HIDROLISIS ENZIMÁTICA DE LOS LIPIDOS ¿Cómo se lleva a cabo la hidrólisis de lípidos en el organismo? Introducción En los lípidos lo que más interesan son los ácidos grasos. El metabolismo lipídico es fundamentalmente energético. Tiene características estructurales y reguladoras, pero lo más importante es la energía de almacenamiento porque en casi todo el cuerpo se puede almacenar en forma de grasa de forma muy cómoda. Desde el punto de vista metabólico lo más importante son de los glicéridos porque en dietas normales lo que más digerimos son grasas. A ciencia cierta es un metabolismo complejo, no bioquímicamente, sí para el cuerpo. Son sustancias lipófilas entonces tienen una serie de incovenientes que aquí se traducen en una digestión más lenta que la de los hidratos o proteínas que son lipófobas. Principios generales ¿Por qué pasa? La lipasa es una enzima de la clase de las hidrolasas, que se usa en el organismo para disgregar los lípidos (grasas) de los alimentos de manera que se puedan absorber. La degradación de los triacilglicéridos depende de la actividad de la Lipasa Pancreática (Triacilgliérido Hidrolasa, EC:3.1.1.3) enzima que se libera al intestino y cataliza la hidrólisis de triacilglicéridos en las posiciones 1 y 3, formado 2- monoácilglicéridos y ácidos grasos libres. La enzima, necesita de otra proteína, llamada Colipasa , que le facilita la unión en la interfase lípidoagua. Para que la actividad de la lipasa sea significativa se precisa que la grasa forme una emulsión fina gracias a la acción de la masticación, actividad motora gástrica, y las sales biliares. Estas últimas tienden a interponerse entre la lipasa y su sustrato y es necesario un cofactor (colipasa) que permita actuar a la lipasa. La colipasa se une a la región del enlace ester del triglicérido y posteriormente a la lipasa mediante interacciones electrostáticas. Los ácidos grasos y monoacilglicéridos producidos por la lipasa, y el Colesterol, son absorbidos por las células del epitelio intestinal, donde se utilizan para volver a formar los triacilglicéridos. Las lipasas se encuentran en gran variedad de seres vivos, al igual que las esterasas hidrolizan grasas y aceites en los procesos digestivos; también están involucradas en el rompimiento y movilización de los lípidos dentro de las células de un organismo y de la transferencia de lípidos de un organismo a otro.
Principios ¿Como pasa? Las lipasas y las esterasas catalizan la hidrólisis de enlaces éster que se encuentran en un gran número de lípidos saponificables. Las lipasas son enzimas lipoliticas que hidrolizan las uniones esteres de los trigliceridos, Estas enzimas están ampliamente distribuidas en la naturaleza y son especialmente importantes en el tracto gastrointestinal donde funcionan en la digestión y absorción de grasas. Debido a que las grasas no son solubles en agua, las enzimas deben actuar en la interfase lípidoagua, lo cual trae como consecuencia una disminución de la actividad enzimática. Consecuentemente, será necesario el empleo de los agentes emulsificantes tales como las sales biliares que producen a menudo una estimulación marcada de la hidrólisis enzimática de los lípidos, debido al incremento de la interfase lípido-agua. En la leche homogeneizada los glóbulos de grasa están en un estado muy finamente dividido y este material sirve como sustrato excelente para las lipasas. En este experimento se emplea como enzima una lipasa muy potente que se encuentra en el páncreas desecado. Conceptos Enzima: Las enzimas son proteínas que ayudan a que las reacciones químicas ocurran con mayor rapidez. Las enzimas actúan sobre las moléculas conocidas como sustratos y permiten el desarrollo de los diversos procesos celulares Acido graso: Un ácido graso es una biomolécula de naturaleza lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de diferente longitud o número de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo Triacilglicérido: son acilgliceroles, un tipo de lípidos, formados por una molécula de glicerol, que tiene esterificados sus tres grupos hidroxílicos por tres ácidos grasos, ya sean saturados o insaturados. Los triglicéridos forman parte de las grasas, sobre todo de origen animal. Los aceites son triglicéridos en estado líquido de origen vegetal o que provienen del pescado. Los triglicéridos son el principal tipo de grasa transportado por el organismo. Estos son transportados a todo el organismo para dar energía o para ser almacenados como grasa. Emulsión: Es una mezcla de líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea. La emulsión es un proceso que consiste en la mezcla de dos líquidos diferentes que no se puedan mezclar, es decir, que sean inmiscibles entre sí. Uno de los líquidos se encontrará formando la fase, conocida con el nombre de dispersa, que se encontrará constituida por el líquido que será
dispersado dentro del otro líquido que conforma la mezcla, el cual será el formador de la fase conocida como, continua, o también, dispersante.
