Portada » Medicina y Salud » Metabolismo de las lipoproteínas y su impacto en la salud
METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS. Las lipoproteínas se encargan de la administración tanto de la grasa exógena, como de la endógena. La grasa exógena, proveniente de la dieta, es transportada por el torrente circulatorio en forma de quilomicrones desde el intestino, donde se absorbe; mientras que los triglicéridos endógenos sintetizados en el hígado son transportados en forma de VLDL. La estructura de ambas partículas es similar, si bien difieren en el tamaño y en el contenido de apoproteínas. Nada más entrar en la circulación, ambos, quilomicrones y VLDL, empiezan a experimentar cambios debido a la interacción de la LPL (lipoproteinlipasa) presente en el endotelio capilar, la cual va rompiendo 3 los triglicéridos en ácidos grasos y monoglicéridos. Esta enzima es activada precisamente por la apo CII, que actúa como coenzima de la misma y que está presente en ambas lipoproteínas (quilomicrones y VLDL). Los ácidos grasos liberados penetran en el tejido adiposo. A continuación el destino de quilomicrones y VLDL es parcialmente análogo pero con notables diferencias: • Al disminuir el contenido lipídico interno de los quilomicrones, estos ceden el exceso de componentes de su superficie (colesterol no esterificado, fosfolípidos y apolipoproteínas A y C), a las HDL. De estos procesos resultan los llamados quilomicrones residuales, muy ricos en colesterol esterificado y Apo E. Estas lipoproteínas serán eliminadas por el hígado, que las degrada tras unirse a receptores específicos de la lipoproteína
E presentes en los hepatocitos. • Al disminuir el contenido lipídico interno de las VLDL, estas ceden el exceso de componentes de su superficie (colesterol no esterificado, fosfolípidos y apoproteínas C), e incorporan colesterol esterificado de las HDL, convirtiéndose en proteínas de densidad intermedia (IDL). La IDL puede seguir dos vías metabólicas: ➢ o es degradada por el hígado, a través de los receptores para la ApoE, ➢ o se transforma en LDL, por pérdida de colesterol no esterificado y Apo E hacia las HDL, e incorporación de colesterol esterificado desde las mismas. Ambas opciones están distribuidas al 50%. A su vez las LDL pueden tener dos destinos distintos con idéntica distribución: ➔ Son degradadas por el hígado, donde está presente un receptor para la Apo B. ➔ Son captadas por las células periféricas, que obtienen de esta manera colesterol. Al penetrar en los hepatocitos las LDL inhiben la síntesis de colesterol inhibiendo su enzima de control principal y también la síntesis de receptores para la LDL. Como consecuencia ejercen una acción de retroalimentación negativa sobre la exportación del mismo. Dado que las LDL liberan colesterol en las arterias el índice elevado de esta lipoproteína es un rasgo predictivo de arteriosclerosis. La función de las HDL, es recoger el colesterol no esterificado de los tejidos periféricos (entre ellos las arterias), y de otras lipoproteínas y esterificarlo mediante la LCAT (coenzima ApoAI), para transferirlos a las IDL. De esta forma, y vía LDL puede llegar el colesterol de los tejidos al hígado. También conducen el colesterol desde los tejidos periféricos (procedente del recambio de membrana y células que mueren) hasta el hígado, donde es degradado, transformado en ácidos biliares y excretado. Trigliceridos: Son los lípidos más abundantes en el organismo y se encuentran sobre todo, en el tejido adiposo, y en menor cantidad, en el hígado. Un triglicérido está constituido por: una molécula de glicerol, cuyos tres grupos alcohol están esterificados con tres ácidos grasos. El tejido adiposo está especializado en la esterificación de los ácidos grasos con el glicerol, y en su liberación a partir de los triglicéridos, cuando es necesario. Al proceso de síntesis de triglicéridos se le denomina lipogénesis, y el de hidrólisis, lipolisis.