Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

19
Metabolismul lipidelor Catabolismul lipidelor Importanþa biologicã a lipidelor constă în faptul că ele servesc ca substanțe energetice de rezevă ale organismului. Substanțele nutritive consumate (glucide, protide) se transformă în mare parte în lipide și sunt depozitate în țesuturile corespunzătoare. Digestia lipidelor Digestia trigliceridelor este realizată de lipaze. Cea mai mare parte a digestiei trigliceridelor are loc în duoden, sub acțiunea lipazei pancreatice, dar și în intestin, sub acțiunea lipazei intestinale. Activitatea lipazei pancreatice se desfășoară la un pH alcalin. Lipidele emulsifiate în prealabil de către sărurile biliare sunt hidrolizate de către lipază la acizi grași liberi și monogliceride. Deși nu conține enzime (cu excepția fosfatazei alcaline), bila scindează moleculele lipidelor, datorită sărurilor biliare. Bila realizează emulsionarea grăsimilor (fracționarea lor în picături foarte fine), favorizând în același timp, activitatea lipazelor intestinale, precum și absorbția acizilor grași. După emulsionare, grăsimile sunt mult mai ușor de hidrolizat de către lipaze. Lipaza pancreatică, activată de către sărurile biliare, Ca +2 și aminoacizi, realizează desfacerea lipidelor în acizi grași și glicerol (glicerină). În urma hidrolizei se formează micelii minuscule, sub forma unor picături extrem de fine, mult mai mici decât cele rezultate din

description

.

Transcript of Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Page 1: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Metabolismul lipidelor

Catabolismul lipidelor

Importanþa biologicã a lipidelor constă în faptul că ele servesc ca substanțe energetice de

rezevă ale organismului. Substanțele nutritive consumate (glucide, protide) se transformă în mare

parte în lipide și sunt depozitate în țesuturile corespunzătoare.

Digestia lipidelor

Digestia trigliceridelor este realizată de lipaze.

Cea mai mare parte a digestiei trigliceridelor are loc în duoden, sub acțiunea lipazei pancreatice,

dar și în intestin, sub acțiunea lipazei intestinale.

Activitatea lipazei pancreatice se desfășoară la un pH alcalin.

Lipidele emulsifiate în prealabil de către sărurile biliare sunt hidrolizate de către lipază la acizi grași

liberi și monogliceride.

Deși nu conține enzime (cu excepția fosfatazei alcaline), bila scindează moleculele lipidelor,

datorită sărurilor biliare.

Bila realizează emulsionarea grăsimilor (fracționarea lor în picături foarte fine), favorizând

în același timp, activitatea lipazelor intestinale, precum și absorbția acizilor grași. După

emulsionare, grăsimile sunt mult mai ușor de hidrolizat de către lipaze. Lipaza pancreatică, activată

de către sărurile biliare, Ca+2 și aminoacizi, realizează desfacerea lipidelor în acizi grași și glicerol

(glicerină).

În urma hidrolizei se formează micelii minuscule, sub forma unor picături extrem de fine, mult mai

mici decât cele rezultate din emulsionarea biliară. Sub influența sărurilor biliare, alături de grăsimile

emulsionate, apar și acizi grași saponificați.

Acizii grași și glicerina, trec, liberi sau reesterificați, prin pereții intestinului subțire, în limfã

și în sânge, în urma procesului de absorbție.

Page 2: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Digestia și absorbția lipidelor

Colesterolul alimentar este în cea mai mare parte esterificat și este hidrolizat de sterol-ester

hidrolaza pancreatică la colesterol liber.

Fosfolipidele alimentare sunt digerate de fosfolipaza A2 pancreaticã, la acizi grași și lizo-

fosfolipide.

În lumenul intestinal, produșii de digestie ai lipidelor formează împreună cu sărurile biliare micele,

agregate cilindrice cu un conținut lipidic diferit:

- în zona centrală hidrofobă conțin în general acizi grași, monogliceride și colesterol.

- în zona periferică conțin sărurile biliare.

Page 3: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Rolul miceliilor este de a solubiliza lipidele și de a asigura transportul lor în enterocite.

