INTRODUCCION Las membranas biológicas poseen una amplia variedad de sustancias de tipo grasoso o aceitoso llamadas formalmente, lípidos. Por lo general los lípidos son hidrófobos, lo que implica una repulsión a la mezcla con agua, esto se debe a su naturaleza apolar molecular. Por otro lado, los lípidos de membrana poseen propiedades especiales, a diferencia de la mayoría de los lípidos, los lípidos de membrana son de naturaleza anfipática, es decir, pueden diluirse tanto en solventes acuosos (polares) como en solventes aceitosos (apolares). Por otro lado veremos al ácido araquidónico que es un ácido grado insaturado con 20 átomos de carbono que tiene un particular interés ya que es el punto de partida de una serie de mediadores muy importantes para las funciones corporales: las prostaglandinas y tromboxanos por un lado y los leucotrienos y eicosanoides por otro lado. El ácido araquidónico es sintetizado en el hígado a partir del ácido linoleico, siendo este último un ácido graso esencial que debe ser aportado por la dieta en cantidades de al menos 10 g por día.
1. ¿Cuál es la estructura molecular de los lípidos encontrados en los seres vivos? Colesterol
Triglicéridos
2. ¿Cómo se clasifican los lípidos? Se clasifican en dos grupos:
Lípidos saponificables Ácidos grasos saturados: Son lípidos que no o
presentan dobles enlaces entre sus átomos de carbono. Se encuentran en el reino animal. Ejemplos: ácido
láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, acido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignogérico. o
Ácidos Insaturados: Poseen dobles enlaces en su configuración molecular. Se encuentran en el reino vegetal. Por ejemplo: ácido palmitoleico, ácido
oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico y acido nervónico. o
Fosfolípidos: Se caracterizan por tener un grupo fosfato en su configuración molecular.
o
Glucolípidos: Son lípidos que se encuentran unidos a un glúcido.
Lípidos insaponificables o
o
Terpenos: Son derivados del hidrocarburo isopreno. Entre ellos se encuentran las vitamina E, A, K y aceites esenciales. Esteroides: Son derivados del hidrocarburo esterano. Dentro de este grupo se encuentran los ácidos biliares,
las hormonas sexuales, la vitamina D y el colesterol. o
Eicosanoides: Son lípidos derivados de ácidos grasos esenciales tipo omega 3 y omega 6. Dentro de este grupo se encuentran las prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos.
3. ¿Qué y cuáles son los lípidos esenciales? ¿Qué rol tienen en el desarrollo de las membranas? Los lípidos esenciales o ácidos grasos esenciales son sustancias indispensables para el buen funcionamiento del organismo y que este no los sintetiza, razón por la cual deben obtenerse por medio de la dieta, se tratan de los ácidos grasos polinsaturados (ácidos grasos que poseen más de un doble enlace entre sus carbonos). Existen dos familias de ácidos grasos polinsaturados:
Omega 3: Su principal molécula es el ácido alfa-linoleico Omega 6: Su principal molécula es el ácido linoleico
Estos ácidos grasos son indispensables, una dieta variada y rica en pescado asegura un aporte suficiente de estos compuestos. Los ácidos linoleico y alfa-linoleico no son sintetizados por el organismo, ni por animales sino por las plantas de modo que deben suministrarse con los alimentos.Los ácidos omega 3 y 6 llevan a cabo numerosas funciones fisiológicas, son un componente importante de las membranas celulares de todos los tejidos, por lo que desempeñan un papel estructural y funcional en varios sistemas como el nervioso, cardiovascular, hormonal e inmunitario. Desempeñan un papel importante en la estructura de las membranas celulares, especialmente en el cerebro, donde intervienen en la neurotransmisión, los lípidos polinsaturados omega 3 y 6 se concentran en los fosfolípidos de las membranas celulares, donde son librados por una enzima de la membrana, la fosfolipasa A2. Estos lípidos se incorporan a membranas celulares en todos los tejidos del cuerpo.