//ANABOLISMO DE LÍPIDOS (LIPOGÉNESIS). En situaciones de aporte adecuado de alimentos, la abundancia de glucosa y también de grasas de origen dietético favorecen la lipogénesis. Los ácidos grasos fabricados en el hígado (a partir de glucosa) viajan hacia el tejido adiposo esterificados y en forma de VLDL. Ya en dicho tejido son liberados y esterificados con el glicerol procedente de la glucosa que ha penetrado en el mismo. Los ácidos grasos procedentes de la dieta llegan al tejido graso en forma de quilomicrones. La síntesis de triglicéridos en el hialoplasma supone, por una parte la obtención de glicerol-3P y por otra la de ácidos grasos. 1.1.1. Síntesis de glicerol. Se obtiene fundamentalmente a partir de la dihidroxiacetona-P, por reducción (de una cetona a un alcohol) y desfosforilación posterior por una fosfatasa. 1.1.2. Síntesis de ácidos grasos. El principal precursor de los ácidos grasos es el AcetilCoA, que se origina en las mitocondrias, a partir de la descarboxilación del ácido pirúvico y la degradación de los ácidos grasos y algunos aminoácidos. El conjunto de reacciones que forman parte de este proceso está catalizado por un complejo enzimático, la ácido graso sintetasa. Al acetilCoA (2C) se le irán uniendo moléculas de malonilCoA (3C), obtenido a partir del acetilCoA y CO2, mediante la enzima AcetilCoA carboxilasa: Al irse uniendo el malonilCoA se va perdiendo por cada incorporación un átomo de carbono en forma de CO2. Si por ejemplo se va a sintetizar el esteárico (18 C) se incorporarían 8 malonilCoA al acetilCoA inicial. Para la síntesis se utiliza el NADPH, obtenido en la vía de las pentosas fosfato como dador de H (se oxida).//CATABOLISMO DE LÍPIDOS (LIPOLISIS). La lipolisis se produce por el aumento de la actividad de la lipasa hormosensible, que está regulada por hormonas como: GLUCAGÓN, ADRENALINA, NORADRENALINA y ACTH, que son todas estimulantes. La INSULINA inhibe la lipasa. De igual forma que sucedía con el anabolismo, glicerol y ácidos grasos se degradan por separado: 1.2.1. Catabolismo del glicerol. El glicerol se va a transformar en glicerofosfato por fosforilación, y este en dihidroxiacetona-P, por oxidación (de alcohol a cetona).//Catabolismo de los ácidos grasos. Consiste en la liberación repetida de moléculas de acetilCoA en el interior de la mitocondria en un proceso denominado β-oxidación. Las etapas previas a este proceso son la activación del ácido graso en forma de acil-CoA y su pasaje a la matriz mitocondrial. Como la activación de los AG es un proceso citoplasmático y su oxidación es en la matriz mitocondrial, son transportados por la proteína translocasa (inserta en la membrana) y con ayuda de la carnitina. Los C de los AG se denominan con letras griegas. El C que se oxida es el β, de ahí el nombre de la vía. Este carbono es el que sufre las oxidaciones, que dan lugar a FADH2 y NADH. El último paso, tras estas oxidaciones consiste en la incorporación de HS-CoA y produce la ruptura de la molécula en dos: una acetil-CoA (de 2 C) y el ácido graso–CoA con 2 C menos que el inicial. Este ácido graso con 2C menos vuelve a ser oxidado en C 2 en otra “vuelta”, es decir, el AG con 2C menos vuelve a la ronda nuevamente. Los productos obtenidos después de una “vuelta” son: · Una molécula de acetil CoA que puede ingresar en el ciclo de Krebs y producir ATP. · Un NAD y un FADH2 que en la cadena respiratoria darán 5 ATP · Una molécula del ácido graso–CoA con 2 C menos que la molécula inicial, que pude seguir oxidándose y dando acetil CoA perdiendo 2C de cada vez. El numero de “vueltas” que un ácido graso pone en marcha, es decir las veces que se oxida, depende del número de carbonos que tenga. Si el ácido graso tiene 18 C podrá dar 8 “vueltas”, y en la última vuelta se liberan 2 moléculas de acetil-CoA, con lo que el proceso es energéticamente muy favorable. Esta gran producción de ATP es la causa de que las grasas sean un almacén de energía tan importante, pues 1 gr de grasa produce más ATP que un gr de glucosa. A la izquierda el balance del ácido palmítico (16C).//CUERPOS CETÓNICOS El hígado posee enzimas capaces de transformar el acetilCoA procedente del ácido pirúvico o de la oxidación de los ácidos grasos, en ácido acetoacético. Este posteriormente se trasforma en acetona y ácido hidroxibutírico. Estos tres compuestos reciben el nombre genérico de cuerpos cetónicos. Son utilizados para la obtención de energía en situaciones como el ayuno, dietas pobres en carbohidratos y diabetes, por razones que hemos comentado en el tema anterior. Cuando los cuerpos cetónicos aumentan en sangre se produce cetonemia, y en orina cetonuria. En los tejidos diana para utilizarse, el acatoacetato se transforma en 2 moléculas de acetilCoA, que pueden entrar en el ciclo de Krebs. 