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METABOLISMO-NUTRICIÓN
SEGUNDO SEMESTRE
PRIMER AÑO
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EFEMÉRIDES
1959 Consejo de Ministros acuerda rebajar precios de la
medicina.
1903 nace Julio Antonio Mella fundador del Partido
Comunista de Cuba.
1849 Fallece Tomás Romay introductor en Cuba de la
vacuna contra la viruela
1977 Fallece intelectual cubano Juan Marinello Vidaurreta.
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PREGUNTAS DE CONTROL
¿Que es la lipogénesis? Mencione algunas de
sus características más importantes teniendo
en cuenta las invariantes utilizadas para su
estudio.
Explique brevemente el papel de la
Acetil-CoA carboxilasa en el proceso de
lipogénesis.
Explique el papel de las lipoproteínas
VLDL en el organismo.
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METABOLISMO-NUTRICIÓN
TEMA IV. METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
CONFERENCIA 8
TÍTULO: “METABOLISMO DE LOS
TRIACILGLICÉRIDOS”
Prof. Ileana Rodríguez
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Sumario
1. Lipólisis
2. Oxidación del glicerol
3.Β-oxidación de los ácidos grasos
4. Regulación del metabolismo de los
TAG.
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Objetivos
1. Enunciar el concepto de lipólisis.
2. Mencionar algunas de las principales características
generales de la lipolisis teniendo en cuenta sus
invariantes.
3. Exponer brevemente el significado metabólico de la
beta oxidación en el metabolismo de los TAG.
4. Citar la principal enzima reguladora de la lipólisis.
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MOTIVACIÓN
¿Cómo es posible que un
individuo esté sin ingerir
alimentos más de un mes y se
mantenga con vida?
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Lipólisis
Lípidos Degradación
2 Etapas
Tejido adiposo:
Movilización de las
grasas
Músculo, hígado y otros
Degradación de Ácidos
grasos hasta Acetil CoA
Ácidos grasos +
Glicerol CO2 + H2O + ATP
Dra. Lidia Cardellá Rosales
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Degradación de los triacilglicéridos almacenados
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Destino de los productos de la 1ra. etapa
Glicerol Ácidos grasos
Glicerol-3-fosfato
Fosfodihidroxiacetona
Vía glucolítica
Gluconeogénesis
Tejidos
Hígado
Ácidos grasos Albúmina
Dra. Lidia Cardellá Rosales
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Destino del glicerol
Fosfodihidroxiacetona
Gliceraldehído 3 P
Glucólisis
Fosfotriosaisomerasa
Glicerol
Glicerol 3 P
Glicerol 3 P deshidrogenasa
Gliceroquinasa
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PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
• ¿Qué es la lipolisis?
• Mencione los productos finales de la
primera etapa de la lipolisis.
• ¿Cuál es el destino de los productos de
la primera etapa?
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CARACTERÍSTICAS GENERALES
Nombre del Proceso: Lipolisis (1ra etapa)
Definición: Proceso mediante el cuál se degradan los Triacilglicéridos
Sustrato Iniciador : Triacilglicéridos
Producto Final: Àcidos Grasos y Glicerol
Localización Celular y Tisular: Citosol. Tejido Adiposo.
Tipo de secuencia: Vías
Estado Energético: Endergónico?
Tipo de proceso: Catabólico
Etapas: 1. Degradación de Triglicéridos hasta Ácidos Grasos y Glicerol
Reversibilidad: Irreversible
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Vínculos: Respiración celular
Importancia Biológica: Los triacilglicéridos constituyen una reserva
energética, por tanto, al movilizarse se obtiene gran cantidad de
energía.
Regulación: Enzima reguladora: Lipasa Hormono Sensible
Mecanismo de regulación: Covalente
Control Hormonal : Glucagón Insulina
Condiciones metabólicas: Hipoglucemia
Otras Características:
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Degradación de los Ácidos Grasos. Etapas
1. Activación del ácido graso (Formación de acilCoA ).
2. Transporte hacia la matriz mitocondrial (Sistema de la carnitina-acilcarnitina transferasas).
3. Reacciones de la beta oxidación.
Bioq. Médica Tomo III, Pág. 854-55 y
Bioq. Humana Cáp. 9; Pág.: 169/170
Dra. Lidia Cardellá Rosales
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La primera transformación del ácido
graso en la célula es su activación.
