que los productos de la glucosa (como el acetilo CoA) pueden convertirse en lípidos.

Metabolismo de los lipidos

El metabolismo de los lípidos comienza en el intestino, donde los triglicéridos ingeridos se descomponen en ácidos grasos de cadena más pequeña y posteriormente en moléculas de monoglicéridos por las lipasas pancreáticas, enzimas que descomponen las grasas después de ser emulsionadas por las sales biliares.

Cuando el alimento llega al intestino delgado en forma de quimo, una hormona digestiva llamada colecistoquinina (CCK) es liberada por las células intestinales en la mucosa intestinal.

La CCK estimula la liberación de lipasa pancreática del páncreas y estimula la contracción de la vesícula biliar para liberar las sales biliares almacenadas en el intestino. La CCK también viaja al cerebro, donde puede actuar como un supresor del hambre.

Juntas, las lipasas pancreáticas y las sales biliares descomponen los triglicéridos en ácidos grasos libres. Estos ácidos grasos pueden ser transportados a través de la membrana intestinal.

Sin embargo, una vez que cruzan la membrana, se recombinan para formar de nuevo moléculas de triglicéridos. Dentro de las células intestinales, estos triglicéridos se envasan junto con moléculas de colesterol en vesículas fosfolípidas llamadas quilomicrones. Los quilomicrones permiten que las grasas y el colesterol se muevan dentro del ambiente acuoso de sus sistemas linfático y circulatorio.

Los quilomicrones salen de los enterocitos por exocitosis y entran en el sistema linfático a través de los lácteos en las vellosidades del intestino. Desde el sistema linfático, los quilomicrones son transportados al sistema circulatorio.

Una vez en la circulación, pueden ir al hígado o almacenarse en células grasas (adipocitos) que comprenden el tejido adiposo (grasa) que se encuentra en todo el cuerpo.

Lipólisismetabolismo de los lipidos

Para obtener energía de la grasa, los triglicéridos deben primero descomponerse por hidrólisis en sus dos componentes principales, los ácidos grasos y el glicerol. Este proceso, llamado lipólisis, tiene lugar en el citoplasma.

Los ácidos grasos resultantes son oxidados por β-oxidación en acetil CoA, que es utilizado por el ciclo de Krebs. El glicerol que se libera de los triglicéridos después de la lipólisis entra directamente en la vía de la glicólisis como DHAP.

Debido a que una molécula de triglicéridos produce tres moléculas de ácidos grasos con hasta 16 o más carbonos en cada una, las moléculas de grasa producen más energía que los carbohidratos y son una fuente importante de energía para el cuerpo humano.

Los triglicéridos producen más del doble de energía por unidad de masa en comparación con los carbohidratos y las proteínas. Por lo tanto, cuando los niveles de glucosa son bajos, los triglicéridos pueden convertirse en moléculas de acetilo CoA y utilizarse para generar ATP a través de la respiración aeróbica.

La descomposición de los ácidos grasos, llamada oxidación de los ácidos grasos o beta (β) -oxidación, comienza en el citoplasma, donde los ácidos grasos se convierten en moléculas de CoA acílicas grasas.

Este ácido graso acílico CoA se combina con la carnitina para crear una molécula de ácido graso acílico carnitina, que ayuda a transportar el ácido graso a través de la membrana mitocondrial.

Una vez dentro de la matriz mitocondrial, la molécula grasa de carnitina acilo se convierte de nuevo en CoA acilo graso y luego en CoA acetilo . El acetilo CoA recién formado entra en el ciclo de Krebs y se utiliza para producir ATP de la misma manera que el acetilo CoA derivado del piruvato.

Ketogénesis

Si se crea un exceso de acetil CoA a partir de la oxidación de los ácidos grasos y el ciclo de Krebs se sobrecarga y no puede manejarlo, el acetil CoA se desvía para crear cuerpos cetónicos.

Estos cuerpos cetónicos pueden servir como fuente de combustible si los niveles de glucosa son demasiado bajos en el cuerpo. Las cetonas sirven como combustible en tiempos de hambruna prolongada o cuando los pacientes sufren de diabetes no controlada y no pueden utilizar la mayor parte de la glucosa circulante.