2 3. COLESTEROL Se sintetiza a partir de acetilCoa y acetacetilCoA con gasto de ATP y NADPH en el retículo endoplasmático de todas las células, pero como siempre el hígado juega un papel especial. También hay un aporte de la dieta. Se elimina en forma de sales biliares y como colesterol en la bilis. El colesterol tiene un grupo hidroxilo que se puede esterificar con un ácido graso mediante la enzima LCAT y dar los esteres de colesterol. 4. LIPOPROTEÍNAS Algunos lípidos son moléculas anfipáticas. Esto significa que contienen grupos polares (hidrófilos), situados en la cabeza de la molécula, que tienen afinidad por el agua, y grupos hidrocarbonados no polares (hidrófobos), que constituyen la cola de la molécula. A este grupo corresponden los fosfolípidos. Otros resultan solubles en disolventes orgánicos apolares (ej. Cloroformo) pero presentan escasa solubilidad en agua, caso de los triglicéridos y el colesterol. Debido a ello, para su transporte en suero requieren un sistema complejo: LAS LIPOPROTEÍNAS. Los ácidos grasos sin embargo son transportados por la albúmina. 5.1 ESTRUCTURA. Una lipoproteína es una estructura pseudomicelar. Está formada por una regíón externa constituida por una monocapa de fosfolípidos, apoproteínas y colesterol libre (polar) que encierra triglicéridos y colesterol esterificado con ácidos grasos (apolar), formando el corazón hidrofóbico. Las apoproteínas son globulinas. 5.2 CLASIFICACIÓN Y FUNCIONES. La clasificación vigente hoy en día se basa en la ultracentrifugación, que las separa en distintas densidades, y es la siguiente: QUILOMICRONES.- Sintetizados en el instestino. Son los que transportan los triglicéridos y colesterol de origen exógeno es decir, los provenientes de la dieta. Las apoproeínas principales que tienen en su superficie son las B (48). Cambien son importantes las C, en concreto las apo CII, activadoras de la Lipoprotein lipasa, que rompe los triglicéridos que se encuentran en su interior; y la apo E que se une a receptores de los hepatocitos. VLDL.- Sintetizados en el hígado. Transportan los triglicéridos de origen endógeno, esto es, sintetizados por el organismo. Las apoproeínas principales que tienen en su superficie son las B(100). También son importantes las C, en concreto las apo CII, activadoras de la Lipoprotein Lipasa, que rompe los triglicéridos que se encuentran en su interior. LDL.- Transporta sobre todo colesterol, tanto endógeno como exógeno. Las apoproeínas principales que tienen en su superficie son las B, que se unen a receptores de los hepatocitos. HDL.- Sintetizadas en el intestino e hígado. Transportan colesterol para su excreción en la bilis. Son partículas ricas en fosfolípidos y el lugar de formación de los ésteres de colesterol. Son ricas en apoproteína de tipo A. La apoAI es un activador de la enzima que forma los ésteres de colesterol en el suero (lecitincolesterol-acil-transferasa o L.C.A.T.).//METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS. Las lipoproteínas se encargan de la administración tanto de la grasa exógena, como de la endógena. La grasa exógena, proveniente de la dieta, es transportada por el torrente circulatorio en forma de quilomicrones desde el intestino, donde se absorbe; mientras que los triglicéridos endógenos sintetizados en el hígado son transportados en forma de VLDL. La estructura de ambas partículas es similar, si bien difieren en el tamaño y en el contenido de apoproteínas. Nada más entrar en la circulación, ambos, quilomicrones y VLDL, empiezan a experimentar cambios debido a la interacción de la LPL (lipoproteinlipasa) presente en el endotelio capilar, la cual va rompiendo 3 los triglicéridos en ácidos grasos y monoglicéridos. Esta enzima es activada precisamente por la apo CII, que actúa como coenzima de la misma y que está presente en ambas lipoproteínas (quilomicrones y VLDL). Los ácidos grasos liberados penetran en el tejido adiposo. A continuación el destino de quilomicrones