ACIDO GRASO + CoA + ATP ACIL~ CoA + AMP + Pi
Acil CoA sintetasa
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Entrada de los ácidos grasos a la mitocondria
Transportador
Matriz EIM
Membrana mitocondrial
interna
Carnitina palmitil
transferasa II
Membrana mitocondrial
externa
Citosol
Carnitina palmitil
transferasa I
Pág. 854-855 Tomo III Bioquímica Médica
Pág. 170 Bioquímica Humana
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ENTRADA DE LOS ACIDOS GRASOS A LA
MITOCONDRIA
Los ácidos grasos entran a la mitocondria a través de un
transportador, la Carnitina situado en la membrana interna de la
mitocondria y catalizado por dos enzimas.
Acil~CoA (citoplasma) + Carnitina Acil ~ Carnitina + CoA
Carnitina palmitil transferasa I
Acil ~ Carnitina + CoA Acil ~ CoA + Carnitina
Carnitina palmitil transferasa II
Lo notable es que el Malonil CoA inhibe a la carnitina
palmitil transferasa I, este compuesto es un intermediario
de la síntesis de ácidos grasos, lo cual garantiza el
balance entre la síntesis y la degradación de estos
compuestos.
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ESQUEMA GENERAL DE LA BETA OXIDACIÓN
PALMITIL~COA (16 CARBONOS)
FADH2( DESHIDROGENACIÓN )
NADH H+( DESHIDROGENACIÓN )
ACIL ~CoA + ACETIL~ CoA
acortado en dos carbonos
HIDRATACIÓN
TIOLISIS
1 VUELTA DE LA
BETA OXIDACIÓN 6 vueltas mas
Palmitil CoA +7 FAD +7NAD+ +7 H20 8 Acetil CoA + 7 FADH2 + 7NADHH+
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R - CH2- CH2-CH2-CH2- C~SCoA O
FAD
FADH2
R- CH2- CH = CH -CH2- C~SCoA O
NAD+
NADH.H+ O
R- CH2- CH2–C - CH2- C~SCoA O
CH3- C~SCoA O
H2O
R- CH2- CH - CH -CH2- C~SCoA O H OH
H H
R – CH2 -CH2- C~ SCoA O
+
Acil CoA
3 Enoil CoA
3 Hidroxiacil CoA
3 Cetoacil CoA
Acil CoA con 2 C menos Acetil CoA
Tiolasa
- OXIDACIÓN D
ra. L
idia
Card
ellá
Rosa
les
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C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C
C-C-C-C-C-C-C-C-C-C + C-C
C-C-C-C-C-C-C-C + C-C
C-C-C-C-C-C + C-C
C-C-C-C + C-C
C-C + C-C
Nº vueltas = #C/2 - 1 Nº Acetil CoA = #C/2
Dra
. Lid
ia C
ard
ellá
Rosa
les
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B oxidación de los ácidos grasos
Rendimiento energético de la B
oxidación de los ácidos grasos
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Rendimiento energético de la B oxidación de los
ácidos grasos Etapa 1 Etapa 2
B oxidación 8 acetil CoA
Ciclo de
Krebs
Etapa 3
Cadena Respiratoria
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BALANCE ENERGÉTICO DE LA BETA OXIDACIÓN
Cantidad de acetil CoA = número de átomos de carbono
2
número de vueltas de la beta oxidación = número de átomos de carbono
2
- 1
Palmitil CoA 16 carbonos, rinde 8 moléculas de acetil~ CoA, Cada una
de ellas en el ciclo de Krebs rinde 10 ATP 80ATP.