En ambos casos, las reservas de grasa se liberan para generar energía a través del ciclo de Krebs y generarán cuerpos cetónicos cuando se acumule demasiado acetil CoA.

En esta reacción de síntesis de cetonas, el exceso de acetil CoA se convierte en hidroximetilglutaril CoA (HMG CoA). HMG CoA es un precursor del colesterol y es un intermediario que posteriormente se convierte en β-hydroxybutyrate, el cuerpo principal de la cetona en la sangre.

Oxidación del cuerpo cetónico

Los órganos que clásicamente se creía que dependían únicamente de la glucosa, como el cerebro, en realidad pueden utilizar las cetonas como fuente de energía alternativa. Esto mantiene el funcionamiento del cerebro cuando la glucosa está limitada.

Cuando las cetonas se producen más rápido de lo que se pueden utilizar, se pueden descomponer en CO2 y acetona. La acetona se elimina por exhalación. Un síntoma de la cetogénesis es que el aliento del paciente huele dulce como el alcohol.

Este efecto proporciona una forma de saber si un diabético está controlando adecuadamente la enfermedad. El dióxido de carbono producido puede acidificar la sangre, llevando a cetoacidosis diabética, una condición peligrosa en los diabéticos.

Las cetonas se oxidan para producir energía para el cerebro. beta (β)-hydroxybutyrate se oxida a acetoacetato y se libera NADH. Se añade una molécula de HS-CoA al acetato, formando acetoacetil CoA.metabolismo de los lipidos

El carbono dentro de la CoA acetoacetilica que no está unido a la CoA se desprende, dividiendo la molécula en dos. Este carbono se une a otro HS-CoA libre, resultando en dos moléculas de acetilo CoA. Estas dos moléculas de acetilo CoA son procesadas a través del ciclo de Krebs para generar energía.

Lipogénesis

Cuando los niveles de glucosa son abundantes, el exceso de acetil CoA generado por la glicólisis puede convertirse en ácidos grasos, triglicéridos, colesterol, esteroides y sales biliares.

Este proceso, llamado lipogénesis, crea lípidos (grasa) a partir del acetilo CoA y tiene lugar en el citoplasma de los adipocitos (células grasas) y los hepatocitos (células hepáticas). Cuando usted come más glucosa o carbohidratos de los que su cuerpo necesita, su sistema utiliza acetil CoA para convertir el exceso en grasa.

Aunque existen varias fuentes metabólicas de acetil CoA, la mayoría de las veces se deriva de la glicólisis. La disponibilidad de acetil CoA es significativa, ya que inicia la lipogénesis. La lipogénesis comienza con el acetilo CoA y avanza mediante la adición posterior de dos átomos de carbono de otro acetilo CoA; este proceso se repite hasta que los ácidos grasos tengan la longitud adecuada.

Debido a que este es un proceso anabólico que crea lazos, el ATP se consume. Sin embargo, la creación de triglicéridos y lípidos es una forma eficiente de almacenar la energía disponible en los carbohidratos. Los triglicéridos y lípidos, moléculas de alta energía, se almacenan en el tejido adiposo hasta que se necesitan.

Aunque la lipogénesis ocurre en el citoplasma, el acetil CoA necesario se crea en las mitocondrias y no puede ser transportado a través de la membrana mitocondrial. Para resolver este problema, el piruvato se convierte en oxaloacetato y acetil CoA.

Se requieren dos enzimas diferentes para estas conversiones. El oxaloacetato se forma a través de la acción de la piruvato carboxilasa, mientras que la acción de la piruvato deshidrogenasa crea acetilo CoA.

El oxaloacetato y el acetilo CoA se combinan para formar citrato, que puede atravesar la membrana mitocondrial y entrar en el citoplasma. En el citoplasma, el citrato se convierte de nuevo en oxaloacetato y acetil CoA. El oxaloacetato se convierte en malato y luego en piruvato.

El piruvato cruza de nuevo a través de la membrana mitocondrial para esperar el siguiente ciclo de lipogénesis. El acetil CoA se convierte en malonyl CoA, que se utiliza para sintetizar los ácidos grasos.

Referencias