3.4 · 04 · §4
La lipólisis y la β-oxidaciónLipolisia eta β-oxidazioa
Romper las grasas y llevar los ácidos grasos a la mitocondria, para quemarlos de dos en dos carbonos.
1Texto
- Explicar la lipólisis.
- Relacionar la activación y el transporte de los ácidos grasos.
- Nombrar el resultado de la β-oxidación.
EL METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
Los lípidos se acumulan en los tejidos adiposos. Igual que ocurre con los carbohidratos, se distinguen la vía anabólica y la vía catabólica.
Vía anabólica: utilizando acetil-CoA, se sintetizan lípidos.
Vía catabólica: se libera mucha energía.
La lipasa rompe los lípidos, formando ácidos grasos y glicerol.
Esto ocurre sobre todo en el intestino y en los tejidos adiposos.
Alrededor del 5-25 % del peso de una persona son lípidos, y alrededor del 90 % de ellos son triacilgliceroles.
1. Lipólisis: la lipasa rompe los lípidos (TAG).
2. Los ácidos grasos se activan y entran en las mitocondrias.
3. β-oxidación: los ácidos grasos se rompen en acetil-CoA y después entran en el ciclo de Krebs.
a. Oxidación b. Hidratación c. Oxidación d. Lisis
Imágenes que explican este apartado
LIPÓLISIS
En el primer paso hay que sacar los ácidos grasos de los triacilglicéridos donde están acumulados.
Para ello tenemos las lipasas reguladas por el AMPc.
La adrenalina, la noradrenalina, el glucagón y la hormona adrenocorticotropa (ACTH) activan la enzima adenilato ciclasa de las células como consecuencia de la activación de sus receptores. Por efecto de la actividad de esa enzima, los niveles de AMPc suben en el citoplasma y eso conlleva la activación de la PKA (proteína quinasa A), activando finalmente la lipasa.
Liberación de los TAG acumulados en los tejidos: 1. El receptor reconoce la hormona.
2. Se activa la adenilato ciclasa, formando AMPc y activando la PKA.
3. La PKA fosforila la lipasa.
4. La PKA fosforila la perilipina.
5. La lipasa hidroliza los TAG.
6. Los ácidos grasos se liberan a la sangre.
7. Los ácidos grasos entran en los miocitos, utilizando un transportador especial.
8. Los ácidos grasos se oxidan.
La insulina, en cambio, hace lo contrario. Es decir, inhibe la actividad de la enzima adenilato ciclasa y así los niveles de AMPc disminuyen, haciendo que se inhiba la lipasa.
La lipasa rompe los triacilglicéridos en glicerol y ácidos grasos:
El glicerol se vierte directamente a la circulación sanguínea. El hígado lo convierte en dihidroxiacetona fosfato (DHA-P).
Como los ácidos grasos son poco solubles en agua, se unen a la proteína seroalbúmina y son transportados por el organismo.
LA ACTIVACIÓN Y EL TRANSPORTE DE LOS ÁCIDOS GRASOS
El objetivo de la activación de los ácidos grasos es conseguir la acilación de la coenzima A dependiente de ATP.
Para transportarse, el acil-CoA se une a la carnitina y atraviesa la membrana de la mitocondria. Volverá a convertirse en acil-CoA y allí la carnitina se libera, paso necesario para empezar la β-oxidación en la matriz de la mitocondria.
La carnitina aciltransferasa I pasa, fuera de la membrana, el grupo acilo del acil-CoA al grupo -OH de la carnitina. La carnitina-acilcarnitina translocasa lo introduce en la mitocondria y la carnitina aciltransferasa II pasa, dentro de la mitocondria, el grupo acilo a la coenzima A, dejando el acil-CoA dentro de la mitocondria.
Imágenes que explican este apartado
β-OXIDACIÓN
En cada vuelta de la β-oxidación el ácido graso tiene 2 carbonos menos. Resultado: acetil-CoA, FADH2 y NADH.
ÁCIDOS GRASOS SATURADOS
La oxidación de los ácidos grasos saturados tiene 4 repeticiones. Por cada vuelta que da, obtendrá un acil-CoA que es 2 carbonos más pequeño.
Las unidades de 2 carbonos se van liberando, obteniendo acetil-CoA + FADH2 + NADH mediante cuatro reacciones. Estas se repiten según la longitud del ácido graso.
ENZIMAS:
Acil-CoA deshidrogenasa: oxida el acil-CoA introduciendo un doble enlace trans.
∆2-trans-enoil-CoA. Este transfiere dos hidrógenos al FAD, formando FADH2.
∆2-enoil-CoA hidratasa: introduce H2O en el doble enlace del ∆2-trans-enoil-CoA, formando L-3-hidroxiacil-CoA.