Por cada vuelta de la beta oxidación se obtiene:
1FADH2 que en el ciclo de Krebs rinde 1.5 ATP
1 NADH que en el ciclo de Krebs rinde 2.5 ATP
por concepto de cofactores reducidos se obtienen por vuelta de la beta
oxidación 4 ATP. Como son 7 vueltas 28 ATP
Se suma 80 + 28 = 108 ATP
se le resta los dos ATP consumidos en la activación del acido graso
Por tanto el palmítico rinde 106 ATP.
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BETA OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
Definición: En este proceso los acil ~CoA son oxidados mediante
ciclos repetitivo de reacciones que provocan la liberación de dos
átomos de carbono en forma de acetil CoA.
Sustrato iniciador: los ácidos grasos activados (Acil ~CoA)
Producto final: acetil ~ CoA
Localización hística: hígado, músculo y corazón
Localización celular: mitocondria
Significado biológico. fuente de energía
Cofactores : NAD+ Y FAD
Regulacion del proceso: A través del Malonil CoA que inhibe la
entrada del acil CoA a la mitocondria , inhibiendo a la palmitil carnitina
transferasa I
E. I. Completar las invariantes de la Beta-Oxidación
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Balance Lipogenesis / Lipólisis
AcetilCoA
Carboxilasa-P
(a)
AcetilCoA
carboxilasa
(b)
lipasa H S
(b)
Lipasa H S-P (a)
ATP
ADP
ATP
ADP
PROTEÍNA QUINASA A
PROTEÍNA QUINASA A
AMPC
H2O
PI
PI
H2O F
O
S
F
A
T
A
S
A
INSULINA
GLUCAGON
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DESPUÉS DE UNA COMIDA
RICA EN GLÚCIDOS
SE LIBERA INSULINA
AUMENTA LA LIPOGENESIS Y
DISMINUYE LA LIPOLISIS
PERIODOS DE ESCASEZ DE
ALIMENTOS (AYUNO)
AUMENTA LA GLUCOSA
SANGUINEA
HIPERGLUCEMIA)
DISMINUYE LA GLUCOSA
SANGUINEA
(HIPOGLUCEMIA)
SE LIBERA GLUCAGON
DISMINUYE LA LIPOGENESIS Y
AUMENTA LA LIPOLISIS
CONTINUACIÓN DEL BALANCE
CONDICIONES METABOLICAS
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¿Cómo es posible que un
individuo esté sin ingerir
alimentos más de un mes y se
mantenga con vida?
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Regulación de la TAG lipasa por modulación
covalente Ayuno, Ejercicio
físico
Glucagón, Adrenalina
AMPc
PQA
Glúcidos
dietéticos
Insulina
TAG Lipasa
P
Activa Inactiva
TAG Lipasa
OH
Fosfoproteínas
fosfatasas
Dra. Lidia Cardellá Rosales
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CARACTERÍSTICAS GENERALES
Nombre del Proceso: Lipolisis
Definición: Proceso mediante el cuál se degradan los Triacilglicéridos
Sustrato Iniciador : Triacilglicéridos
Producto Final: Varía según la etapa. Acetil-CoA
Localización Celular y Tisular: Citosol y Mitocondria (según la etapa).
Tejido Adiposo y Hepático.
Tipo de secuencia: Vías
Estado Energético: Exergónico (2da etapa)
Tipo de proceso: Catabólico
Etapas: 1. Degradación de Triglicéridos hasta Ácidos Grasos y Glicerol
2. Degradación de A. G. hasta Acetil Co-A ( B-Oxidación).
Utilización del glicerol
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Vínculos: Respiración celular
Importancia Biológica: Los triacilglicéridos constituyen una reserva
energética, por tanto, al movilizarse se obtiene gran cantidad de
energía, especialmente de la B-Oxidación de los Ácidos Grasos.
Regulación: Enzima reguladora: Lipasa Hormono Sensible
Mecanismo de regulación: Covalente
Control Hormonal : Glucagón Insulina
Condiciones metabólicas:
Otras Características: Varias vueltas en dependencia del # de átomos
de C del AG. En cada vuelta ocurre una deshidrogenación (FADH2),
una hidratación, otra deshidrogenación (NADH) y una tiolisis.