4. ¿Cuál es el rol del colesterol en condiciones de salud y de enfermedad? El colesterol es el principal esterol del organismo humano. Los esteroles son un tipo de grasas naturales presentes en el organismo. El colesterol se encuentra en nuestro cuerpo formando parte de membranas celulares, lipoproteínas, ácidos biliares y hormonas esteroideas. El principal trastorno que provoca el colesterol en el organismo cuando se encuentra en exceso lo constituye la producción de depósitos de grasas en arterias vitales, causando aterosclerosis, accidente cerebrovascular y enfermedad vascular periférica. El colesterol es también un importante constituyente de los cálculos biliares. El colesterol asociado a las lipoproteínas de baja densidad se le denomina LDL-colesterol, y se le conoce como "colesterol malo", ya que es la principal lipoproteína que lleva el colesterol del hígado al resto del organismo. Al colesterol asociado a la lipoproteína HDL se le denomina HDL-colesterol, y se le conoce como "colesterol bueno" ya que su principal función es recoger el colesterol de los tejidos, y llevarlo al hígado. Muchas veces solemos asociar el colesterol a enfermedades especialmente las cardiovasculares. Sin embargo cada vez hay más datos que muestran que este lípido tiene una gran importancia para la salud del cerebro, donde se encuentra una cuarta parte del colesterol del cuerpo. Han descubierto que la alteración muy común de un gen que controla el tamaño de las partículas de colesterol ralentiza la evolución de la demencia y protege contra la enfermedad de Alzheimer. Esta mutación consiste en el cambio de un aminoácido (isoleucina) por otro (valina) en el gen para la proteína transportadora de ésteres de colesterol (CETP). Las personas con esta mutación mostraron un enlentecimiento de la perdida de memoria.
5. ¿Cuál es el precursor para la síntesis de ácido araquidónico?
El ácido araquidónico (AA) o ácido eicocsatetraenoico
Es un ácido graso no esencial por que el organismo lo puede sintetizar a partir del ácido linoleico poliinsaturado de la serie omega-6, formado por una cadena de 20 carbonos con cuatro dobles enlaces cis en las posiciones 5, 8, 11 y 14, por esto es el ácido 20:4(5,8,11,14).
Su fórmula química estructural es: CH3–(CH2)4–CH=CH–CH2– CH=CH –CH2–CH=CH–CH2– CH=CH –(CH2)3–COOH
La presencia de dobles enlaces ofrece a la molécula varios sitios potenciales de oxidación, enzimática y química, que junto con el posterior reordenamiento, permite la formación de diferentes lípidos con distintas actividades biológicas; el ácido araquidónico es, pues, precursor de diversas moléculas. El ácido araquidónico está presente en las membranas de las células, y es el precursor en la producción de eicosanoides. Es uno de los ácidos grasos esenciales requeridos por la mayoría de los mamíferos. Algunos de ellos tienen poca capacidad de convertir ácido linoleico en ácido araquidónico, o carecen totalmente de ella, por lo que se torna parte esencial de su dieta. Dado que los vegetales contienen muy poco o nada de ácido araquidónico, estos animales son necesariamente depredadores; el gato es un ejemplo característico.
6. Grafique la cascada del ácido araquidónico.
Fosfolípidos de membrana Fosfolipasa A2 Acido Araquidónico Vía ciclooxigenasa
Vía Lipooxigenasa
Prostaglandinas
Leucotrienos
Tromboxanos
7. ¿Qué grupos de moléculas son llamadas eicosanoides y por qué?
Los eicosanoides o icosanoides.
Son un grupo de moléculas de carácter lipídico originadas de la oxigenación de los ácidos grasos esenciales de 20 carbonos tipo omega-3 y omega-6. Cumplen amplias funciones como mediadores para el sistema nervioso central, los eventos de la inflamación y de la respuesta inmune tanto en vertebrados como en invertebrados. Todos los eicosanoides son moléculas de 20 átomos de carbono y están agrupados en prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos, y ciertos hidroxiácidos precursores de los leucotrienos. Constituyen las moléculas involucradas en las redes de comunicación celular más complejas del organismo animal, incluyendo el ser humano.
Estructura de algunos eicosanoides
Prostaglandina E1. anillo de 5 lados característico de clase.
Leucotrieno B4. Note los El Tromboxano A2. Los tres doble enlaces es oxígenos se han conjugados. su adentrado en el anillo.
Leucotrieno E4, un ejemplo de un Prostaciclina I2. El segundo anillo lo leucotrieno "cisteinilo". distingue de las prostaglandinas.
