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Lípidos son absorbidos en el intestino y se someten a la digestión y el metabolismo antes de que pueden ser utilizadas por el cuerpo. La mayoría de los lípidos dietéticos son las grasas y las moléculas complejas que el cuerpo necesita para romper con el fin de utilizar y obtener energía de.
Digestión de lípidos • Digestión de las grasas se compone de estas grandes etapas:- • Absorción • Emulsificación de grasas • Digestión de las grasas • Metabolismo de las grasas • Degradación
Absorción de lípidos • Ácidos grasos de cadena corta (hasta 12 carbonos) son absorbidos directamente. • Triglicéridos y grasas en la dieta son insolubles en agua y por lo tanto su absorción es difícil. Para lograr esto, la grasa en la dieta se descompone en partículas pequeñas que aumenta el área expuesta para ataque rápido por las enzimas digestivas.
Emulsificación de grasas • Grasas en la dieta se someten a la emulsificación que conduce a la liberación de ácidos grasos. Esto se produce por simple hidrólisis de los enlaces éster de los triglicéridos. • Las grasas se descomponen en pequeñas partículas por acción detergente y mezclado mecánico. Se realiza la acción detergente por jugos digestivos, pero sobre todo por las grasas parcialmente digeridas (ácidos grasos jabones y monacylglycerols) y por sales biliares.
Las sales biliares como el ácido cólico contienen un lado que es hidrofóbica (repelente al agua) y otro lado de amar o hydrophhillic de agua. Esto les permite disolver en una interfase aceite-agua, con la superficie hidrofóbica en contacto con los lípidos para ser absorbido y la superficie hidrofílica en el medio acuoso. Esto se llama la acción detergente y emulsiona las grasas y produce micelas mixtas. • Micelas mixtas sirven como vehículos de transporte para menos lípidos solubles en agua de los alimentos y también para el colesterol, vitaminas liposolubles A, D, E y K.
Digestión de las grasas • Después de la emulsificación las grasas son hidrolizadas o por las enzimas secretadas por el páncreas. La enzima más importante involucrada es la lipasa pancreática. Lipasa pancreática rompe vínculos éster primario, el 1 o los 3 enlaces éster. Esto convierte los triglicéridos 2-monoglicéridos (2-monoacylglycerols). Menos del 10% de triglicéridos siendo unhydrolyzed en el intestino
Metabolismo de las grasas • Ácidos grasos de cadena corta entrar directamente en la circulación, pero la mayoría de los ácidos grasos es reesterified con glicerol en los intestinos de los triglicéridos de forma que entren en la sangre como partículas de lipoproteínas llamadas quilomicrones. • Lipasa actúa sobre estos quilomicrones forma los ácidos grasos. Estos pueden ser almacenados como grasa en el tejido adiposo, su utiliza para producir energía en cualquier tejido con mitocondrias utilizando oxígeno y reesterified a los triglicéridos en el hígado y exportados como lipoproteínas llamadas VLDL (lipoproteínas de muy baja densidad).
Durante la inanición durante largos períodos de tiempo también puede convertir los ácidos grasos a cuerpos cetónicos en el hígado. Estos cuerpos cetónicos puede utilizarse como fuente de energía por la mayoría de las células que tienen mitocondrias
Degradación • Los ácidos grasos se desglosan por Beta oxidación. Esto ocurre en las mitocondrias o en peroxisomas para generar acetil-CoA. El proceso es el inverso de la síntesis de ácidos grasos: fragmentos de dos emisiones de carbono se quitan del extremo carboxilo del ácido. Esto ocurre después de deshidrogenación, hidratación y oxidación para formar un ácido beta-ceto. • El acetil-CoA, a continuación, se convierte en ATP, CO2y H2O utilizando el ciclo del ácido cítrico y libera energía de 106 ATP. Ácidos grasos insaturados requieren pasos enzimáticos adicionales para la degradación.
OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOSb - OXIDACIÓN • Las grasas son unos importantes depósitos energéticos. • Más eficaces que los azúcares: lípidos 9 kcal/g y azúcares 4 kcal/g. (típico en animales) • No necesitan acumularse con agua (el glucógeno sí). Si almacenásemos todo en forma de glucógeno nuestro peso > 30 kg. • Las plantas acumulan en azúcares. (ppal/) • Se acumulan en los adipocitos
MOVILIZACIÓN DE GRASAS • Por hormonas adrenalina y glucagón. • Activación de proteín quinasa dependiente de AMPc. • Activación de triacilglicerol quinasa. • Liberación de ac. grasos a sangre. Transporte por albúmina sérica. a músculo esquelético, miocardio, hígado y corteza suprarrenal
DESTINO DE LAS GRASAS • Hidrolizadas en: • Ácidos grasos y glicerol. • En algunos tejidos se usan directamente como combustibles (miocardio) • Van al torrente sanguíneo. • Ac. Grasos: distintos tejidos. • Glicerol: hígado.
DESTINO ÁCIDOS GRASOS • Activación antes de entrar en la mitocondria: se forma un AcilCoA. Enzima: acilCoA sintetasa Esto sucede en la membrana mitocondrial externa. • Transporte en la membrana mitocondrial interna: • Unión a la CARNITINA • Transportador de ACIL CARNITINA
FASE I b – OXIDACIÓN DEL ÁCIDO GRASO ACTIVADO Ac. CoA NADH + H+ , FADH2 FASE II CICLO DE KREBS o CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO FASE III CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
b -OXIDACIÓN • Paso 1: Oxidación de AcilCoA • Formación FADH2. • AcilCoa deshidrogenasa • Se forma enoilCoA • Doble enlace entre C2 y C3 • Paso 2: Hidratación • Enoil CoA hidratasa • b - hidroxiacil CoA Al revés
b -OXIDACIÓN • Paso 3: oxidación • b-hidroxiacil CoA deshidrogenasa. • De OH a CO en C3 • Se obtiene NADH+H+. • Paso 4: tiolisis • Tiolasa • Se obtiene: • Acetil CoA • Acil CoA (-2C) Al revés
b -OXIDACIÓN • Como se ve, se obtiene una molécula de AcilCoA dos átomos de carbono más corta. • Se vuelve a iniciar el proceso (por eso hélice) • Ej: el Palmitoil CoA sufrirá 7 vueltas.
b -OXIDACIÓN • Este proceso ocurre en: • Matriz mitocondrial • Peroxisomas. • Se llama b pues se oxida el carbono b (el segundo) del acil CoA. • También se llama hélice de Lynen en honor a su descubridor. • Por cada vuelta: 1 FADH2, 1 NADH+H+ y una molécula de AcCoA (a Krebs)
EFECTO DE LOS ÁCIDOS GRASOS OMEGA-3 • DISMINUCIÓN DE TRIGLICÉRIDOS • INHIBEN CRECIMIENTO DE LA PLACA DE ATEROMA • PREVIENEN LA TROMBOSIS • AUMENTO DE LA DILATACIÓN ARTERIAL • DISMINUYEN LA PRESIÓN ARTERIAL • PREVIENEN LA ARRITMIA Y LA PARADA CARDIACA
ÁCIDOS GRASOS OMEGA 3 Y OLEICO EN LOS PROCESOS INFLAMATORIOS El suministro de una dieta enriquecida en ácido oleico y ácidos grasos polinsaturados de la serie omega-3 tiene efectos beneficiosos en las enfermedades de carácter inflamatorio disminuyendo la sintomatología y los marcadores histológicos y bioquímicos de riesgo.
ÁCIDOS GRASOS OMEGA 3 E INFLAMACIÓN Los suplementos de AGPI w-3 en niños con asma bronquial reducen los síntomas asociados a la enfermedad y presentan una menor respuesta a la acetilcolina reducen la actividad de la enfermedad asociada a la supresión de la reactividad inmune (Nagakura et al, 2000).