y VLDL es parcialmente análogo pero con notables diferencias: • Al disminuir el contenido lipídico interno de los quilomicrones, estos ceden el exceso de componentes de su superficie (colesterol no esterificado, fosfolípidos y apolipoproteínas A y C), a las HDL. De estos procesos resultan los llamados quilomicrones residuales, muy ricos en colesterol esterificado y Apo E. Estas lipoproteínas serán eliminadas por el hígado, que las degrada tras unirse a receptores específicos de la lipoproteína E presentes en los hepatocitos. • Al disminuir el contenido lipídico interno de las VLDL, estas ceden el exceso de componentes de su superficie (colesterol no esterificado, fosfolípidos y apoproteínas C), e incorporan colesterol esterificado de las HDL, convirtiéndose en proteínas de densidad intermedia (IDL). La IDL puede seguir dos vías metabólicas: ➢ o es degradada por el hígado, a través de los receptores para la ApoE, ➢ o se transforma en LDL, por pérdida de colesterol no esterificado y Apo E hacia las HDL, e incorporación de colesterol esterificado desde las mismas. Ambas opciones están distribuidas al 50%. A su vez las LDL pueden tener dos destinos distintos con idéntica distribución: ➔ Son degradadas por el hígado, donde está presente un receptor para la Apo B. ➔ Son captadas por las células periféricas, que obtienen de esta manera colesterol. Al penetrar en los hepatocitos las LDL inhiben la síntesis de colesterol inhibiendo su enzima de control principal y también la síntesis de receptores para la LDL. Como consecuencia ejercen una acción de retroalimentación negativa sobre la exportación del mismo. Dado que las LDL liberan colesterol en las arterias el índice elevado de esta lipoproteína es un rasgo predictivo de arteriosclerosis. La función de las HDL, es recoger el colesterol no esterificado de los tejidos periféricos (entre ellos las arterias), y de otras lipoproteínas y esterificarlo mediante la LCAT (coenzima ApoAI), para transferirlos a las IDL. De esta forma, y vía LDL puede llegar el colesterol de los tejidos al hígado. También conducen el colesterol desde los tejidos periféricos (procedente del recambio de membrana y células que mueren) hasta el hígado, donde es degradado, transformado en ácidos biliares y excretado.///HIPERLIPEMIAS. Como consecuencia de un aumento de las fracciones lipídicas circulantes podemos apreciar las siguientes alteraciones en la analítica de Bioquímica básica: 6.3.1.HIPERTRIGLICERIDEMIAS. Se caracterizan por el aumento en el plasma de las concentraciones de triacilglicéridos. Se produce en las hiperlipoproteinemias I, IV, y V. ● Hiperlipemia tipo IV. Es la más frecuente, debida sobre todo a un aumento de la síntesis de VLDL. Es típica de una dieta rica en azúcares y alcohol (estimula la síntesis de ácidos grasos). También se produce en la diabetes ya que la falta de insulina, aumenta la lipólisis en el tejido adiposo, dirigíéndose estos ácidos grasos al hígado (aumento de la síntesis de VLDL) e inhibe la LPL (evita su degradación). Otra causa esta vez de origen genético se debe a un exceso de Apo B. Se sabe que su síntesis está regulada por los ácidos grasos y que los ácidos grasos insaturados Ω 3 (del pescado), probablemente inhiben su síntesis. ● Hiperlipoproteinemia tipo I. El exceso de QM se debe al defecto o falta de actividad de la LPL o a la falta de apoproteína CII. ● Hiperlipemia tipo V. El exceso de QM se acompaña de un aumento de VLDL. Se debe a escasa actividad de LPL acompañada de mayor producción de VLDL. 6.3.2. HIPERCOLESTEROLEMIAS Se caracterizan por un aumento en sangre de colesterol. Se produce en las hipoproteinemias IIa, IIb y III. ● Hiperlipemia tipo IIa . Hay un exceso de LDL. Se debe fundamentalmente a un defecto genético que reduce la cantidad de receptores (B) o altera su estructura (hipercolesteremia familiar). ● Hiperlipemia tipo IIb. Hay un exceso de LDL y VLDL. Además del defecto del receptor se acompaña de una mayor síntesis de VLDL ● Hiperlipemia tipo III. Las alteraciones en la apoproteína E, que hacen que no sea reconocible por su receptor hepático, originan un cuadro de hiperlipemia conocido como disbetalipoproteinemia. En esta alteración se acumulan los QM remanentes y las IDL.
