FACULTAD DE MEDICINA HUMANA
SEMINARIO Nº 11: LIPIDOS EN MEMBRANAS. ÁCIDO ARAQUIDÓNICO E INFLAMACIÓN.
INTRODUCCION El presente trabajo de investigación, tiene como base principal, el saber o tener conocimiento sobre el ácido araquidónico e inflamación. La manera
en como se ha elaborado este informe, radica en la investigación y como esta ayuda a la formación como profesional. Este informe está elaborado en base, a las definiciones Científicas del ácido araquidónico e inflamación en cómo estos aportan o ayudan a nuestro organismo cuando se distribuye en concentraciones establecidas por las diferentes organiaciones de !alud, y tambi"n como estas pueden causar enfermedades en uno mismo.
SEMANA N° 14 !E#$%&'$( %) $$*+ L$-$(! E% #E#/'&%&!. 0C$( &'&12$3%$C( E $%4L&#&C$3%.
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/iosíntesis de los productos del ácido araquidónico y su repercusión sobre la inflamación. Los ácidos grasos y la salud. Lipoproteínas, vías de síntesis. Colesterol mutante previene la demencia.
5'&/&6( E% E12$-( $nvestigue y responda las siguientes preguntas
1. ¿Cuál es la estructura molecular de los lípidos encontrados en los seres vivos?
4unciones biológicas
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!on constituyentes de mol"culas más grandes, como por ejemplo grasas, fosfolípidos, etc. !on combustibles celulares de elección.
Funciones iol!"icas
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!on componentes principales de las membranas biológicas. 4orman parte de la vaina de mielina que recubre a los a7ones de las c"lulas nerviosas.
#. ¿C!mo se clasi$ican los lípidos?
%. ¿&u' ( cuáles son los lípidos esenciales? ¿&u' rol tienen en el desarrollo de las memranas? 8ay veinte tipos de ácidos grasos necesarios en el cuerpo, todos "stos provienen de dos el ácido linoleico y el ácido linol"nico. Estos dos ácidos grasos son esenciales y deben ser absorbidos a trav"s de los alimentos ya que el cuerpo no es capa de fabricarlos. -or lo tanto, los ácidos grasos esenciales son la base para la fabricación de todas las grasas en nuestro organismo. Los ácidos grasos esenciales son necesarios para la creación de la membrana celular y para muchos de los mensajeros hormonales de otras funciones químicas importantes que indican al cuerpo lo que hacer. (tro nombre para el ácido graso linol"ico es ácido graso omega*9. Los ácidos grasos linol"nicos son usualmente llamados ácidos grasos omega*:. Estos nombres se derivan de la forma en la que se unen las mol"culas. Los ácidos grasos esenciales (mega*: y (mega*9 son vitales para la fabricación de prostaglandinas en el cuerpo. Las prostaglandinas son sustancias, similares a las hormonas, que regulan diferentes actividades del cuerpo como la inflamación, el dolor, y la hinchaón ;algunas causan hinchaón y otras la alivian<. 5ambi"n cumplen un rol en el control de la presión sanguínea, el coraón, los ri=ones, el sistema digestivo y la temperatura corporal. !on importantes en las reacciones al"rgicas, la coagulación de la sangre y en la fabricación de otras hormonas.
Los ácidos grasos tambi"n act>an como anticoagulantes naturales? pueden ayudar a prevenir los coágulos sanguíneos, los cuales pueden causar un ataque al coraón o un infarto. Los ácidos grasos esenciales contienen compuestos anti*inflamatorios naturales que pueden aliviar los síntomas de artritis y de enfermedades autoinmunes. &demás, una dieta baja en ácidos grasos esenciales puede acarrear problemas de la piel, tales como la caspa, ecemas, u=as quebradias y cabellos frágiles y opacos. #E#/'&%& CEL2L&' Los lípidos constituyen aproximadamente el 50 % del peso de las membranas , con unos + millones de mol"culas por @mA. Las membranas celulares de una c"lula eucariota contienen más de mil tipos de lípidos que aparecen en distinta proporción seg>n el tipo de membrana que estemos considerando. !e estima que apro7imadamente el + B de los genes de una c"lula están dedicados a producir sus lípidos. Cuál Es la 4unción del (mega*:D %utre las membranas de las c"lulas Cada c"lula de nuestro cuerpo esta rodeada por una membrana compuesta principalmente de ácidos grasos. Esta membrana permite que los nutrientes ingresen a la c"lula en las cantidades necesarias y, que los elementos tó7icos o de desecho sean eliminados de la c"lula con rapide. Esta membrana que rodea la c"lula necesita estar integra y tener fluide para poder funcionar adecuadamente. Las c"lulas que no están rodeadas por una membrana saludable pierden la habilidad de retener agua y otros nutrientes vitales para su funcionamiento. 5ambi"n pierden la habilidad para comunicarse con otras c"lulas? algunos investigadores consideran que esta puede ser una causa para el desarrollo de tumores cancerosos y, que las dietas que contienen altas cantidades de grasa saturada o hidrogenada endurecen las membranas de las c"lulas y les hacen perder la fluide que tanto necesitan para su normal funcionamiento. -or otro lado, algunas pruebas efectuadas en itro sugieren que cuando el acido graso (mega*: se incorpora en las membranas de las c"lulas puede prevenir contra el cáncer, particularmente el cáncer de seno. 5odos los ácidos grasos que consumimos ingresan a las membranas de las c"lulas y dependiendo del tipo de acido graso que consumimos, dependerá el tipo de respuesta de la c"lula. Los investigadores encontraron que (mega*: activa una enima llamada sphingomyelinase, la cual genera ceramide, un compuesto que induce el gen pAF, el cual es un supresor de tumores que elimina las c"lulas cancerosas.