PRACTICA:
N O. 8
1
1
1 1 1
MATERIAL N O. Matrace 1 Soporte s universal Erlenme yer de 125 ml Pinzas 1 Termóm para etro bureta Pipeta 1 Baño de 10 ml María a 37 °C Pipeta de 1ml Pipeta de 5 ml Bureta de 25 ml
REACTIVOS Pancreatina al 1% en agua KOH 0.05 N Etanol al 95% Fenoltaleína Material que deberá traer el alumno Leche homogenizada Bilis
Procedimiento:
MATRAZ NÚMERO Reactivos ml
T1
1
2
3
4
5
6
T2
Leche homogenizada
5
5
5
5
5
5
5
5
Extracto neutro de pancreatina al 1%
0
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
0
Extracto de pancreatina caliente a ebullición por 3 minutos
1.5
0
0
0
0
0
0
1.5
Bilis
0
0
0
0
1
1
1
1
Tiempo de incubación a 37°C
45’
15’
30’
45’
15’
30’
45’
45’
• Titular con NaOH al 0.05 2)Despues de que cada matraz ha cumplido su tiempo de incubación retíralos del baño
1) preparar una serie de matraces de acuerdo a la tabla no. 1
4) Agitar el matraz tanto como sea posible ya que la proteína puede enmascarar los ácidos grasos.
3) adiciona 12.5 ml de alcohol al 95% y 3 gotas de fenolftaleína y titular con un solución de NaOH al 0.05N
5) Titular el matraz tan rápido como sea posible, contra un fondo blanco, debido a q la digestión de la lipapasa continua durante la titulación
Registro de datos Volúmenes
T1
5.9
1
7.5
2
7.8
3
8.4
4
11.3
5
11.9
6
14.2
T2
8.6
Matraces 1, 2,3
Matraz 4, 5,6
Cuestionario 1.- ¿Cuál es la interpretación de las graficas obtenidas? De acuerdo a las graficas, podemos observan que la grafica 1 correspondiente a los primeros tres matraces (a los cuales no se les agrego bilis) el gasto de KOH fue menor en comparación a la
grafica 2, esto se debe a que la reacción de digestión por la lipasa se lleva a cabo de forma más lenta. En la grafica 2, el gasto de KOH aumenta, es por esta razón que podemos decir que la hidrólisis se está llevando a cabo en mayor cantidad, y por lo tanto se produce mayor cantidad de H+. Esto es causado porque al agregar la bilis, se forma una emulsión fina que permite que la acción de la lipasa sea significativa. 2.- ¿Cuál es el objeto de agregar bilis en el experimento? Es usado como agente emulsificante, para producir una estimulación de la hidrólisis enzimática de los lípidos, debido al incremento de la interfase lípido-agua.
