Metabolismo de Lípidos: Síntesis, Catabolismo y Regulación Bioquímica Esencial

Síntesis de Ácidos Grasos

Sustrato: Acetil-CoA (en el citoplasma). Por cada Acetil-CoA se requiere 1 NADPH + H+, obtenido principalmente a través de la enzima málica.

Ruta de Transporte de Acetil-CoA al Citoplasma

El Acetil-CoA se transporta desde la mitocondria al citoplasma mediante el citrato, involucrando las siguientes enzimas:

1. Citrato Sintasa
2. Citrato Liasa (requiere Mg++)
3. Malato Deshidrogenasa
4. Enzima Málica (dependiente de NADP+)
5. Piruvato Carboxilasa

Síntesis de Malonil-CoA (Paso de Control)

Acetil-CoA + HCO3- → Malonil-CoA (Requiere ATP → ADP).

• Enzima: Acetil-CoA Carboxilasa (ACC).
• Cofactor: Biotina.

Proteína Transportadora de Grupos Acilo (ACP)

La ACP es la proteína encargada del transporte de grupos acilos durante la síntesis.

Al condensarse el grupo acetilo (2C) y el malonilo (3C) se forma un intermediario de 5C. La descarboxilación posterior genera un compuesto de 4C (Acetoacetil-ACP). Esta descarboxilación disminuye la energía libre del malonilo y hace que la reacción sea irreversible.

Nota: Solo en la primera vuelta se utiliza Acetil-CoA como iniciador; en las vueltas subsiguientes se utiliza Malonil-CoA.

Complejo Ácido Graso Sintasa (AGS)

Este complejo sintetiza el ácido palmítico (16 carbonos, saturado) en 7 vueltas.

• Requerimientos: 14 NADPH + H+ (8 de la enzima málica + 6 de la Vía de las Pentosas Fosfato, VHMP).
• Acetil-CoA necesarios: 8 moléculas (1 como iniciador y 7 para la formación de Malonil-CoA).

Componentes del Complejo AGS

• Sintasa-SH
• Cetoacil-ACP-Reductasa (requiere NADPH)
• OH-Acil-ACP-Deshidratasa
• Enoil-ACP-Reductasa (requiere NADPH)
• Palmitil-ACP-Desacilasa
• ACP-SH

Regulación de la Acetil-CoA Carboxilasa (ACC)

La ACC es la enzima clave en el control de la síntesis. La forma polimérica es activa (ACT); la forma monomérica es inactiva (INAC).

Control Covalente

• Insulina: Activa (desfosforilación).
• Glucagón y Adrenalina: Inactivan (fosforilación).

Control Alostérico

• Activadores: Aumento de Citrato y ATP.
• Inhibidores: Aumento de ácidos grasos libres, Palmitato y AMP.

Lipólisis

Proceso que ocurre en el tejido adiposo. La Adrenalina activa este proceso.

La Lipasa (enzima hormona dependiente, presente en adipocitos) degrada los Triglicéridos (TG) en ácidos grasos libres (AGL) y glicerol.

• Control Covalente: El aumento de AMPc activa la Proteína Quinasa A (PKA), que fosforila y activa la Lipasa.

Catabolismo de Ácidos Grasos: Beta-Oxidación (β-Oxidación)

Proceso exergónico que ocurre en la matriz mitocondrial.

Pasos de la β-Oxidación

1. Oxidación (con FAD+)
2. Hidratación (con H2O)
3. Oxidación (con NAD+)
4. Tiólisis

Regulación de la β-Oxidación

• Control Alostérico: La Carnitina-Acil-Transferasa I (CAT I) es inhibida por el aumento de Malonil-CoA.

Balance Energético y Productos

• Producto Final por Ciclo: 1 Acetil-CoA + 1 FADH2 + 1 NADH + H+ + 1 Ácido Graso reducido en 2 carbonos.
• Consumo Inicial: Se consumen 2 enlaces de alta energía (equivalente a -2 ATP) para la activación inicial del ácido graso.

Metabolismo del Propionil-CoA

El Propionil-CoA genera 4 ATP netos. Se obtienen 5 ATP del Ciclo de Krebs (CDK) por su metabolización, pero se resta 1 ATP consumido en la conversión de Propionil-CoA a D-Metilmalonil-CoA.

Biosíntesis del Colesterol

Ocurre en el citoplasma. La inanición inhibe este proceso.

• Enzima de Control: Hidroximetilglutaril-CoA Reductasa (HMG-CoA Reductasa).

Control Covalente

• Insulina: Activa.
• Glucagón y Adrenalina: Inhiben.

Control Alostérico

• Inhibidores: Aumento de ácidos cólicos (intestinales) y Colesterol (hepático).
• Activador: Aumento de Acetil-S-CoA.

Cuerpos Cetónicos

La síntesis ocurre en las mitocondrias del hígado.

• Enzima de Control: HMG-CoA Sintasa.
• Síntesis: A partir de Acetil-CoA.

Tipos de Cuerpos Cetónicos

1. Ácido β-Hidroxibutírico
2. Ácido Acetoacético
3. Acetona

Nota: Los tipos 1 y 2 generan energía al degradarse en tejidos extrahepáticos.

Formación en Inanición

Durante la inanición, el aumento de Acetil-CoA satura el Ciclo de Krebs (CDK) debido a la falta de Oxalacetato. Esto desvía el Acetil-CoA hacia la formación de cuerpos cetónicos, que son utilizados como fuente de energía.

Funciones Biológicas del Colesterol

• Precursor de la Vitamina D.
• Precursor de Sales Biliares.
• Componente estructural de las membranas celulares.
• Precursor en la Esteroidogénesis (hormonas esteroideas).
• Componente de la vaina de mielina.
• Formación de ésteres de colesterol (transportados en lipoproteínas plasmáticas).