¿)or *u' Es +ndispensale el E*uiliro entre ,me"a-% ( ,me"a- en el or"anismo? El consumo de (mega*9 debe ir en relación y en equilibrio con el consumo de (mega*:. !i bien el (mega*9 es necesario para nuestra salud, su consumo e7cesivo puede generar problemas al coraón, asma, ciertas formas de cáncer, artritis y depresión. 2na proporción ideal es de consumir G ;(mega*9< 7 F ;(mega*:<. !in embargo, las dietas occidentales modernas contienen un tremendo e7ceso de (mega*9 y por lo general el consumo es entre FH y :H de (mega*9 7 F de (mega*:.
#ientras que (mega*: reduce las inflamaciones (mega*9 las causa? por ello un desequilibrio en el consumo de ambos resulta perjudicial a la salud. -or otro lado, tanto (mega*: como (mega*9 juegan un papel crucial en el funcionamiento del cerebro y en el crecimiento de los ni=os, por ello mantener el equilibrio entre ambos es de vital importancia. Los siguientes problemas de salud podrían indicar que e7iste un desequilibrio entre (mega*: y (mega*9 * epresión * Enfermedades cardiovasculares * iabetes tipo A * 4atiga * -iel seca, escoor * -elo y u=as quebradios * $ncapacidad para la concentración * olor de articulaciones 4. ¿Cuál es el rol del colesterol en condiciones de salud ( de en$ermedad?
/. ¿Cuál es el precursor para la síntesis de ácido ara*uid!nico?
Eicosanoides, los cuales incluyen las prostaglandinas;-I<, los trombo7anos ;5J< y los leucotrienos ;L5<, están entre los más potentes reguladores de la función celular en la naturalea y son producidos por casi todas las c"lulas del organismo. Ellos act>an mayoritariamente como Khormonas locales afectando a las c"lulas que los producen o a c"lulas vecinas. Los eicosanoides participan en muchos procesos en el organismo, particularmente en la respuesta inflamatoria que ocurre despu"s de infección o agresión. Esta respuesta es la suma de los esfueros del organismo para destruir el agente invasor y reparar el da=o. 2na e7presión e7agerada o inapropiada de la respuesta inflamatoria normal puede ocurre en individuos que presentan reacciones al"rgicas o de hipersensibilidad. En adición a su participación en la respuesta inflamatoria, los eicosanoides tambi"n regulan la contracción del m>sculo liso? incrementan e7creción por el ri=ón de agua y sodio y están involucrados en la regulación de la presión sanguínea. 4recuentemente sirven como moduladores? algunos eicosanoides estimulan mientras que otros inhiben el mismo proceso? por ejemplo, algunos act>an como vasodilatadores;o broncodilatadores< mientras que otros lo hacen como vasoconstrictores ;o bronco constrictores<.Los eicosanoides son derivados de ácidos grasos poli insaturados que contienen AH átomos de carbono, los cuales son encontrados en las membranas celulares esterificados a los fosfolípidos de membrana. 8an sido llamadas eicosanoides a las familias de prostaglandinas, leucotrienos y compuestos similares porque derivan de ácidos grasos esenciales de AH carbonos que contienen :, G ó + dobles ligaduras ácido M, FF, FG eicosatrienoico ;ácido dihomo*linol"nico
precursor más abundante y proviene del ácido linoleico de los alimentos ;ácido O, FA octadecadienoico< o se ingiere como parte de la dieta. Los subíndices F,A y : se=alan el ácido graso precursor en casi todos los casos. El ácido dihomo*linol"nico es el precursor de la serie primera? el ácido araquidónico de la serie segunda y el ácido eicosapentaenoico de la tercera. Las prostaglandinas derivadas del ácido araquidónico llevan el subíndice A y son las más importantes de los mamíferos. 