SITUACIÓN DE APRENDIZAJE No. 10
METABOLISMO DE LIPOPROTEÍNAS LIPOPROTEÍNAS 2. ¿Qué son las lipoproteínas? ¿Cómo están constituidas y cómo se clasifican? Las lipoproteínas son partículas globulares similares a micelas que presentan un núcleo no polar de triacilgliceroles y ésteres de colesterol rodeados por una cobertura anfílica de proteína, fosfolípido y colesterol. CONSTITUCIÓN Y CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN QUILOM QUILOMICR ICRONE ONES: S: proteí proteínas nas,, fosfol fosfolípid ípidos, os, colest colestero eroll libro, libro, triacilgliceroles y ésteres de colesterol. Sus apolipoproteínas principales: A-1, A-II, B-48, C-I, C-II, C-III, E. LIPOPROTEÍNAS DE MUY BAJA DENSIDAD (VLDL): proteínas, fosfolípidos, colesterol libro, triacilgliceroles y ésteres de colesterol. Sus apolipoproteínas principales: B-100, C-I, C-II, C-III, E. LIPOPROTEÍNAS DE DENSIDAD INTERMEDIA (IDL): proteínas, fosfolípidos, colesterol libro, triacilgliceroles y ésteres de colesterol. Sus apolipoproteínas principales: B-100 C-I, C-II, C-III, E. LIPOPR LIPOPROTE OTEÍNA ÍNAS S DE BAJA BAJA DENSID DENSIDAD AD (LDL): (LDL): proteí proteínas nas,, fosfol fosfolípi ípidos dos,, colesterol libro, triacilgliceroles y ésteres de colesterol. Sus apolipoproteínas principales: B-100. LIPOPROT LIPOPROTEÍNAS EÍNAS DE ALTA DENSIDAD DENSIDAD (HDL): (HDL): proteínas proteínas,, fosfolípido fosfolípidos, s, colesterol libro, triacilgliceroles y ésteres de colesterol. Sus apolipoproteínas principales: A-I, A-II, C-I, C-II, C-III D, E. 3. ¿Qué son las apoproteínas apoproteínas y cómo se clasifican? ¿Existen funciones funciones específicas para cada una de las apoproteínas? Explique. También llamadas llamadas apolipoproteínas, apolipoproteínas, son los los componentes componentes proteicos de las lipoproteínas, interactúan como receptores celulares y de esta manera determinan el destino metabólico de las lipoproteínas. También sirven como activadores e inhibidores de enzimas implicadas en el metabolismo lipoprotéico. Se clasifican en: apoA, ApoB, ApoC, apoE y apo(a). Cada una de las apolipoproteínas cumple una función específica ya que se unen a diferentes lipoproteínas y realizan diversas funciones en cada una de ellas.
4. Explique el metabolismo de los quilomicrones, indicando su producción, función, destino metabólico y degradación. Los quilomicrones se adhieren a los sitios de unión en la superficie interna de los capilares (endotelio) en el músculo esquelético y en el tejido adiposo. Los triacilgliceroles componentes del quilomicrón se hidrolizan mediante la acción de la enzima extracelular lipoproteinlipasa. Luego los tejidos toman los ácidos grasos y los monoacilgliceroles liberados. Los quilomicrones se achican conforme sus triacilgliceroles se hidrolizan progresivamente hasta que quedan reducidos a quilomicrones remanentes enriquecidos en colesterol. Los remanentes se disocian desde el endotelio capilar y vuelven a entrar en la circulación para ser recibidos por el hígado. Por consiguiente los quilomicrones entregan los triacilgliceroles de la dieta al músculo y al tejido adiposo, y el colesterol de la dieta al hígado. 5. Explique el metabolismo de las Lipoproteínas de muy Baja Densidad (VLDL), indicando su producción, función, destino metabólico y degradación. Las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL), que transportan triacilgliceroles endógenos y colesterol, también se degradan por la lipoproteinlipasa en los capilares del tejido adiposo y del músculo. Los ácidos grasos liberados son tomados por las células y oxidados para obtener energía o resintetizar los triacilgliceroles. El esqueleto glicerol de los triacilgliceroles se transportan hacia el hígado o los riñones y se convierte en el intermediario glucolítico dihidroxiacetona fosfato. Sin embargo la oxidación de esta unidad de tres carbonos solo genera una pequeña fracción de la energía disponible de la oxidación de las tres cadenas acilo de un triacilglicerol. Después de aportar sus triacilgliceroles, las VLDL remanentes, que también perdieron algunas de sus apolipoproteínas, aparecen en la circulación primero como IDL y luego como LDL. Alrededor de la mitad de las VLDL, después de su degradación a IDL y a LDL, son tomadas por el hígado. 6. Explique el metabolismo de las Lipoproteínas de Baja Densidad (LDL), indicando su producción, función, destino metabólico y degradación. Son el producto del catabolismo de las VLDL. Contienen sólo Apo B100 y son ricas en colesterollibre y esterificado. Son principalmente captadas a nivel hepático por los receptores B100:E en competencia con las IDL y por los receptores periféricos B100. Los receptores la internalizan y permiten su catabolismo celular, liberando colesterol libre que inhibe a la