ÁCIDOS GRASOS OMEGA 3 E INFLAMACIÓN Los AGPI w-3 inhiben la producción de PGE2, TXA2 y LTB4, así como de IL-1 y de TNF tanto en pacientes sanos como en sujetos con enfermedades de tipo inflamatorio (artritis reumatoide, enfermedad inflamatoria intestinal) (Endres et al, 1989; Kremer et al.1990; Meydani et al, 1991; Caughey et al, 1996; Kremer, 2000; Torres et al, 1999; Gil et al, 1998, 2000, 2001 )
BENEFICIOS DE LOS ÁCIDOS GRASOS POLIINSATURADOS OMEGA 3 ÁCIDOS GRASOS POLIINSATURADOS EN NUTRICIÓN INFANTIL: EFECTOS EN EL DESARROLLO DEL NIÑO • Los Ácidos grasos esenciales y sus derivados poliinsaturados son elementos estructurales vitales para para la célula, esenciales para la formación de nuevos tejidos. Son particularmente importantes para el desarrollo del tejido cerebral, sistema nervioso y retina. • Durante los últimos tres meses de embarazo ocurre una rápida acumulación de w-3 en cerebro y tejido nervioso: periodo de carencia en prematuros. • Los derivados de larga cadena w-6 y w-3 están presentes en la leche materna y no en fórmulas de inicio. • Hoy en día existe una robusta evidencia, sobre todo en desarrollo visual, de la idoneidad de incorporar a fórmulas AGPICL (DHA). Resultados menos concluyentes para niños a término. • Los últimos estudios clarifican la necesidad de un aporte adecuado de AGPI en la madre, tanto en el embarazo como el periodo de lactación. * Review: Forsyth and Carlson: Long-chain polyunsaturated fatty acids in infant nutrition: effects on infant development. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2001; 2(marzo): 123-6.
AGPI OMEGA-3 EN EL EMBARAZO Y LA LACTANCIA El consumo de AGPI omega-3 durante el embarazo y la lactancia es fundamental para el desarrollo neurológico y el crecimiento del recién nacido Los AGPI omega-3 reducen hasta 2,6 veces el riesgo de hipertensión asociado al embarazo
MECANISMOS PARA CUBRIR LOS REQUERIMIENTOS DE AGPI-CL DURANTE EL PERIODO FETAL E INFANTIL Transferencia placentaria Captación por los tejidos periféricos de sintetizados en el intestino y en el hígado y transportados por las lipoproteínas plasmáticas Biosíntesis de LC-PUFA en el SNC Aporte dietético
MECANISMOS DE REGULACION • Nuestro organismo debe satisfacer diversos requerimientos metabólicos esenciales: sintetizar todos los componentes que las células necesitan, proteger nuestro medio interno de toxinas y adaptarse a las condiciones cambiantes del medio externo. Para cumplir con estos requisitos, transformamos los componentes de la dieta mediante el metabolismo oxidativo, el almacenamiento y movilización de moléculas combustibles, las vías biosintéticas y la detoxificación o eliminación de los compuestos residuales de las diferentes vías metabólicas.
El organismo debe mantener un balance entre las necesidades de las células y la disponibilidad de los combustibles, lo que se denomina homeostasis metabólica. La disponibilidad constante de combustibles en la sangre se denomina homeostasis calórica, mediante la cual el nivel sanguíneo de combustibles (en equivalentes de ATP) no disminuye por debajo de ciertos límites, independientemente de si el individuo se encuentra en un estado de buena nutrición o ayuno. El mantenimiento de la homeostasis metabólica se logra mediante la integración de tres factores principales:
1) La concentración de nutrientes en la sangre, que afecta la velocidad con la cual éstos son utilizados y almacenados en los diferentes tejidos, • 2) los niveles de hormonas en sangre (primeros mensajeros), que transmiten información a tejidos específicos sobre el estado del organismo y el aporte o demanda de nutrientes, • 3) el sistema nervioso central que por medio de señales neurales, controla el metabolismo directamente o a través de la liberación de hormonas.