Absorbția lipidelor

La nivelul microvililor enterocitelor, lipidele se desfac din structura micelelor și trec în

enterocit.

Sărurile biliare se desfac din structura micelelor și rămân în lumenul intestinal pentru a forma

noi micele. În prezența lor se absorb 97% din lipide, pe când în absența lor, se atinge un procent

de numai 50 -60%.

În enterocit:

- acizii grași și monogliceridele refac rapid trigliceridele, menținând un gradient de

concentrație, între lumenul intestinal și celulă, favorabil absorbției;

- colesterolul liber absorbit în enterocit este convertit la colesterol esterificat.

O parte din trigliceride sunt formate din glicerofosfatul rezultat din catabolismul glucozei.

Trigliceridele și cea mai mare parte a colesterolului esterificat formează împreună cu

fosfolipidele și proteine hidrosolubile specifice (apo-proteine), complexe denumite

chilomicroni (chilocromi). Chilomicronii sunt eliberați pe la polul bazal al enterocitelor prin

exocitoză și trec în limfă.

Datorită marii cantități de chilomicroni din limfaticele intestinale, acestea se mai numesc și vase

chilifere, iar limfa - chil.

Page 4: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Chilomicronii trec din limfă în sânge, unde persistă cca 6 ore.

Acizii grași cu lanț scurt (ca cei din lipidele untului) sunt direct absorbiți de capilarele sanguine

din vilozități, de unde trec în sângele portal. Acizii grași cu lanț lung sunt convertiți în

trigliceride în enterocit.

În lipsa enzimelor pancreatice, ca și în cazul lipsei sărurilor biliare, digestia și absorbția lipidelor

este alterată și deficitară (lipidele se elimină în scaun, determinând aspectul steatoreic al

acestuia). Apariția steatoreei se mai poate datora inhibiției lipazei pancreatice în prezența unui

exces de secreție gastrică acidă, care reduce semnificativ pH-ul intestinal.

Catabolismul trigliceridelor

Prima etapă în degradarea grăsimilor este cea hidrolitică (cu formare de acizi grași și glicerol)

și are loc în citoplasmă.

Glicerolul (format în cantități mici din grăsimi) este metabolizat în continuare prin reacțiile

finale ale glicolizei, urmată de ciclul Krebs.

Etapa finală de catabolizare a acizilor grași cu catenă lungă (β-oxidarea sau etapa de ardere

celulară, cu formare de CO2, H2O și generare de energie sub forma de ATP), are loc numai în

mitocondrii (uzinele energetice ale celulei).

Acizii grași cu catenă lungă au o capacitate limitată de a traversa sistemul de endomembrane și

de a ajunge din citoplasmă (unde se formează) în mitocondriom (unde se metabolizează).

Pentru o metabolizare totală a grăsimilor este necesară parcurgerea celor 2 etape, cea inițială, de

hidroliză citoplasmatică, și cea finală, de oxidare mitocondrială.

Pentru a se cupla cele 2 etape catabolice este necesar un purtător (o molecula carăuș, un mijloc

de transport molecular) care să preia acizii grași din citoplasmă și să-i ducă în interiorul

mitocondriomului.

Molecula purtător este L-carnitina care preia gruparea acil (rest de acid gras) de pe acil-

coenzima A (forma activã a acidului, sub care apare în citoplasmă), formând acil-carnitina.

Acil-carnitina trece prin membranele mitocondriei, cu ajutorul unui sistem de transport specific

și al unei enzime numite translocază.

În ultima etapă a procesului de intrare în mitocondrion, gruparea acil este transferată de la

carnitină la coenzima-A mitocondrială, reformându-se acil-coenzima-A.

Page 5: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Carnitina eliberată se intoarce în citoplasmă, fiind disponibilă pentru transferul altor resturi de

acid gras. Carnitina are deci o acțiune de biocatalizator, la sfârșitul ciclului de reacții metabolice

regăsindu-se neschimbată.

Arderea grãsimilor se declanșează în celule numai atunci când nu este disponibilă glucoza la

nivel tisular.

Rezultatul ultimei etape a β-oxidării este formarea unui acid activat (acil-CoA) cu 2 C mai puțin

decât acidul de plecare.