L-3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa: provoca la oxidación, convirtiendo NAD+ en NADH + H+. El β-hidroxilo cambia a β-ceto, formando 3-cetoacil-CoA.
β-cetotiolasa: rompe el 3-cetoacil-CoA introduciendo un segundo CoA, para producir acetil-CoA (C2) + acil-CoA (Cn-2).
Un ácido graso de n átomos de carbono sufrirá (n/2)-1 roturas por cada vuelta y formará n/2 acetil-CoA = N.
En la oxidación se forman 5 ATP por cada vuelta = 5(N-1). En el ciclo de Krebs se forman 12 ATP por cada N, pero la activación de los ácidos grasos consume 2 ATP; por tanto: número de ATP = 17N – 7[5 (N-1) + 12N -2 ] ATP
ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS
En este caso es necesaria la participación de otras dos enzimas: enoil CoA isomerasa y 2,4-dienoil-CoA reductasa. Se utilizan enzimas distintas para cambiar de lugar las insaturaciones.
Cuando el doble enlace cis está en posición impar (el ácido oleico, por ejemplo, C18:19):
Hace falta una isomerasa, para pasar el enlace cis a la forma trans.
A continuación, se comportan como los ácidos grasos saturados.
Cuando el doble enlace cis está en posición par (el ácido linoleico C18:29,12):
Hacen falta una epimerasa y una reductasa para cambiar la posición espacial del carbono asimétrico.
ÁCIDOS GRASOS DE NÚMERO IMPAR
En el caso de los ácidos grasos que tienen un número impar de carbonos, en el ciclo final, en vez de obtener 2 moléculas de acetil-CoA, se obtienen una propionil coenzima A y una molécula de acetil-CoA.
La propionil coenzima A entrará en el ciclo de Krebs, pero antes tendrá que convertirse en succinil coenzima A. Para llevar a cabo este proceso es imprescindible la vitamina B12.
Ej.: el ácido margárico (C17:O)
CUERPOS CETÓNICOS
En el ayuno o en la diabetes descompensada (cuando no hay glucosa o cuando la glucosa no puede entrar dentro de la célula por falta de insulina), es decir, cuando no se puede utilizar la glucosa como combustible, se produce un movimiento general de los ácidos grasos. Esa situación, en cambio, tiene riesgos graves: el hígado graso y la cetoacidosis.
Para evitar esos riesgos, el hígado coge los ácidos grasos y con las moléculas de acetil-CoA obtenidas produce unos compuestos químicos llamados cuerpos cetónicos. De esta manera se evita el colapso del hígado y se producen moléculas que otros días pueden utilizar como combustible. Por tanto, los cuerpos cetónicos son otra manera de transportar energía.
Los cuerpos cetónicos son compuestos de 4 carbonos, con tendencia ácida. Pueden disolverse en agua y se sintetizan en los hepatocitos (en las mitocondrias).
Son el acetoacetato y el β-hidroxibutirato.
Cuando la concentración en la sangre es alta, pueden traer problemas: cetosis o cetoacidosis. Esta situación la crea su tendencia ácida; el cuerpo, para hacer frente a esta situación, libera los cuerpos cetónicos en la orina, para mantener el equilibrio y la osmolaridad. Además de eso, libera también cationes y agua.
En consecuencia, puede traer deshidratación, pérdida de electrolitos y, en algunos casos, colapso (coma).
Imágenes que explican este apartado
Lo marcado como «Profundizar» no está en los apuntes: se añade para primer curso.
Los apuntes se tomaron en euskera: el texto en castellano es una traducción de esos apuntes.
Glosario
| Euskera | Castellano |
|---|---|
| Lipolisia | Lipólisis |
| β-oxidazioa | β-oxidación |
| Azetil-CoA | Acetil-CoA |
| Karnitina | Carnitina |
| Gorputz zetonikoak | Cuerpos cetónicos |
2Entender
El mismo apunte, en otra forma: aquí no hay materia nueva, sino la que ya hay puesta de otra manera.
Idea clave
Los cuerpos cetónicos no son un fallo: en ayuno o sin insulina, el hígado los saca de los ácidos grasos como combustible. El problema es la concentración: como tienden a ácidos, cuando están altos pueden dar cetosis o cetoacidosis, y con ello deshidratación, pérdida de electrolitos y coma.
