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ESQUEMA GENERAL DEL METABOLISMO DE LÍPIDOS

Citrato Citrato

Acetil-CoA Acetil-CoA

Ácidos Grasos

Acil-graso

CoA

LIPOGÉNESIS

Acil-graso

Carnitina

Acil-graso

Carnitina

Oxalacetato

Cuerpos

Cetónicos

Glucosa

Piruvato

Piruvato

GLUCÓLISIS

CITOSOL

CETOGÉNESIS

MITOCONDRIA

β-OXIDACIÓN

CPD

CICLO DEL

ÁCIDO CÍTRICO

Triacilgliceroles

LIPÓLISIS ESTERIFICACIÓN

AG dieta

Aminoácidos

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Rutas involucradas en el anabolismo de lípidos utilizadas

para la síntesis de ácidos grasos (AG), triacilgliceroles (TG),

colesterol y hormonas esteroideas.

Anabolismo del triglicérido (síntesis del triacilglicerol).

Anabolismo de los ácidos grasos (síntesis de los ácidos grasos).

Anabolismo del colesterol (síntesis de colesterol) y de las hormonas

esteroideas.

Los “ácidos grasos” pueden ser sintetizados a partir del acetil-CoA proveniente de los

carbohidratos y proteínas de la dieta.

Los ácidos grasos sintetizados, o provenientes de la dieta, más glicerol son utilizados para la

síntesis de triacilgliceroles que posteriormente pueden ser almacenados en el tejido adiposo.

Anabolismo de lípidos

“Biosíntesis de ácidos grasos (lipogénesis), triacilgliceroles (esterificación),

colesterol (colesterologénesis) y hormonas esteroideas (esteroidogénesis)”

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Esquema general del anabolismo de lípidos

Aminoácidos

Lipogénesis

(Biosíntesis de ácidos grasos)

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La biosíntesis de ácidos grasos es una vía importante para la producción de

componentes primarios para la síntesis de triacilgliceroles y fosfolípidos de membrana.

La biosíntesis de ácidos grasos no tiene lugar por la vía inversa o degradativa, por

el contrario, consta de un nuevo conjunto de reacciones encargadas de la síntesis de

ácidos grasos.

El conjunto de enzimas para la biosíntesis de ácidos grasos se encuentra ubicado en

el citoplasma.

Los intermediarios en la síntesis de ácidos grasos se encuentran covalentemente

unidos a una proteína portadora de grupos acilo (ACP) localizada en el brazo largo

del Complejo Ácido Graso Sintasa, mientras que en la degradación de los ácidos

grasos los intermediarios se encuentran unidos a la coenzima A.

La molécula reductora requerida para la biosíntesis de ácidos grasos es el NADPH.

La elongación de la cadena del ácido graso se detiene en la formación del palmitato

que contiene 16 átomos de carbono. La elongación posterior y la inserción de dobles

enlaces se lleva a cabo por otros sistemas enzimáticos.

El proceso de biosíntesis de ácidos grasos es estimulado por la hormona insulina y

inhibido por glucagón.

Aminoácidos

La LIPOGÉNESIS se lleva a cabo en el citoplasma de las células animales

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Citrato

Oxalacetato

Piruvato

Malato

Citrato

Oxalacetato

Piruvato

NADH

NADPH

Acetil-CoA Acetil-CoA

Matriz Citosol

El acetil-CoA necesario para la síntesis de ácidos grasos abandona la

mitocondria en forma de citrato a través del transportador de citrato

Transportador de citrato

piruvato

carboxilasa

citrato

sintasa

citrato

liasa

malato

deshidrogenasa

enzima

málico

El malonil-CoA es el dador activado para la síntesis de ácidos grasos y es

producido por la enzima “Acetil-CoA carboxilasa (ACC)”.

(proveniente de la

mitocondria)

Enzima

Acetil-CoA carboxilasa

(ACC)

La enzima ACC requiere de la “VITAMINA

BIOTINA” para realizar su función

correctamente.