3.- ¿Cómo se clasifican los lípidos? Clasificación de lípidos, basada en su composición química: Grasas neutras Lípidos simples Ceras
Fosfoacilgliceroles Esfingomielinas
Fosfolìpidos
Lípidos compuestos Cerebròcidos
Esfingolìpidos Glicolìpidos
Gangliòsidos
Terpenos Lípidos derivados Esteroides
4.- ¿Cuáles son los acidos grasos mas importantes de la grasa humana ? Los ácidos grasos de importancia para los humanos tienen configuraciones relativamente sencillas, aparecen comúnmente insaturaciones con hasta seis dobles enlaces por cadena, siendo casi siempre los enlaces, los ácidos grasos más comunes de los sistemas biológicos que tienen un número par de átomos de carbono (ver Rutas 14, 15, 16 y 18). La mayor parte de los ácidos grasos del cuerpo humano tienen 16, 18 ó 20 átomos de carbono, si bien hay varios con cadenas más largas que se encuentran principalmente en los lípidos del sistema nervioso. Los ácidos grasos se encuentran principalmente en forma de ésteres del glicerol, como se muestra en la figura:
5.- ¿Cuál es la importancia clínica de la lipasa en un diagnostico? La Lipasa es una enzima secretada por el Páncreas que tiene como función iniciar el proceso de digestión de las grasas, las cuales sin ser preparadas por esta enzima no podrían ser absorbidas por el organismo. En la practica clínica tiene importancia sobre todo en el diagnostico de la pancreatitis. La Pancreatitis aguda es un cuadro caracterizado por la inflamación del páncreas, puede estar originada principalmente por 4 problemas: La obstrucción del conducto pancreático (litiasis de vías biliares, tumoraciones) Elevación sostenida de Triglicéridos Consumo elevado de Alcohol. Obesidad. El diagnostico se puede sospechar a nivel Bioquímica por la elevación de la Amilasa (Enzima digestiva presente en páncreas y glándulas salivales) y la Lipasa. 6.- ¿Cuál es la composición y el funcionamiento del tejido adiposo? El tejido adiposo está formado por células adiposas (adipocitos) y un componente estromático/vascular en el que residen los preadipocitos. Los ácidos grasos libres son liberados de liporporteínas por una enzima llamada lipasa lipoproteína; éstos ácidos grasos libres entran al adipocito, donde son re ensamblados en triglicéridos para poder convertirlos en glicerol. Aproximadamente el 87% del tejido graso de los humanos está compuesto por lípidos. Existe un constante fluido de ácidos grasos libres entrando y saliendo del tejido adiposo. Dicho fluidos es controlado por la insulina y la leptina. En humanos, la lipólisis (hidrólisis de triglicéridos en ácidos grasos) es regulada por el balance controlado de los receptores andrógeno-B lipolítico y el receptor androgénico a2A, mediando la anti-lipólisis. Los adipocitos tienen un papel fisiológico importante en la regulación de los niveles de los triglicéridos y los ácidos grasos libres, así mismo determinan la resistencia a la insulina.
El tejido adiposo es una gran fuente de aromatasa, que tanto en hombres como en mujeres contribuye a la producción de estradiol. Las hormonas derivadas de adipocitos incluyen: Adiponectina , Resistina , Activador e inhibidor de plasminógeno (PAI-1) TNF∝ ,IL-6 ,Leptina y Estradiol El tejido adiposo también secreta un tipo de citosinas, llamadas adupocinas, el cual actúa en las complicaciones asociadas a la obesidad
Conclusión Dentro del organismo, la hidrólisis de los lípidos se lleva a cabo por un proceso que implica la participación de varias sustancias entre ellas, la lipasa, encargada de la ruptura de los enlaces. No menos importante es la bilis (sales biliares) que facilitan o impiden la hidrólisis, cuando impide la interacción de la lipasa con los lípidos se presenta la colipasa que inhibe esta acción.
Discusión La pancreatina es un preparado enzimático obtenido del páncreas bovino o porcino, en cuya composición se incluyen proteasas, amilasas, lipasas, fosfolipasas y otras enzimas. Su pH de acción oscila entre 7.5-8; su temperatura óptima es de 37° C y se requiere una emulsificación eficiente de la grasa para ser hidrolizada. Los matraces que contenían Pancreatina fueron colocados el mismo lapso de tiempo en el baño maría y el gasto de KOH fue mayor en el que contenía bilis, ya que ésta facilita la formación de unas estructuras denominadas micelas, las cuales favorecen la acción de las enzimas lipolíticas pancreáticas. Además, se puede hacer una comparación con el matraz 6 y el T2, ya que los dos se encontraban en las mismas condiciones (temperatura y tiempo en el baño maría), pero el matraz 6 con usencia de extracto de pancreatina, y los resultados demuestras que en el matraz T2, hubo un mayor gasto de KOH, a consecuencia de que había más ácidos grasos libres en disolución.