DETERMINACIÓN DE LÍPIDOS Las pruebas habituales, que se realizan en cualquier laboratorio, se utilizan para evaluar el riesgo aterógeno y determinar el tratamiento. Otras pruebas, típicas de laboratorios de investigación sirven para tipificar la dislipemia y para la identificación de la patología molecular de la misma. 7.1. ASPECTO DEL SUERO. El suero se deja por lo general durante una noche en el frigorífico. La existencia de una capa sobrenadante de tipo lechoso indica la presencia de gran cantidad de quilomicrones. La turbidez del infranadante indica la presencia de gran cantidad de VLDL. Las elevaciones de LDL y HDL no cambian el aspecto transparente del suero. 7.2 DETERMINACIONES DE COLESTEROL Y TRIGLICÉRIDOS. El riesgo aterogéno puede establecerse tomando como base las concentraciones de colesterol total y triglicéridos totales plasmáticos. Cuando se obtienen valores de colesterol por encima de 240 mg /dl, o de triglicéridos por encima de 200 mg / dl, en 3 o 4 análisis repetidos en el tiempo, esto indica un valor elevado. La concentración de colesterol LDL indica de forma más precisa que la determinación de riesgo aterógeno; y la de colesterol HDL, la inversa de dicho riesgo. 7.2.1 ANÁLISIS DEL COLESTEROL. El análisis del colesterol total se complica por la existencia de dos formas de la molécula: la libre (1 / 3) de la total, y la esterificada (el resto). Los métodos enzimáticos parten de la hidrólisis inicial de los ésteres de colesterol, seguida de una conversión enzimática del colesterol libre resultante. La medida es por espectroscoía V-UV 7.2.2. ANÁLISIS DE TRIGLICÉRIDOS Todos los métodos empleados, ya sean químicos o enzimáticos, implican dos procedimientos generales: una hidrólisis de los triglicéridos para formar glicerol más ácidos grasos libres, y la medida del glicerol liberado (como talo tras su conversión en otro producto) mediante técnica de espectroscopía Visible-Ultravioleta 7.2.3 ANÁLISIS DE HDL COLESTEROL Y DE LDL COLESTEROL En la actualidad existen métodos directos de medida del colesterol LDL y HDL, en cuyo fundamento se elimina en la medida final de colesterol, el procedente del resto de las lipoproteínas mediante diversos procedimientos, entre ellos los inmunológicos. Las reacciones serían las mismas que las de medida del colesterol total, una vez seguros de que solo se está midiendo el colesterol LDL o el HDL. La mayor parte de las veces se puede determinar el colesterol total, los triglicéridos y el colesterol HDL y calcular el colesterol LDL según la siguiente fórmula (fórmula de Friedewald): LDL-COL = COL TOTAL – TG/5 – HDL-COL El término (TG/5) de la ecuación es una estimación del contenido de colesterol en las VLDL. Ello se basa en el hecho de que las VLDL normales llevan al menos cinco veces más triglicéridos que colesterol. Cuando el contenido en triglicéridos es mayor de 400 mg/dl, no puede aplicarse la fórmula. No obstante el método de referencia incluye una ultracentrifugación a elevadas rpm, que separa las lipoproteinas VLDL al sobrenadante, seguida del tratamiento del infranadante con un agente precipitante. Tras una segunda centrifugación quedará el colesterol HDL en el sobrenadante, y las lipoproteinas LDL precipitadas. Mediremos el colesterol HDL en el supranadante. 7.3 ANÁLISIS DE LIPOPROTEÍNAS Métodos de ultracentrifugación Esta técnica estudia la velocidad de flotación de las partículas lipoproteicas en medios acuosos de densidad uniforme. Al someter un suero a ultracentrifugación (centrífugas de alta aceleración), las fracciones lipoproteicas se colocan a distintas alturas del tubo, de acuerdo con su densidad. Las 6 lipoproteínas aisladas por centrifugación pueden estudiarse químicamente, determinando su composición en distintos lípidos y en apoproteínas Métodos electroforéticos La electroforesis de lipoproteínas ha dejado de utilizarse pero es muy útil para caracterizar las hiperlipoproteinemias, ya que fue el punto de partida de Friedrickson para clasificar los tipos de electroforesis anormales (numerados del I al V), asociados a las distintas patologías. 7.4. ANÁLISIS DE APOLIPOPROTEÍNAS Se basan en Métodos inmunoquímicos. En concreto se utiliza mucho la inmunoturbidimetría. Los anticuerpos anti-apolipoproteína B reaccionan con el antígeno de la muestra formando un complejo antígeno anticuerpo que se determina por turbidimetría.
Trigliceridos: Son los lípidos más abundantes en el organismo y se encuentran sobre todo, en el tejido adiposo, y en menor cantidad, en el hígado. Un triglicérido está constituido por: una molécula de glicerol, cuyos tres grupos alcohol están esterificados con tres ácidos grasos. El tejido adiposo está especializado en la esterificación de los ácidos grasos con el glicerol, y en su liberación a partir de los triglicéridos, cuando es necesario. Al proceso de síntesis de triglicéridos se le denomina lipogénesis, y el de hidrólisis, lipolisis.
