Notes on Lipid Metabolism

BIOCHIMIA CAVITĂȚII ORALE

Suport Curs

FACULTATEA DE MEDICINĂ DENTARĂ

METABOLISMUL LIPIDIC

CUPRINS

  1. Metabolismul AGS, AGN (sinteză, degradare)

  2. Metabolismul corpilor cetonici

  3. Metabolismul TG

  4. Metabolismul fosfolipidelor si sfingolipidelor

  5. Metabolismul colesterolului

  6. Hormonii steroizi (noțiuni generale)

  7. Tulburări ale metabolismului lipidic

DIGESTIA ŞI ABSORBŢIA LIPIDELOR

  • Digestia lipidelor începe în stomac sub acțiunea lipazei gastrice.

  • Adevărata digestie lipidică are loc în intestinul subțire, cu intervenția lipazelor, colesterol esterazelor și a acizilor biliari care activează enzimele de hidroliză a trigliceridelor.

Etapele procesului de digestie

  1. Emulsionarea şi hidroliza trigliceridelor (TG)

  2. Solubilizarea acizilor grași liberi, acil-glicerolilor și transportul lor sub formă de micele.

  3. Intrarea micelelor în enterocit.

  4. Resinteza componentelor lipidice în enterocit și formarea chilomicronilor.

Detalii privind digerarea lipidelor

  • Sărurile și acizii biliari solubilizează grăsimile, transformându-le în forme emulsionate, care, în prezența lipazei, eliberează acizi grași și 2-monoacil glicerol.

  • Colesterolul din aliment este majoritar esterificat, iar colesterol-esterazele le transformă în molecule simple.

  • Fosfolipidele sunt digerate prin acțiunea fosfolipazei A2 pancreatică.

  • Produșii de digestie lipidică formează micele, structuri cilindrice ce conțin acizi grași, monogliceride, colesterol și săruri biliare.

    • Rolul micelelor: solubilizarea lipidelor și transportul lor în enterocite.

Micelele

  • Cercetare vizuală:

    • Spherical micelle

    • Cylindrical micelle

  • În enterocite:

    • Acizii grași și monogliceridele sunt rapid transformați în trigliceride pentru a menține un gradient favorabil de concentrație.

    • Colesterolul este transformat în colesterol esterificat.

Formarea chilomicronilor

  • Trigliceridele și colesterolul esterificat se combină cu fosfolipide și apoproteine pentru a forma chilomicroni, transportați prin sânge.

DEGRADAREA ACIZILOR GRAŞI SATURAŢI

(Beta-Oxidarea AGS)

  • Degradarea AGS are loc prin beta-oxidare, constatată prin scindarea unităților de câte 2 atomi de carbon.

  • Fiecare scindare este precedată de oxidarea carbonului β.

  • Principala moleculă generată prin beta-oxidare este acetil~SCoA, care intră în ciclul Krebs, generând ATP.

  • Activarea AG este necesară înainte de a fi oxidați, proces ce se desfășoară în citoplasmă.

Etapele degradării AG:

  1. Activarea AG în citoplasma: consumă 1 mol ATP:

    • OR−COOH+HS−COA<br>ightarrowR−CO−SCOA+R−COO+ATPO R-COOH + HS-COA <br>ightarrow R-CO-SCOA + R-COO + ATP

  2. Transportul AG activate în mitocondrie.

  3. Beta oxidarea propriu-zisă (în mitocondrie).

Transportul AG în mitocondrie

  • AG cu lanț lung nu traversază membrana mitocondrială internă, necesită carnitina. Acil~carnitina este transportată prin membrana internă, regenerând acil~CoA.

  • Enzimele specifice (carnitin-acil-transferaze) sunt implicate în acest transport.

B-OXIDAREA AGS CU NUMĂR PAR DE ATOMI DE C

  1. Dehidrogenare FAD-dependenta (oxidare).

  2. Hidratare.

  3. Dehidrogenare NAD-dependenta (oxidare).

  4. Tioliză, catalizată de o tiolază.

  • Între AGS cu nr par de atomi de carbon, acetil-SCoA generează 12 mol ATP per moleculă.