hidroximetilglutaril CoA reductasa (HMGCoAR), enzima clave para la síntesis de colesterol. El colesterol libre reduce la síntesis de receptores y estimula la acyl colesterol acyl transferasa (ACAT) que lo esterifica. En esta forma se regula la concentración del colesterol a nivel celular. Aproximadamente, entre 20 a 30% de las LDL son captadas por receptores inespecíficos de los macrófagos (Scavenger Receptor SR-A), que no tienen capacidad de contraregulación, proporcionalidad que sube al reducirse la capacidad de captar e internalizar las LDL por los receptores específicos. 7. Explique el metabolismo de las Lipoproteínas de Alta Densidad (HDL), indicando su producción, función, destino metabólico y degradación. Las HDL tienen una función esencialmente opuesta a la de las LDL; eliminan el colesterol de los tejidos. Las HDL se forman en el plasma a partir de componentes en gran parte obtenidos mediante la degradación de otras lipoproteínas. Una partícula de HDL circulante adquiere su colesterol al extraerlo de las membranas de la superficie celular. Luego, el colesterol se convierte en ésteres de colesterol por la enzima asociada a HDL lecitincolesterol aciltransferasa (LCAT), que se activa por apoA-I. Por lo tanto las HDL funcionan como depuradoras de colesterol. 8. ¿En qué consiste el llamado Transporte Inverso del Colesterol? ¿Cuál es su importancia clínica y qué lipoproteínas participan en él? Los seres humanos no pueden metabolizar el anillo del colesterol: deben transportarlo al hígado y excretarse en forma libre o como ácido biliar. El sistema que permite la eliminación del colesterol de las células se conoce como Transporte Inverso del Colesterol y está mediado por las HDL, aunque también intervienen las VLDL. Su importancia clínica está relacionada con la enfermedad de Tangier en la que los pacientes casi no tienen HDL y muestran una acumulación de ésteres de colesterol en tejidos como la amígdalas, el bazo, la mucosa intestinal y córnea. Los pacientes con esta enfermedad sufren enfermedad coronaria más a menudo que los que no la tienen. 11.
¿Por qué se dice que el hígado tiene una función central en el metabolismo de los Lípidos? Explique.
El hígado es el único órgano capaz de deshacerse de cantidades significativas del colesterol por medio de su conversión a ácidos biliares.
12. ¿Cuál es la principal reserva orgánica de Triacilglicerol? ¿Cuál es su importancia metabólica? Explique. La síntesis de triglicéridos tiene lugar en el retículo endoplásmico de casi todas las células del organismo, pero es en el hígado, en particular en sus células parenquimatosas, los hepatocitos y en el tejido adiposo (adipocitos) donde este proceso es más activo y de mayor relevancia metabólica. En el hígado, la síntesis de triglicéridos está normalmente conectada a la secreción de lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL, su acrónimo en inglés) y no se considera un sitio de almacenamiento fisiológico de lípidos. Por tanto, toda acumulación de triglicéridos en este órgano es patológica, y se denomina indistintamente esteatosis hepática o hígado graso. Por el contrario, el tejido adiposo tiene por principal función la acumulación de energía en forma de triglicéridos. Sin embargo, la acumulación patológica de triglicéridos en el tejido adiposo (obesidad) se asocia, aparentemente de forma causal, con una serie de anormalidades endocrinometabólicas, cuyas causas son actualmente motivo de intensa investigación, dado el impacto de ellas en la mortalidad global de la población contemporánea. Una mínima cantidad de triglicéridos son normalmente almacenados en el músculo esquelético y cardíaco, aunque solamente para consumo local. 13.
¿Cómo regulan las hormonas la movilización de los lípidos corporales? Explique.