ANABOLISMO DE LÍPIDOS (LIPOGÉNESIS). En situaciones de aporte adecuado de alimentos, la abundancia de glucosa y también de grasas de origen dietético favorecen la lipogénesis. Los ácidos grasos fabricados en el hígado (a partir de glucosa) viajan hacia el tejido adiposo esterificados y en forma de VLDL. Ya en dicho tejido son liberados y esterificados con el glicerol procedente de la glucosa que ha penetrado en el mismo. Los ácidos grasos procedentes de la dieta llegan al tejido graso en forma de quilomicrones. La síntesis de triglicéridos en el hialoplasma supone, por una parte la obtención de glicerol-3P y por otra la de ácidos grasos. 1.1.1. Síntesis de glicerol. Se obtiene fundamentalmente a partir de la dihidroxiacetona-P, por reducción (de una cetona a un alcohol) y desfosforilación posterior por una fosfatasa. 1.1.2. Síntesis de ácidos grasos. El principal precursor de los ácidos grasos es el AcetilCoA, que se origina en las mitocondrias, a partir de la descarboxilación del ácido pirúvico y la degradación de los ácidos grasos y algunos aminoácidos. El conjunto de reacciones que forman parte de este proceso está catalizado por un complejo enzimático, la ácido graso sintetasa. Al acetilCoA (2C) se le irán uniendo moléculas de malonilCoA (3C), obtenido a partir del acetilCoA y CO2, mediante la enzima AcetilCoA carboxilasa: Al irse uniendo el malonilCoA se va perdiendo por cada incorporación un átomo de carbono en forma de CO2. Si por ejemplo se va a sintetizar el esteárico (18 C) se incorporarían 8 malonilCoA al acetilCoA inicial. Para la síntesis se utiliza el NADPH, obtenido en la vía de las pentosas fosfato como dador de H (se oxida).
CATABOLISMO DE LÍPIDOS (LIPOLISIS). La lipolisis se produce por el aumento de la actividad de la lipasa hormosensible, que está regulada por hormonas como: GLUCAGÓN, ADRENALINA, NORADRENALINA y ACTH, que son todas estimulantes. La INSULINA inhibe la lipasa. De igual forma que sucedía con el anabolismo, glicerol y ácidos grasos se degradan por separado: 1.2.1. Catabolismo del glicerol. El glicerol se va a transformar en glicerofosfato por fosforilación, y este en dihidroxiacetona-P, por oxidación (de alcohol a cetona).
Catabolismo de los ácidos grasos. Consiste en la liberación repetida de moléculas de acetilCoA en el interior de la mitocondria en un proceso denominado β-oxidación. Las etapas previas a este proceso son la activación del ácido graso en forma de acil-CoA y su pasaje a la matriz mitocondrial. Como la activación de los AG es un proceso citoplasmático y su oxidación es en la matriz mitocondrial, son transportados por la proteína translocasa (inserta en la membrana) y con ayuda de la carnitina. Los C de los AG se denominan con letras griegas. El C que se oxida es el β, de ahí el nombre de la vía. Este carbono es el que sufre las oxidaciones, que dan lugar a FADH2 y NADH. El último paso, tras estas oxidaciones consiste en la incorporación de HS-CoA y produce la ruptura de la molécula en dos: una acetil-CoA (de 2 C) y el ácido graso–CoA con 2 C menos que el inicial. Este ácido graso con 2C menos vuelve a ser oxidado en C 2 en otra “vuelta”, es decir, el AG con 2C menos vuelve a la ronda nuevamente. Los productos obtenidos después de una “vuelta” son: · Una molécula de acetil CoA que puede ingresar en el ciclo de Krebs y producir ATP. · Un NAD y un FADH2 que en la cadena respiratoria darán 5 ATP · Una molécula del ácido graso–CoA con 2 C menos que la molécula inicial, que pude seguir oxidándose y dando acetil CoA perdiendo 2C de cada vez. El numero de “vueltas” que un ácido graso pone en marcha, es decir las veces que se oxida, depende del número de carbonos que tenga. Si el ácido graso tiene 18 C podrá dar 8 “vueltas”, y en la última vuelta se liberan 2 moléculas de acetil-CoA, con lo que el proceso es energéticamente muy favorable. Esta gran producción de ATP es la causa de que las grasas sean un almacén de energía tan importante, pues 1 gr de grasa produce más ATP que un gr de glucosa. A la izquierda el balance del ácido palmítico (16C).