Noul acid reia ciclul de oxidare până când, dintr-un acid cu număr par n de C, rezultã n/2

molecule de CH3-CO~SCoA.

În acest stadiu, degradarea acidului este practic terminată deoarece acetil-CoA reacționează

direct cu acidul oxalil-acetic cu formare de acid citric și intră astfel în ciclul Krebs unde va fi

complet degradat cu formare de CO2 și H2O.

Dacă se realizează un bilanț energetic al acidului palmitic (16C), prin degradarea lui completă,

se formează 129 de legături macroergice, adică echivalentul a 980 kcal.

Degradarea acizilor grași prin β-oxidare reprezintă deci o sursă bogatã de energie.

Page 6: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Anabolismul lipidelor

Biosinteza glicerolului se realizează în cantitate mare din aldehida 3-fosfoglicerică și din fosfo-

dihidroxi-acetona, care se formează în procesul de glicoliză (prin scindarea froctozo-1,6-

difosfatului).

În biosinteza gliceridelor punctul de plecare este α-fosfoglicerolul, care este mult mai activ

decât β-fosfoglicerolul.

Biosinteza acizilor grași se realizează pe 2 căi diferite:

- o cale evidențiată la nivel mitocondrial;

- alta, localizată în citoplasma celulară,calea de importanță majoră.

Trăsătura esențială a sistemului citoplasmatic al biosintezei acizilor grași este dependența lui

totală de CO2 sau de HCO3-, de ATP, Mg+2 sau Mn+2, de NADPH + H+ și de biotină.

Punctul de plecare în sinteza acizilor grași la nivel citoplasmatic este acetil-CoA (acetatul

activat), compus care rezultă:

- în procesul de degradare oxidativă a acizilor grași,

- din acidul piruvic rezultat în metabolismul glucidelor,

- din aminoacizii glucoformatori.

Noul acid gras saturat, rezultat în urma sintezei, poate reacționa cu malonil-CoA, rezultând un

acid gras saturat ce conține cu 2 C mai mult decât acidul gras de plecare.

Sursa fragmentelor de 2 C o constituie malonil-CoA, care la rândul său provine din acetil-CoA.

Biosinteza acizilor grași la nivel mitocondrial se caracterizează prin condensarea repetată a

unităților de 2 C într-o serie de reacții succesive catalizate de aceleași enzime care participă la

procesul de oxidare al acizilor grași și este de fapt un proces invers acestuia.

Principalul sediu al biosintezei acizilor grași este ficatul, dar pot fi sintetizați și în țesutul adipos,

mucoasa intestinală, plămâni, rinichi, glanda mamară, creier.

Mamiferele pot sintetiza și acizi grași nesaturați cu o singură dublă legătură, ceilalți acizi grași

nesaturați fiind procurați de organismele animale din alimente.

Biosinteza trigliceridelor și digliceridelor are loc în limite reduse la nivelul celulelor din

mucoasa peretelui intestinal, de unde trec ulterior în limfă.

Procesul necesită prezența ATP și HS-CoA.

Pentru biosinteza trigliceridelor este absolut necesar ca glicerolul, rezultat în urma absorbției

intestinale, să fie fosforilat sub formă de α-glicerofosfat.

Page 7: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Formarea α-glicerofosfatului este condiționată la nivelul țesuturilor și celulelor de prezența unei

enzime, glicerokinază, care a fost identificată în ficat, rinichi, inimă și este absentă în țesutul

adipos și mucoasa intestinală.

În absența glicerokinazei, sinteza trigliceridelor nu este posibilă.

În țesutul adipos și mucoasa intestinală, se utilizează probabil derivați fosforilați ai glicerolului,

rezultați în procesul glicolizei.