Los eicosanoides son ácidos carboxílicos, virtud del cual obtienen sus propiedades metabólicas. Aquellos derivados del omega-3 (ω-3) por lo general tienen peculiaridades antiinflamatorias, no tanto así los derivados del omega- 6 (ω-6). De los eicosanoides, las prostaglandinas y los tromboxanos incluyen anillos saturados y heterocíclicos, mientras que los leucotrienos y los hidroxiácidos son lineales (abiertas de principio a fin de su cadena). Todos ellos derivan del ácido araquidónico (AA), y son ácidos grasos esenciales. Además del ácido araquidónico, otros ácidos grasos esenciales también pueden servir como precursores en la formación de estas moléculas, por ejemplo, el ácido linoleico y el ácido linolénico. Las prostaglandinas tienen 20 átomos de carbono, un grupo de ácido carboxílico y un anillo de cinco carbonos como parte de su estructura. Todas las prostaglandinas tienen un ciclopentano (un anillo de cinco (penta) carbonos), excepto la prostaglandina I2, que tiene un anillo adicional. Los tromboxanos son moléculas cíclicas (heterociclo) bien sea de 6 carbonos ó de 5 carbonos con 1 oxígeno, formando éste último un pequeño anillo de oxano —un anillo que contiene 5 átomos de carbono y un átomo de oxígeno. Tienen estructuras parecidas a las prostaglandinas y siguen la misma nomenclatura. Constan de un anillo y dos colas. Se encontraron primeramente en los trombocitos (plaquetas), de allí su nombre tromboxano. Los leucotrienos son moléculas lineales. Se identificaron en leucocitos y por ello se les conoce como leucotrieno. Aunque tienen cuatro enlaces dobles, inicialmente se pensaba que tenían 3 dobles enlaces conjugados (de allí tri eno). Su producción en el cuerpo forma parte de una compleja secuencia metabólica que incluye la producción de histamina. El ácido linoleico (un ω-6) tiene la última insaturación a seis posiciones del final y producen el ácido araquidónico y pueden formar directamente la prostaglandina G2 (pro-inflamatorios). La palabra linoleico viene de la planta lino y -oleico relacionado con los aceites oleicos. El ácido linolénico (un ω-3) tiene la última insaturación a 3 posiciones del final, impidiéndoles producir ácido araquidónico por sí mismos. Son capaces de producir la prostaglandina G 3 (lo que les otorga propiedades antiinflamatorias). Debido a la carencia de las enzimas que sintetizan este ácido graso esencial, los seres humanos no producen ácido linolénico y deben obtenerlo a través de la dieta. El peso de evidencias científicas sugiere que consumir una dieta rica en ácido linolénico (2-3 gramos cada día) es útil en la prevención de cardiopatías isquémicas.
8. ¿Bajo qué forma se encuentra el acido araquidonico en las células? El ácido araquidónico no existe en forma libre en el interior de las células, pero normalmente está esterificado en los fosfolípidos de membrana especialmente en la posición del C2de la fosfatidilcolina y del fosfotidilinositol. Su liberación desde los depósitos celulares de lípidos depende de la acción de acilhidrolasas y, en particular fosfolipasa A2 y en plaquetas del ser humano por la diacilglicerol lipasa.1 Es nuestro propósito analizar cómo la biosíntesis de los eicosanoides es regulada en forma precisa ante muy diversos estímulos y cómo sus productos participan modificando el proceso inflamatorio.
9. ¿Cuál es el rol de la fosfolipasa 2 en el metabolismo del acido araquidonico? El ácido araquidónico se libera de los fosfolípidos por la activación de las fosfolipasas celulares (C, A2 o ambas) o el incremento de las concentraciones citosólicas de calcio que también activan las enzimas anteriormente enunciadas. Todo parece indicar que los estímulos físicos propenden a que penetre el ión-calcio a la célula al alterar su membrana y así activar la fosfolipasa A2, la cual hidroliza los fosfolípidos de membrana (fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina) con liberación de ácido araquidónico. Por otro lado, la fosfolipasa C desdobla el enlace fosfodiester, con lo cual se forma 1,2 diglicérido. Después de lo anterior, intervenciones sucesivas de la lipasa de diglicérido liberan ácido araquidónico a partir del diglicérido3. Una vez liberado, parte del ácido araquidónico es metabolizado en forma rápida hasta obtener productos oxigenados por acción de diferentes sistemas enzimáticos como la ciclooxigenasa o varias lipooxigenasas o familias de citocromo P-450.
10. ¿Cuál es la acción de las ciclooxigenasas sobre el acido araquidonico? Las ciclooxigenasas actúan sobre el ácido araquidónico y provocan 2 acciones diferentes:
Una que oxigena y produce una estructura en anillo y forma el endoperóxido cíclico PGG2 . Y otra de peroxidasa que transforma PGG2 en PGH2.
Los endoperóxidos G y H son químicamente inestables, pero por acción enzimática se transforman en diversos productos que incluyen prostaglandinas (PGE2, PGD2 y PGF2 a o prostaciclina (PGI2) y tromboxano (TXA2).4,5 Casi todos los tejidos pueden sintetizar los productos intermedios e inestables denominados endoperóxidos cíclicos a partir del ácido araquidónico una vez libre, sin embargo, su biotransformación varía en cada tejido y depende de la batería enzimática que exista en él; por ejemplo, pulmón y bazo pueden sintetizar toda la diversidad de sustancias señaladas anteriormente, pero a diferencia de estos 2 órganos, las plaquetas sólo cuentan con la tromboxano sintetasa y carecen de enzimas para sintetizar prostaglandinas, por lo que las plaquetas son elementos formes de la sangre con capacidad exclusivamente agregantes.
BIBLIOGRAFIA:
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http://themedicalbiochemistrypage.org/es/eicosanoids-sp.php