Bicarbonato

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La síntesis de ácidos grasos se realiza por el “Complejo de la Ácido Graso

Sintasa” por medio de un proceso de cuatro pasos

-CoA

-CoA ACP

ACP : proteína portadora de grupos acilo

Primer paso en la síntesis de ácidos grasos realizado por el complejo

multienzimático “ácido graso sintasa”.

acetoacetil-ACP

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Segundo paso en la síntesis de ácidos grasos realizado por el complejo

multienzimático “ácido graso sintasa”.

acetoacetil-ACP

D-β-hidroxibutiril-ACP

Tercer paso en la síntesis de ácidos grasos realizado por el complejo

multienzimático “ácido graso sintasa”.

D-β-hidroxibutiril-ACP

Trans-∆2-butenoil-ACP

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Cuarto paso en la síntesis de ácidos grasos realizado por el complejo

multienzimático “ácido graso sintasa”.

Trans-∆2-butenoil-ACP

Butiril-ACP

-CoA

Síntesis de palmitato repitiendo el proceso de cuatro pasos realizado por el

“complejo de la ácido graso sintasa”

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Síntesis de ácidos grasos de cadena más larga e insaturados

a partir del palmitato

El alargamiento y desaturación se realiza en la membrana del retículo

endoplasmático liso. También se realiza alargamiento en las mitocondrias.

Para la síntesis de ácidos grasos poliinsaturados como el araquidonato, se

requiere obtener ácidos grasos esenciales ω6 y ω3 de la dieta.

(ω6)

(ω9)

(ω9)

(ω3)

A partir de palmitato se pueden producir

ácidos grasos saturados alargados

(estearato) y ácidos grasos

monoinsaturados (palmitoleato y oleato).

Sin embargo, para la síntesis de ácidos

grasos poliinsaturados, como el

araquidonato, se requiere de los ácidos

grasos esenciales ω6 y ω3, linoleato y

linolenato, respectivamente, obtenidos

desde la dieta.

El araquidonato es vital para la síntesis

de HORMONAS ICOSANOIDES

(prostaglandinas, tromboxanos y

leucotrienos) reguladores a corto alcance

de procesos inflamatorios y de la

respuesta inmune.

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Esterificación

(Biosíntesis de triacilgliceroles)

Los triacilgliceroles (TG) son formados para almacenar energía metabólica. La

síntesis de TG se lleva a cabo en el citoplasma de adipocitos, hepatocitos y miocitos.

Los ácidos grasos sintetizados o ingeridos por un organismo tienen uno de los

destinos siguientes: (1) Incorporación a triacilgliceroles para el almacenamiento de

energía ó (2) Incorporación a los fosfolípidos componentes de las membranas.

En el hombre sólo se pueden almacenar unos pocos gramos de glucógeno en el

hígado y en el músculo, escasamente suficiente para suministrar energía durante 12

horas. En cambio, la cantidad total de triacilglicerol que puede almacenar un hombre

que pesa 70Kg es de 15Kg aproximadamente, suficiente para cubrir las necesidades

energéticas durante 12 semanas.

Una ingesta alta de carbohidratos repleta la capacidad de almacenamiento de

glucógeno por el organismo; por lo tanto, en el hígado, el exceso se convierte en ácidos

grasos para la síntesis de triacilgliceroles que serán almacenados en el tejido adiposo.

El proceso de biosíntesis de triacilgliceroles (TG) es estimulado por la hormona

insulina y inhibido por glucagón.

Las plantas producen triacilgliceroles que se almacenan principalmente en frutos y

semillas.

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Aminoácidos

La ESTERIFICACIÓN se lleva a cabo en el citoplasma de las células animales

glicerol -3-fosfato

deshidrogenasa

glicerol

quinasa

Acil-CoA

sintetasa

Acil-CoA

sintetasa

Acil transferasa

Acil transferasa

Biosíntesis del ácido fosfatídico

(fosfolípido) principal intermediario

en la síntesis de triacilgliceroles.

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Síntesis de triacilgliceroles a partir

del ácido fosfatídico.