Por la acción de las hormonas adrenérgicas en el tejido adiposo produce la hidrólisis de los Triglicéridos. Esta acción la realiza fundamentalmente la Norepinefria (NE) que activa a través del AMP cíclico una quinasa proteínica en el adipocito que a su vez activará la lipasa del adipocito, que realiza la hidrólisis de los Triglicérido en Glicerol y FFA, que pasa a la sangre. (unidos o Albúmina) a los tejidos periféricos, este transporte es constante. En los tejidos periféricos, por ejemplo el músculo, se produce un proceso inverso al ocurrido en el adipocito, ya que el complejo FFA-Albúmina se rompe y el FFA es transferido al interior de la célula muscular donde será utilizada para obtener energía inmediatamente o se almacenara provisionalmente en forma de pequeñas gotas lipídicas. Estas gotitas de lípidos se sitúan generalmente cerca de las mitocondrias y su peso y cantidad son muy bajos. 14. ¿Qué son y cómo funcionan las proteínas fijadoras del elemento regulador del esterol? Un elemento clave de la regulación de la concentración de colesterol intracelular son las proteína fijadoras del elemento regulador del esterol. Dichas proteínas son una familia de factores de transcripción. Regulan la transcripción de genes que codifican para enzimas responsables de la síntesis de colesterol como la 3-hidroxi3metilglutaril coA sintasa y la HMGCoA reductasa y también la codificación génica del receptor de apon/E (LDL). Así pues el agotamiento de esterol hepático aumenta el nivel de proteínas
fijadoras del elemento regulador del esterol, aumentando la síntesis del colesterol y también la expresión del receptor de LDL. Por otra parte, el aumento de la concentración intracelular de colesterol inhibe la ruta de proteínas fijadoras del elemento regulador del esterol y de esta manera, reprime el gen del receptor. También disminuye la síntesis del colesterol. 15.
¿Qué son y cómo funcionan las CERP?
Las CERP son proteínas de membrana conocidas como proteínas reguladoras de la salida del colesterol, también denominadas transportador AI de la secuencia fijadora de ATP, desempeñan un papel importante en la salida del colesterol de las células. Utiliza ATP como fuente de energía. Las CERP limita la tasa de salida del colesterol libre a la apo AI. 16. ¿Cuál es la importancia de los Receptores activadores de la proliferación de peroxisomas (PPAR)? Los PPAT son factores de transcripción activados por los lípidos que regulan los genes que controlan la homeostasis de lípidos y glucosa. Existen tres proteínas PPAR: PPARα, PPARβ/δ y PPARγ. PPARα está presente en el hígado, riñón, corazón y músculo esquelético y está implicada en el control del metabolismo de los ácidos grasos y lipoproteínas. PPARγ está `presente en el tejido adiposo pardo y blanco y afecta en la diferenciación celular, la acción de la insulina y la síntesis de ácidos grasos. También estimula la síntesis y almacenamiento de triacilgliceroles. La PPARβ/δ participa en el metabolismo lipídico en el cerebro y afecta a la proliferación y diferenciación de adipositos. Los PPAR también regulan el transporte inverso del colesterol y síntesis de ácidos biliares. 17. En el metabolismo de las lipoproteínas del plasma ¿A qué se le llama vía del transporte del combustible y a qué se le llama vía del rebosamiento? El metabolismo de los quilomicrones y las VLDL, desde su ensamblaje pasando por la hidrólisis de los triglicéridos hasta la formación y captación de remanentes, integra una red importante de distribución de combustible en el cuerpo. Así pues se puede denominar la ruta del transporte de combustible, La vía de transporte de combustible se asocia con el transporte inverso del colesterol a través del intercambio de componentes. La vía de transporte de combustible genera las LDL, como un subproducto de la distribución de combustible: el destino ulterior de las de las partículas de LDL no está relacionado con el combustible. Por lo tanto el metabolismo de las LDL, desde el estadio de remanentes en adelante, puede denominarse vía del rebosamiento.
18. ¿Cuál es la importancia metabólica del llamado tejido adiposo pardo? Explique. Más abundante en el feto y en los primeros meses de vida, tiene como función la producción de calor. Los lípidos se acumulan en el citoplasma en forma de gotas de mediano tamaño, generalmente rodeadas de mitocondrias, y el núcleo tiene una localización menos excéntrica que en el tejido unilocular. Hay una gran cantidad de mitocondrias en el citoplasma, a las que se debe el color marrón. Las células se dispone alrededor de los vasos sanguíneos y las mitocondrias carecen del aparato celular para transformar la energía liberada por la oxidación de los ácidos grasos en ATP por lo que ésta se transfiere en forma de calor a la sangre. 19. ¿Qué relación existe entre el estilo de vida (hábitos de dieta y ejercicio), dislipidemia y arterosclerosis? Explique. El cambio en el estilo de vida puede conllevar una mejoría en el perfil lipídico, reduciendo el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares o dislipidemias y arterosclerosis o puede ayudar a las personas a llevar de una mejor forma sus enfermedades.