De dónde sale: CUERPOS CETÓNICOS
El recorrido
- La hormona: adrenalina, noradrenalina, glucagón o ACTH
- El receptor en la membrana celularMembrana plasmática
- AMPcCitosol
- PKACitosol
- Lipasa fosforiladaCitosol
- Triacilglicéridos hidrolizadosCitosol
- Ácidos grasos a la sangreFuera de la célula
Paso a paso
- La hormona: adrenalina, noradrenalina, glucagón o ACTH → El receptor en la membrana celularEl receptor reconoce la hormona
- El receptor en la membrana celular → AMPcAdenilato ciclasa
- AMPc → PKA
- PKA → Lipasa fosforiladaFosforilaciónTambién fosforila la perilipina
- Lipasa fosforilada → Triacilglicéridos hidrolizados
- Triacilglicéridos hidrolizados → Ácidos grasos a la sangreLos ácidos grasos viajan unidos a la seroalbúmina; el glicerol va al hígado
De dónde sale: LIPÓLISIS
El recorrido
- Acil-CoACitosol
- Acil-CoA dentro de la mitocondriaMitocondria
- ∆2-trans-enoil-CoAMitocondria
- L-3-hidroxiacil-CoAMitocondria
- 3-cetoacil-CoAMitocondria
- Acetil-CoA + Acil-CoA (dos carbonos menos)Mitocondria
Paso a paso
- Acil-CoA → Acil-CoA dentro de la mitocondriaCarnitina aciltransferasa ICruza la membrana unido a la carnitina
- Acil-CoA dentro de la mitocondria → ∆2-trans-enoil-CoAAcil-CoA deshidrogenasa (oxidación)Dos hidrógenos al FAD: FADH2
- ∆2-trans-enoil-CoA → L-3-hidroxiacil-CoA∆2-enoil-CoA hidratasa (hidratación)
- L-3-hidroxiacil-CoA → 3-cetoacil-CoAL-3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa (oxidación)El NAD+ pasa a NADH + H+
- 3-cetoacil-CoA → Acetil-CoA + Acil-CoA (dos carbonos menos)β-cetotiolasa (lisis)Y la vuelta empieza otra vez, con dos carbonos menos
De dónde sale: β-OXIDACIÓN · ÁCIDOS GRASOS SATURADOS · LA ACTIVACIÓN Y EL TRANSPORTE DE LOS ÁCIDOS GRASOS
Compruébate
Tapa la respuesta e inténtalo. Se destapa al pulsar.
¿Cuál es la idea clave de esto?
Los cuerpos cetónicos no son un fallo: en ayuno o sin insulina, el hígado los saca de los ácidos grasos como combustible. El problema es la concentración: como tienden a ácidos, cuando están altos pueden dar cetosis o cetoacidosis, y con ello deshidratación, pérdida de electrolitos y coma.
La hormona: adrenalina, noradrenalina, glucagón o ACTH → … ¿y después?
El receptor en la membrana celular
El receptor en la membrana celular → … ¿y después?
AMPc
AMPc → … ¿y después?
PKA
PKA → … ¿y después?
Lipasa fosforilada
Lipasa fosforilada → … ¿y después?
Triacilglicéridos hidrolizados
Triacilglicéridos hidrolizados → … ¿y después?
Ácidos grasos a la sangre
Acil-CoA → … ¿y después?
Acil-CoA dentro de la mitocondria
Acil-CoA dentro de la mitocondria → … ¿y después?
∆2-trans-enoil-CoA
∆2-trans-enoil-CoA → … ¿y después?
L-3-hidroxiacil-CoA
L-3-hidroxiacil-CoA → … ¿y después?
3-cetoacil-CoA
3-cetoacil-CoA → … ¿y después?
Acetil-CoA + Acil-CoA (dos carbonos menos)
3Imágenes
Puedes ampliar cada imagen; cuando las etiquetas están en castellano o inglés, la traducción al euskera aparece debajo.
Etiquetas en euskera (9)
| Original | Euskera |
|---|---|
| CYTOSOL | Zitosola |
| MATRIX | Matrizea |
| Acyl-CoA | Azil-CoA |
| Carnitine | Karnitina |
| Acyl-carnitine | Azil-karnitina |
| Translocase | Translokasa |
| CPTI (Carnitine Palmitoyl Transferase I) | CPT I, karnitina palmitoil transferasa I |
| CPTII (Carnitine Palmitoyl Transferase II) | CPT II, karnitina palmitoil transferasa II |
| Acyl-CoA from cytosol to the mitochondrial matrix | Azil-CoA zitosoletik mitokondrioaren matrizera |
Etiquetas en euskera (7)
| Original | Euskera |
|---|---|
| Thiolase | Tiolasa |
| HMG-CoA synthase | HMG-CoA sintasa |
| HMG-CoA lyase | HMG-CoA liasa |
| Acetoacetate | Azetoazetatoa |
| Acetone | Azetona |
| Non-enzymatic decarboxylation | Deskarboxilazio ez-entzimatikoa |
| D-β-hydroxybutyrate dehydrogenase | D-β-hidroxibutirato deshidrogenasa |