CUERPOS CETÓNICOS El hígado posee enzimas capaces de transformar el acetilCoA procedente del ácido pirúvico o de la oxidación de los ácidos grasos, en ácido acetoacético. Este posteriormente se trasforma en acetona y ácido hidroxibutírico. Estos tres compuestos reciben el nombre genérico de cuerpos cetónicos. Son utilizados para la obtención de energía en situaciones como el ayuno, dietas pobres en carbohidratos y diabetes, por razones que hemos comentado en el tema anterior. Cuando los cuerpos cetónicos aumentan en sangre se produce cetonemia, y en orina cetonuria. En los tejidos diana para utilizarse, el acatoacetato se transforma en 2 moléculas de acetilCoA, que pueden entrar en el ciclo de Krebs. 2 3. COLESTEROL Se sintetiza a partir de acetilCoa y acetacetilCoA con gasto de ATP y NADPH en el retículo endoplasmático de todas las células, pero como siempre el hígado juega un papel especial. También hay un aporte de la dieta. Se elimina en forma de sales biliares y como colesterol en la bilis. El colesterol tiene un grupo hidroxilo que se puede esterificar con un ácido graso mediante la enzima LCAT y dar los esteres de colesterol. 4. LIPOPROTEÍNAS Algunos lípidos son moléculas anfipáticas. Esto significa que contienen grupos polares (hidrófilos), situados en la cabeza de la molécula, que tienen afinidad por el agua, y grupos hidrocarbonados no polares (hidrófobos), que constituyen la cola de la molécula. A este grupo corresponden los fosfolípidos. Otros resultan solubles en disolventes orgánicos apolares (ej. Cloroformo) pero presentan escasa solubilidad en agua, caso de los triglicéridos y el colesterol. Debido a ello, para su transporte en suero requieren un sistema complejo: LAS LIPOPROTEÍNAS. Los ácidos grasos sin embargo son transportados por la albúmina. 5.1 ESTRUCTURA. Una lipoproteína es una estructura pseudomicelar. Está formada por una regíón externa constituida por una monocapa de fosfolípidos, apoproteínas y colesterol libre (polar) que encierra triglicéridos y colesterol esterificado con ácidos grasos (apolar), formando el corazón hidrofóbico. Las apoproteínas son globulinas. 5.2 CLASIFICACIÓN Y FUNCIONES. La clasificación vigente hoy en día se basa en la ultracentrifugación, que las separa en distintas densidades, y es la siguiente: QUILOMICRONES.- Sintetizados en el instestino. Son los que transportan los triglicéridos y colesterol de origen exógeno es decir, los provenientes de la dieta. Las apoproeínas principales que tienen en su superficie son las B (48). Cambien son importantes las C, en concreto las apo CII, activadoras de la Lipoprotein lipasa, que rompe los triglicéridos que se encuentran en su interior; y la apo E que se une a receptores de los hepatocitos. VLDL.- Sintetizados en el hígado. Transportan los triglicéridos de origen endógeno, esto es, sintetizados por el organismo. Las apoproeínas principales que tienen en su superficie son las B(100). También son importantes las C, en concreto las apo CII, activadoras de la Lipoprotein Lipasa, que rompe los triglicéridos que se encuentran en su interior. LDL.- Transporta sobre todo colesterol, tanto endógeno como exógeno. Las apoproeínas principales que tienen en su superficie son las B, que se unen a receptores de los hepatocitos. HDL.- Sintetizadas en el intestino e hígado. Transportan colesterol para su excreción en la bilis. Son partículas ricas en fosfolípidos y el lugar de formación de los ésteres de colesterol. Son ricas en apoproteína de tipo A. La apoAI es un activador de la enzima que forma los ésteres de colesterol en el suero (lecitincolesterol-acil-transferasa o L.C.A.T.). ///HIPERLIPEMIAS. Como consecuencia de un aumento de las fracciones lipídicas circulantes podemos apreciar las siguientes alteraciones en la analítica de Bioquímica básica: 6.3.1.HIPERTRIGLICERIDEMIAS. Se caracterizan por el aumento en el plasma de las concentraciones de triacilglicéridos. Se produce en las hiperlipoproteinemias I, IV, y V. ● Hiperlipemia tipo IV. Es la más frecuente, debida sobre todo a un aumento de la síntesis de VLDL. Es típica de una dieta rica en azúcares y alcohol (estimula la síntesis de ácidos grasos). También se produce en la diabetes ya que la falta de insulina, aumenta la lipólisis en el tejido adiposo, dirigíéndose estos ácidos grasos al hígado (aumento de la síntesis de VLDL) e inhibe la LPL (evita su degradación). Otra causa esta vez de origen genético se debe a un exceso de Apo B. Se sabe que su síntesis está regulada por los ácidos grasos y que los ácidos grasos insaturados Ω 3 (del pescado), probablemente inhiben su síntesis. ● Hiperlipoproteinemia tipo I. El exceso de QM se debe al defecto o falta de actividad de la LPL o a la falta de apoproteína CII. ● Hiperlipemia tipo V. El exceso de QM se acompaña de un aumento de VLDL. Se debe a escasa actividad de LPL acompañada de mayor producción de VLDL. 6.3.2. HIPERCOLESTEROLEMIAS Se caracterizan por un aumento en sangre de colesterol. Se produce en las hipoproteinemias IIa, IIb y III. ● Hiperlipemia tipo IIa . Hay un exceso de LDL. Se debe fundamentalmente a un defecto genético que reduce la cantidad de receptores (B) o altera su estructura (hipercolesteremia familiar). ● Hiperlipemia tipo IIb. Hay un exceso de LDL y VLDL. Además del defecto del receptor se acompaña de una mayor síntesis de VLDL ● Hiperlipemia tipo III. Las alteraciones en la apoproteína E, que hacen que no sea reconocible por su receptor hepático, originan un cuadro de hiperlipemia conocido como disbetalipoproteinemia. En esta alteración se acumulan los QM remanentes y las IDL.