Irreversible
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Período Interalimentario
Glucagón
Glucosa-6-P
Glucógeno TAG
Glicerol
Gluconeogénesis
AG
TA
Ácido Pirúvico
Acetil-CoA
Ác. Cítrico Ác. Oxalacético
MSc. Ileana Rodríguez
Glucosa
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Ayuno
Glucagón
Glucosa-6-P
Glucógeno TAG
Glicerol
Gluconeogénesis
AG
TA
Ácido Pirúvico
Acetil-CoA
Ác. Cítrico Ác. Oxalacético
MSc. Ileana Rodríguez
Glucosa
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Diabetes No Insulina
Glucosa-6-P
Glucógeno
TAG
L-alfa-
Glicerofofato Acil-CoA
TA
Ácido Pirúvico
Acetil-CoA
Ác. Cítrico Ác. Oxalacético
TAG
dieta
Glucosa
Dieta
Glucagón
MSc. Ileana Rodríguez
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Diabetes
Glucagón
TAG
Glicerol
Gluconeogénesis
AG
TA
Acetil-CoA
Ác. Cítrico Ác. Oxalacético
Cuerpos
Cetónicos
MSc. Ileana Rodríguez
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• La hidrólisis de los TAG almacenados en el tejido adiposo produce ácidos grasos y glicerol.
• Los ácidos grasos son oxidados
mediante la vinculación entre las rutas de la beta oxidación y los procesos de la respiración celular con la consiguiente formación de un elevado número de moles de ATP.
• El glicerol, en el hígado se incorpora a la
vía gluconeogenética en estas condiciones.
Conclusiones
Dra. Lidia Cardellá Rosales
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PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
Mencione alguna de las características
generales de la lipolisis
¿Cuál es la importancia biológica de la
Beta-Oxidación de los ácidos grasos?
Cite la enzima reguladora de la lipolisis.
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• Complete y profundice las invariantes de la primera etapa de la lipolisis.
• Realice el cuadro de las invariantes para la
lipólisis en general y para la β oxidación en particular.
• Estudie la regulación de la lipasa hormono
sensible profundizando en el mecanismo de regulación.
• Estudie la entrada de los ácidos grasos a la
mitocondria y su regulación por altas concentraciones de malonil CoA.
Estudio Independiente
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¿Solamente en condiciones
metabólicas de hipoglucemia se
produce la lipolisis?
Escriba un párrafo con sus propias
palabras justificando el vínculo entre la
lipolisis y la respiración celular
Estudio Independiente
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• Calcular el rendimiento energético de una
molécula de glucosa de 6 át. de C y el de una
molécula de un AG de también 6 át. de C para
compararlas, luego realizar el cálculo
energético de un AG de 10 át. de C.
ESTUDIO INDEPENDIENTE
• Escriba un párrafo comparando el rendimiento
energético del glucógeno y los triacilgliceroles.
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¿Por qué en el déficit de
insulina el paciente baja de peso
a pesar de estar comiendo,
incluso más de lo normal?
ESTUDIO INDEPENDIENTE
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• Explicar con sus propias palabras las
adaptaciones metabólicas presentes
en el ayuno prolongado y en el déficit
de Insulina (Diabetes mellitus
descompensada).
ESTUDIO INDEPENDIENTE
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• Bioquímica Médica Tomo III:
– Capítulo 50, páginas 849-858 y 862-65
– Capítulo 51, páginas 867-875
• Bioquímica Humana:
– Capítulo 9, páginas 165-184 y 174-177
• Guías orientadoras de clase taller y seminario integrador:
– Formato electrónico, sitio FTP
Bibliografía
Dra. Lidia Cardellá Rosales
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Placa de ateroma
Dra. Lidia Cardellá Rosales
Próxima Conferencia
Metabolismo de los cuerpos cetónicos y del colesterol