Los principales mecanismos que modifican la velocidad de una vía metabólica a través de la regulación de la actividad de las enzimas clave de las mismas son: 1. Disponibilidad de sustrato 2. Compartimentación celular 3. Modificación alostérica. 4. Modificación covalente 5. Inducción y represión enzimáticas
1.- Disponibilidad de sustrato: • La concentración de sustrato puede modificar significativamente la velocidad de una reacción enzimática. De esa forma, fluctuaciones en la concentración de los sustratos proveen un mecanismo automático de ajuste de la velocidad de una reacción enzimática a las circunstancias metabólicas particulares. Un ejemplo de este tipo de regulación es el que ocurre cuando se ingiere una dieta rica en glúcidos con la actividad de la glucoquinasa hepática. Los cambios en las velocidades de las reacciones enzimáticas que ocurren en virtud de cambios en la disponibilidad de sustrato son rápidos ya que la fluctuación en la concentración de sustratos influye directamente en la actividad catalítica de las enzimas involucradas, sin que medie ningún otro mecanismo adicional.
2.- Compartimentalización celular: • La velocidad del flujo de una vía metabólica también se regula por la accesibilidad de los sustratos al compartimiento celular en que se encuentran las enzimas de la vía. En este tipo de regulación es fundamental el mecanismo de transporte de los metabolitos a través de las membranas celulares y subcelulares. La beta-oxidación de ácidos grasos ocurre en las mitocondrias y por lo tanto los acidos grasos deben atravesar la membrana mitocondrial interna para ser oxidados. Esta vía metabólica, por lo tanto, está fuertemente regulada por la velocidad de transporte de los AG a la mitocondria
3.- Modificación alostérica: • Se produce cuando se altera la capacidad catalítica de una enzima (generalmente con estructura cuaternaria) como consecuencia de un cambio en su conformación, inducido por un metabolito (modificador alostérico). Es un mecanismo rápido de modificación de la actividad enzimática.
4.- Modificación covalente: • Otro tipo de modificación de la actividad enzimática se produce cuando la enzima une covalentemente un grupo químico, lo que puede provocar una profunda alteración en su actividad catalítica. La situación puede revertirse, es decir, la enzima puede perder el grupo unido y retomar la actividad anterior. La regulación por modificación covalente da como resultado cambios rápidos de la actividad enzimática, debido fundamentalmente a que el agregado o eliminación del grupo es también catalizado por enzimas. Este mecanismo de regulación enzimática ocurre en respuesta a una acción hormonal, por lo tanto responde a una regulación metabólica integral del organismo, es decir, responde a la necesidad de coordinación de los estados metabólicos de los diferentes tejidos y a la disponibilidad general de metabolitos, reflejada en los niveles sanguíneos de los mismos.
Entre los grupos que pueden unirse covalentemente se encuentran a los grupos fosfato, adenilo, uridilo, metilo y ribosiladenildifosfato. La fosforilación es el tipo más común de modificación covalente. Un tercio de las todas las proteínas regulables en las células eucariotas son capaces de sufrir este tipo de regulación. Algunas proteínas tienen sólo un sitio de fosforilación, mientras que otras proteínas poseen numerosos residuos que pueden ser fosforilados. Este modo de modificación covalente es central en un gran número de pasos regulatorios del metabolismo intermedio
5.- Inducción o represión enzimática: • Este mecanismo provoca un cambio en la cantidad de enzima presente debido a una modificación en la expresión génica de la enzima como consecuencia de una cascada de señalización intracelular generada por un mensajero químico. Es un mecanismo lento y se manifiesta en respuesta
ACTIVIDADES • Elabore un mapa conceptual del metabolismo de los lípidos • Realice un resumen de la digestión y absorción y los mecanismos de regulación