8ay pocas evidencias de que las prostaglandinas de la primera o la tercera serie se elaboren en cantidades adecuadas para tener importancia en circunstancias normales? como ocurre con las prostagladinas se utilia un subíndice num"rico para indicar el n>mero de dobles ligaduras en los leucotrienos. !e ha observado la presencia de ácido eicosapentanoico en grandes cantidades en aceite de pescado. Las dietas ricas en aceite de pescado contienen ácidos grasos esenciales de la variedad P*:. -or ejemplo el ácido linol"nico en ve de ácido linoleico *A, como ocurre en la mayor parte de las grasas animales y vegetales. El ácido araquidónico no e7iste en forma libre en el interior de las c"lulas, pero normalmente está esterificado en los fosfolípidos de membrana especialmente en la posición del CAde la fosfatidilcolina y del fosfotidilinositol. !u liberación desde los depósitos celulares de lípidos depende de la acción de acilhidrolasas y, en particular fosfolipasa &A y en plaquetas del ser humano por la diacilglicerol lipasa.F Es nuestro propósito analiar cómo la biosíntesis de los eicosanoides es regulada en forma precisa ante muy diversos estímulos y cómo sus productos participan modificando el proceso inflamatorio. . 0ra$i*ue la cascada del ácido ara*uid!nico. CASCAA E2 3C+, AA&5+6N+C, Las lipasas específicas pueden liberar el ácido araquidónico ;&&< queposteriormente será o7idado por las enimas de la cascada de &&. El && es metaboliado por la prostaglandina 8 sintasas ;-I8!s< *cicloo7igenasas ;C(Js< * y por las lipoo7igensas ;L(Js<. El && tambi"n puede ser metaboliado por los citocromos - * G+H;CQ-s<. iversos estímulos tales como citocinas, factores de cremiento o traumamecánico son capaces de activar la liberación de &&. -osteriormente las-I8!s forman la prostaglandina ;-I< 8A? e7isten dos foormas de-I8! * F ;C(J * F< y la -I8! * A ;C(J * A<. La C(J * F es la enima encargada de la síntesis basal constitutiva delas -Is, mientras que la C(J * A es inducida en determinadassituaciones. La -I8A puede ser metaboliada dando lugar a -IEA, -IA, -I4A, -I$A ;prostaciclina< o trombo7ano &A
La trombo7anosintasa se encuentra en plaquetas y macrófagos, laprostaciclinasintasa en c"lulas endoteliales, la -I4 sintasa en >tero y la-I sintasa en cerebro y mastocitos. &demás, el && puede ser metaboliado por la + * L(J formando el ácido+ * hidro7ieicosatetranoico ;8E5E< y el leucotrieno ;L5< &G. & partir delL5&G y mediante la L5&G hidrolasa se forrma el L5/G. El L5&G tambi"n puede ser transformado a L5CG, mediante L5CG sintasa,y "ste puede dar lugar a la formación de L5G y L5EG. El L5CG, L5G y L5EG se conocen con el nombre de cisteinilleucotrienos ;CysL5s<.4inalmente, la FA * L(J y L& F+ * L(J pueden producir 8E5Es ylipo7inos a partir del &&
7. ¿&u' "rupos de mol'culas son llamadas eicosanoides ( por *u'?
8an sido llamadas eicosanoides a las familias de prostaglandinas, leucotrienos y compuestos similares porque derivan de ácidos grasos esenciales de AH carbonos que contienen :, G ó + dobles ligaduras ácido M,FF, FG eicosatrienoico ;ácido dihomolinol"nico
animales, por ejemplo >tero, pulmones, cerebro,timo, pancreas, ri=ón, tiroides, bao, mucosa gastrica, líquido amniótico y está presente en la sangre mestrual humana ;F,A,:,G,+,9, N,M,O<. 1uimicamente todas tienen un esqueleto de AH átomos de carbono, cicliados con un a.riillo de + miembros, un grupo carbo7ilo en el cabono F, una doble ligadura entre los carbonos F: y FG Q un grupo hidro7ilo en posición F+. !e ha agrupado en cuatro grupos principales las FG prostaglandinas aisladas &, /, E, 4, de acuerdo con los sustituyentes ceto o hidro7i loen el anillo y la posible e7istencia de otros grupos alcohólicos y dobles ligaduras en la mol"cula. El n>mero de dobles ligaduras está indicado por un subindice, ejem. -IEA;F,A,:<. !e ha demostrado que se encuentran en frac.iones de las terminaciones nerviosas de homogeniados de enc"falo y que sor liberadas en la cortea, cerebelo y m"dula espinal ;M<. El ácido araquidónico es almacenado en las R #E$C(! E -'$#E' &$S$.(,'E!$E%5E! EL C2'!(E -(!5*I'&(I$%EC(L(I$& y (/!5E5'$C$& EL 8#%!&. &# AFmembranas fetales y la desidua en su forma esterificada, contin>a como glicerofosfolípido. La progesterona act>a estabiliando la fosfolipasa &A lisosómica localiada en las membranas fetales, desidua o ambas? cuando baja la progesterona, la fosfolipasa &A es liberada ya su ve catalia la hidrólisis de fosfolípidos, liberando araquidonato no esterificado que sirve como precursor de prostaglandinas en la decidua * E4EC5(! 4&'#&C(L(I$C(!.