Biosinteza colesterolului

Cu excepția, celulelor nervoase mature, toate celelalte celule nucleate ale organismului sunt

capabile de biosinteza colesterolului. Acest proces urmează un drum lung şi complicat şi

porneşte, de asemenea de la acetil-CoA. Aportul de colesterol exogen prin hrana poate încetini

procesul de biosinteză. În metabolismul colesterolului, ficatul ocupă un loc central. Ficatul este

organul care sintetizează cantităţi considerabile de colesterol care este cedat lichidului biliar şi

contribuie, împreună şi cu alte substanţe, la emulsionarea lipidelor alimentare. Din intestin

colesterolul este practic complet resorbit ajungând din nou în ficat. Această cale ficat-intestin-

ficat se numeşte circulaţia enterohepatică a colesterolului. În ficat îşi are originea şi aproape

întreaga cantitate de colesterol care circulă în plasma sanguină sub formă de lipoproteine în

fracţiunea β-lipoproteică. Esterii colesterolului prezenţi în plasma sanguină rezultă din

esterificarea colesterolului liber sub acţiunea unei enzime elaborată tot de ficat. Acest fapt

explică şi scăderea bruscă a colesterolului esterificat în afecţiuni acute ale ficatului.

Ficatul efectuează şi degradarea oxidativă a colsterolului formând acizii biliari (acidul colic şi

dezoxicolic). Ei formează produsul cantitativ cel mai important de degradare a colesterolului şi

sunt eliminaţi în lichidul biliar cu care ajung în intestin, unde îndeplinesc o funcţie importantă în

absorbţia lipidelor. Acizii biliari sunt combinaţii care posedă trei atomi de carbon mai puţini

decât colesterolul 1-3 grupări hidroxilice în plus. Dintre acizii biliari mai importanţi amintim

acidul colic (OH fixat în poziţiile 3, 7 şi 12 şi acidul dezoxicolic OH fixat în poziţiile 3 şi 12).

Page 8: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014
Page 9: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Lipoproteinele şi funcţiile lor

Chilomicronii: transportă trigliceridele din intestin

Page 10: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Lipoproteinele cu densitate foarte mică (VLDL) și lipoproteine cu densitate intermediară

(IDL):

VLDL sunt produse în ficat şi transportă colesterolul și trigliceridele

Lipoproteine cu densitate scăzută (LDL)

LDL rezultă din metabolizarea VLDL și IDL și transporta colesterolul. LDL sunt cauza

importanta a bolilor de inima

Lipoproteine cu densitate mare (HDL)

HDL este colesterolul "bun". Cu ajutorul HDL se indeparteaza colesterolul si se protejeaza

organismul impotriva bolilor de inima

Colesterolul-Transport şi utilizare

Paşii parcurşi în absorbţia colesterolului

Page 11: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Dislipidemiile

Clasa Conţinut lipidic (%)*

TG C FL

Chilomicroni 80-95 2-7 3-9

VLDL 55-80 5-15 10-20

IDL 20-50 20-40 15-25

LDL 5-15 40-50 20-25

HDL 5-10 15-25 20-30

Lp(a) 5-15 40-50 20-25

*=diferenţa până la 100% este reprezentată de Apo

Clasficarea în funcţie de severitate

Hipercolesterolemii

uşoare: 200-239 mg%

moderate: 240-299 mg%

severe: ³300 mg%

Hipertrigliceridemii

de graniţă: 150-199 mg%

moderate: 200-399 mg%

severe: ³ 400 mg%

Hiperlipidemii mixte

C TG

moderate: 200-299 mg% 200-400 mg%

severe: ³ 300 mg% ³ 400 mg%

Page 12: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Arc cornean plus xantelasmă palpebrală

Page 13: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Xantoame tendinoase

Xantoame tuberoase

Page 14: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Xantoame tendinoase

Xantoame eruptive

Page 15: Cap.v. Metabolism Lipidic 2014

Lipemia retinalis

Dislipidemiile reprezintă perturbarea metabolismului lipoproteinelor, al fracţiunilor lipidice

sanguine, în sensul unei producţii crescute sau al unui deficit. Lipidele se referă la toate substanţele

grase din sânge, incluzând pe lângă colesterol şi trigliceridele. Dislipidemiile nu determină

manifestări clinice directe, dar reprezintă factor de risc pentru afecţiuni cardiovasculare

aterosclerotice. Cu cât nivelul colesterolului LDL şi al trigliceridelor este mai mare, cu atât riscul

apariţiei bolilor cardiovasculare este mai mare.