Bilanţ energetic pentru C

ATP=racn2imes12+racn2−1imes(FADH2+NADH)−1ATP = rac{n}{2} imes 12 + rac{n}{2 - 1} imes (FADH2 + NADH) - 1

  • Exemplu: pentru acidul palmitic (C16), rezultă 130 ATP.

B-oxidarea AGS cu număr impar de atomi de C

  • Finalizarea are loc cu propionil-SCoA care se transformă în succinil-SCoA, intermediar al Ciclului Krebs, după carboxilare.

Degradarea AG NESATURAŢI (AGN)

  • Aceste AG trec prin beta-oxidare până la legătura dublă, când izomerizarea urmată de Hidratare va continua.

  • Această rearanjare permite continuarea ciclo-oxidării prin omisiunea primei reacții generate în beta-oxidare.

CETOGENEZA

  • Definiție: procesul de sinteză a corpurilor cetonici în matricea mitocondriilor hepatice, pornind de la acetil-CoA.

  • Corpii cetonici sunt rezerve energetice pentru țesuturile gluco-dependente.

Utilizarea corpilor cetonici

  • Corpii cetonici formați în ficat sunt transportați în sânge, cu acetoacetatul și beta-hidroxi-butiratul nemai-putând fi metabolizați în ficat.

  • În cazul diabetului netratat, nivelul corpurilor cetonici crește semnificativ, putând duce la cetonurie.

SINTEZA ACIZILOR GRAŞI

  • Sinteza glucozei în exces se transformă în acizi grași, depozitați ulterior sub formă de TG.

Etapele sintezei AG:

  1. Transportul acetil-CoA din mitocondrie în citoplasmă sub formă de citrat.

  2. Carboxilarea acetil-CoA în malonil-CoA.

  3. Sinteza AG propriu-zisă la nivelul ACP.

Sinteza acidului palmitic (C16)

  • Are loc sub acțiunea AG sintetazei, constând în 7 domenii catalitice.

METABOLISMUL LIPIDIC - Sinteza vs Degradare

  • Degradarea AGS

    • Locație: mitocondrie

    • Proces: oxidativ

    • Produse: acetil-CoA, FADH2, NADH

  • Sinteza AGS

    • Locație: citoplasmă

    • Proces: reductiv

    • Produse: consumă ATP, NADPH

METABOLISMUL FOSFOLIPIDELOR

  • Fosfolipidele sunt principalele lipide polare din membrana celulară. 70% din compoziția lipidică este reprezintă de fosfolipide.

    • Exemple de fosfolipide: fosfatidil-etanolamina, fosfatidil-colina, fosfatidil-serina, fosfatidil-inozitol.

    • Rolul fosfolipidelor include: structura membranei, activități enzimatice, intervenția în elasticitatea alveolelor pulmonare,

    • Biosinteza PE și PC are loc în ficat.

METABOLISMUL COLESTEROLULUI

  • Colesterolul este un steroid esențial, reglează fluiditatea membranelor, precursor pentru vitamina D, acizi biliari și hormoni steroizi.

  • Sistemul hormonal reglează sinteza colesterolului, la nivel hepatic și intestinal.

BIOSINTEZA COLESTEROLULUI

  1. Sinteza mevalonatului din acetil-CoA.

  2. Formarea unităților izoprenoide.

  3. Condensarea acestor unități pentru scualen.

  4. Transformarea scualenului în colesterol.

REGULAREA SINCTEZEI DE COLESTEROL

  • HMG-CoA reductază acționează ca o enzimă limitativă, reglată alosteric și prin modificări de transcriere genetică.

PATOLOGIILE METABOLISMULUI LIPIDIC

  • Obezitatea, ateroscleroza, diabet zaharat.

  • Impactul lipoproteinelor asupra sănătății: niveluri crescute de LDL cresc riscul de boli cardiovasculare.

  • Hiperlipidemia și hipolipidemia au implicații clinice semnificative.

CONCLUZIE

  • Metabolismul lipidic include procese critice de digestie, absorbție, degradare, sinteză și reglare hormonală care sunt esențiale pentru homeostazia energetică a organismului. Trecerea la o dietă sănătoasă, gestionarea greutății și monitorizarea consumului de lipide pot îmbunătăți sănătatea metabolică.