Acido fosfatídico

fosfatasa

Acil

transferasa

Adipocitos humanos repletos de gotículas de triacilgliceroles (TG)

En los mamíferos, el principal lugar de almacenamiento de TG es el citoplasma de las

células adiposas (células grasas o adipocitos). Las gotitas de TG se unen para formar un

gran glóbulo que puede ocupar casi todo el volumen celular.

Las células adiposas están especializadas en la síntesis y almacenamiento de TG y en su

movilización generando moléculas combustibles que son transportadas por la proteína

albumina en la sangre a otros tejidos. El músculo tambien almacena TG, sin embargo, es

para su propio consumo.

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Propiedades de los triacilgliceroles que los

hacen adecuados como principal reserva de

combustibles en comparación con

carbohidratos y proteínas.

(1) Contienen ácidos grasos con largas cadenas

hidrocarbonadas, estructuras altamente reducidas

con una energía de oxidación completa

(9kcal/mol) que es más de dos veces superior a la

correspondiente al mismo peso de proteína o

carbohidrato (4kcal/mol).

(2) Extrema insolubilidad de los lípidos en agua. Los

triacilgliceroles celulares se agregan en gotículas de

lípido sin solvatar. Si los comparamos con el glucógeno, el agua de solvatación puede suponer las dos terceras partes del peso total de las moléculas almacenadas.

(3) Baja reactividad química de los triacilgliceroles. Éstos pueden almacenarse en grandes cantidades en las células sin riesgo de que se produzcan reacciones químicas indeseadas con otros constituyentes celulares.

Glicerol

Triacilglicerol

constituido por ácidos

grasos saturados

Triacilglicerol

constituido por ácidos

grasos insaturados

Glicerol

BIOSÍNTESIS DE ESTEROLES

Biosíntesis de colesterol (Colesterologénesis) y hormonas esteroideas (esteroidogénesis)

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Los esteroles son lípidos estructurales que se hallan presentes en la membrana de la

mayoría de células eucarióticas.

Todos los tejidos animales en crecimiento necesitan colesterol para la síntesis de

membranas y algunos órganos (glándula adrenal y gónadas, por ejemplo) utilizan

colesterol como precursor para la producción de hormonas esteroideas. Tambien es un

precursor de la vitamina D y de las sales biliares (Glicocolato).

En los mamíferos, el colesterol no es necesario en la dieta porque todas las células

pueden sintetizarlo a partir de precursores sencillos. Por otra parte, en los vertebrados,

la mayor parte de la síntesis de colesterol tiene lugar en el hígado. El colesterol

formado en los hepatocitos tiene como función ser incorporado a las membranas de los

hepatocitos, pero la mayor parte se exporta para su utilización.

Se realiza principalmente en el citoplasma celular y la membrana externa del retículo

endoplasmático.

El proceso de biosíntesis de colesterol es estimulado por la hormona insulina y

inhibido por glucagón.

Su estructura característica es la de un núcleo esteroideo formado por cuatro anillos

fusionados, un grupo hidroxilo de cabecera y una cadena lateral alquílica.

Aminoácidos

La COLESTEROLOGÉNESIS se lleva a cabo en las células animales

Colesterol

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La biosíntesis de colesterol consta de cuatro etapas

+

HMG-CoA reductasa

Tiolasa

Descarboxilación y activación

Requiere NADPH

C2 C4

C2

C6

Isopentenilpirofosfato (Isopreno activado)

Requiere O2 molecular y NADPH

C30

C27

C5

C6

Requiere ATP

Requiere NADPH

6

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Regulación de la biosíntesis de colesterol por insulina y glucagón

+

Tiolasa

Descarboxilación y activación

C2 C4

C2

C6

Isopentenilpirofosfato (Isopreno activado)

Requiere O2 molecular y NADPH

C30

C27

C5

C6

Requiere ATP

Requiere NADPH

5

HMG-CoA reductasa

Requiere NADPH

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(Gestágenos)

(Andrógenos)

(Estrógenos)

C27

C21

C21

C19

C18

C21

C21

C21

Biosíntesis de hormonas esteroideas a partir de colesterol en glándula

suprarrenal y gónadas.