///DETERMINACIÓN DE LÍPIDOS Las pruebas habituales, que se realizan en cualquier laboratorio, se utilizan para evaluar el riesgo aterógeno y determinar el tratamiento. Otras pruebas, típicas de laboratorios de investigación sirven para tipificar la dislipemia y para la identificación de la patología molecular de la misma. 7.1. ASPECTO DEL SUERO. El suero se deja por lo general durante una noche en el frigorífico. La existencia de una capa sobrenadante de tipo lechoso indica la presencia de gran cantidad de quilomicrones. La turbidez del infranadante indica la presencia de gran cantidad de VLDL. Las elevaciones de LDL y HDL no cambian el aspecto transparente del suero. 7.2 DETERMINACIONES DE COLESTEROL Y TRIGLICÉRIDOS. El riesgo aterogéno puede establecerse tomando como base las concentraciones de colesterol total y triglicéridos totales plasmáticos. Cuando se obtienen valores de colesterol por encima de 240 mg /dl, o de triglicéridos por encima de 200 mg / dl, en 3 o 4 análisis repetidos en el tiempo, esto indica un valor elevado. La concentración de colesterol LDL indica de forma más precisa que la determinación de riesgo aterógeno; y la de colesterol HDL, la inversa de dicho riesgo. 7.2.1 ANÁLISIS DEL COLESTEROL. El análisis del colesterol total se complica por la existencia de dos formas de la molécula: la libre (1 / 3) de la total, y la esterificada (el resto). Los métodos enzimáticos parten de la hidrólisis inicial de los ésteres de colesterol, seguida de una conversión enzimática del colesterol libre resultante. La medida es por espectroscoía V-UV 7.2.2. ANÁLISIS DE TRIGLICÉRIDOS Todos los métodos empleados, ya sean químicos o enzimáticos, implican dos procedimientos generales: una hidrólisis de los triglicéridos para formar glicerol más ácidos grasos libres, y la medida del glicerol liberado (como talo tras su conversión en otro producto) mediante técnica de espectroscopía Visible-Ultravioleta 7.2.3 ANÁLISIS DE HDL COLESTEROL Y DE LDL COLESTEROL En la actualidad existen métodos directos de medida del colesterol LDL y HDL, en cuyo fundamento se elimina en la medida final de colesterol, el procedente del resto de las lipoproteínas mediante diversos procedimientos, entre ellos los inmunológicos. Las reacciones serían las mismas que las de medida del colesterol total, una vez seguros de que solo se está midiendo el colesterol LDL o el HDL. La mayor parte de las veces se puede determinar el colesterol total, los triglicéridos y el colesterol HDL y calcular el colesterol LDL según la siguiente fórmula (fórmula de Friedewald): LDL-COL = COL TOTAL – TG/5 – HDL-COL El término (TG/5) de la ecuación es una estimación del contenido de colesterol en las VLDL. Ello se basa en el hecho de que las VLDL normales llevan al menos cinco veces más triglicéridos que colesterol. Cuando el contenido en triglicéridos es mayor de 400 mg/dl, no puede aplicarse la fórmula. No obstante el método de referencia incluye una ultracentrifugación a elevadas rpm, que separa las lipoproteinas VLDL al sobrenadante, seguida del tratamiento del infranadante con un agente precipitante. Tras una segunda centrifugación quedará el colesterol HDL en el sobrenadante, y las lipoproteinas LDL precipitadas. Mediremos el colesterol HDL en el supranadante. 7.3 ANÁLISIS DE LIPOPROTEÍNAS Métodos de ultracentrifugación Esta técnica estudia la velocidad de flotación de las partículas lipoproteicas en medios acuosos de densidad uniforme. Al someter un suero a ultracentrifugación (centrífugas de alta aceleración), las fracciones lipoproteicas se colocan a distintas alturas del tubo, de acuerdo con su densidad. Las 6 lipoproteínas aisladas por centrifugación pueden estudiarse químicamente, determinando su composición en distintos lípidos y en apoproteínas Métodos electroforéticos La electroforesis de lipoproteínas ha dejado de utilizarse pero es muy útil para caracterizar las hiperlipoproteinemias, ya que fue el punto de partida de Friedrickson para clasificar los tipos de electroforesis anormales (numerados del I al V), asociados a las distintas patologías. 7.4. ANÁLISIS DE APOLIPOPROTEÍNAS Se basan en Métodos inmunoquímicos. En concreto se utiliza mucho la inmunoturbidimetría. Los anticuerpos anti-apolipoproteína B reaccionan con el antígeno de la muestra formando un complejo antígeno anticuerpo que se determina por turbidimetría.