* Las prostaglandinas tienen un amplio campo de acción y se cree que hay receptores específicos en las membranas celulares. La interacción de las prostaglandinas con la enima adenilciclasa, aumentada en una diversidad de tejidos, ocasiona modificaciones en la concentración de &#cíclico y por lo tanto es posible que muchas acciones de las prostaglandinas se deban a "ste efecto. !e ha relacionado con las divisiones celulares ya que aumenta su concentración en ciertas c"lulastumorales, promueven ladivisióm celuraren linfocitos del timo, estimulan el m>sculo cardíaco e inducen la agregaciónplaquetaria ;G<. $nhiben la lipólisisespontánea, así como la provocada por las catecolaminas, glucagono teófilina ;+<. Los grupos E y & !on vaso depresoras, por lo cual tienen tendencia a causar hipotensión arterial, por lo cual sí son inhibidos se puede provocar hipertensión arterial;F9<. Las prostaglandinas/ y principalmente las4 son vaso constrictoras por su acción sobre los m>sculos lisos, aunque estas está vaso constricción no causa hipertensión en el hombre.La-IEAha sido utiliada en aerosol en animales e7perimentales provocando bronco dilatación ;A,+<. La actividad farmacológica principal de las prostaglandinas es sobre el >tero, T específicamente la E y laf, iniciando o aumentando las contracciones uterinas durante cualquier período del embarao, a diferencia de laocitocina y de los derivados del corneuelo de centeno. !u uso principal es como abortivo del primer y segundo trimestre? aunque si es efica en el segundo trimestre, algunos le dan
menos ventajas en el primer trimestre, ya sea usado intra amnióticamente, intramuscular o en supositorios vaginales;FN FM, FO, AH,AF,AA, A:<. M. ¿8a9o *u' $orma se encuentra el ácido ara*uid!nico en las c'lulas? El acido araquidónico no e7iste en forma libre en el interior de las c"lulas, pero normalmente esta esterificado en los fodfolipidos de membrana especialmente en la posición del CA de la fosfotidilcolina y del fosfotidilinositol. !u liberación desde los depósitos celulares de lípidos depende de la acción de acilhidrolasas y, en particular fosfolipasa &A y en plaquetas del ser humano por la diacilglicerol lipasa. Es nuestro propósito analiar como la biosíntesis de los eicosanoides es regulada en forma precisa ante muy diversos estimulos y como sus productos participan modificando el proceso inflamatorio. El acido araquidónico se libera de los fosfolípidos por la activaci=on de las fosfolipasas celulares ;C, &A o ambas< o el incremento de las concentraciones citosólicas de calcio que tambi"n activan las enimas anteriormente enunciadas. 5odo parece indicar que los estimulos físicos propenden a que penetre el ion calcio de la c"lula al alterar su membrana y asi activar la fosfolipasa C desdobla el enlace fosfodiester, con lo cual se forman F,A diglic"rido. espues de lo anterior, intervenciones sucesivas de la lipasa de glic"rido liberan acido araquidónico a partir del diglicerido. 2na ve liberado, parte del acido araquidónico es metaboliado en forma rápida hasta obtener productos o7igenados por acción de diferentes sistemas enimáticos como la cicloo7igenasa o varias lipoo7igenasas o familias de citocromo -*G+H.
:. ¿Cuál es el rol de la $os$olipasa # en el metaolismo del ácido ara*uid!nico?
El ácido araquidónico se libera de los fosfolípidos por la activación de las fosfolipasas celulares ;C, &A o ambas< o el incremento de las concentraciones citosólicas de calcio que tambi"n activan las enimas anteriormente enunciadas. 5odo parece indicar que los estímulos físicos propenden a que penetre el ión* calcio a la c"lula al alterar su membrana y así activar la fosfolipasa &A, la cual hidrolia los fosfolípidos de membrana ;fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina< con liberación de ácido araquidónico. -or otro lado, la fosfolipasa C desdobla el enlace fosfodiester, con lo cual se forma F,A diglic"rido. espu"s de lo anterior, intervenciones sucesivas de la lipasa de diglic"rido liberan ácido araquidónico a partir del diglic"rido:.
2na ve liberado, parte del ácido araquidónico es metaboliado en forma rápida hasta obtener productos o7igenados por acción de diferentes sistemas enimáticos como la cicloo7igenasa o varias lipoo7igenasas o familias de citocromo -*G+H.
CONCLUSIONES
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