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Bioquimica. Metabolismo del Colesterol

¿Que es el Colesterol?

El colesterol es un lípido encontrado en los tejidos corporales y en el plasma sanguíneo de los vertebrados.

Órganos en que encontramos el colesterol en altas concentraciones:

a) Hígado

b) Medula

c) Cerebro, (variante de la colesterina)

Estructura Química:

El colesterol es un lípido esteroide, molécula de ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano), constituida por cuatro carbociclos condensados o fundidos, denominados A, B, C, D, que presentan varias sustituciones:

-Dos Radicales metilo en las posiciones C-10 y C-13.

-Una cadena alifática en la posición C-17

-Un grupo hidroxilo en la posición C-3 - Una insaturacion entre los carbonos C-5 y C-6

Fuentes del Colesterol:

El ser humano obtiene el colesterol a través de dos vías:

a) Vía Exógena: Directamente a través los alimentos. Los alimentos que contienen colesterol son exclusivamente los de origen animal, sobre todo la yema de huevo, hígado, sesos y carnes rojas.

b) Vía Endógena: Es la síntesis en el hígado, las dos terceras partes.


Fuente Exógena

Alimentos de origen animal, el colesterol se encuentra en los huevos, productos lácteos, la carne de res y la carne de aves. La yema de huevo y las visceras (el hígado, los riñones, la molleja y el cerebro) son ricos en colesterol, el pescado generalmente, contiene menos colesterol que otras carnes, pero algunos mariscos son ricos en colesterol.

Los alimentos de origen vegetal (verduras, frutas, granos cereales, nueces y semillas) no contienen colesterol.

El contenido graso no es una buena medida del contenido de colesterol por ejemplo: el hígado y otras vísceras son bajos en grasa pero ricos en colesterol.

Funciones del colesterol

-Estructural

-Precursor de Vitaminas

-Precursor de hormonas sexuales

-Precursor de hormonas corticales

-Precursor de sales biliares.


Función Estructural: El colesterol es imprescindible para la vida por sus numerosas funciones: El colesterol es un componente muy importante de las membranas plasmáticas de los animales (no existe en los vegetales…)

Precursor de Vitaminas: Precursor de Vitamina D: la vitamina D se sintetiza a partir del colesterol y más que una vitamina es una hormona, por las funciones que desempeña en el metabolismo del calcio.

Precursor de hormonas sexuales: a partir del colesterol se sintetiza: la progesterona, los estrógenos, la testosterona.

Precursor de hormonas corticoides: El cortisol, la aldosterona

Precursor de sales biliares: El hígado también excreta colesterol por la bilis y a veces forma cálculos en la vía biliar, lo que se denomina litiasis biliar.

Síntesis del Colesterol

La biosíntesis del colesterol en el hombre tiene lugar predominantemente en el citoplasma de los hepatocitos, además de sintetizarse en cualquier célula de origen animal, a partir del acetato en forma de Acetil-Coenzima A.

Los pasos principales de la síntesis te colesterol son:

- El Acetil-CoA se convierte en mevalonato: la ingesta de ácidos grasos saturados de cadena larga produce hipercolesterolemia.

- El mevalonato se convierte en escualeno mediante reacciones sucesivas de transferencia de grupos prenilo

- El escualeno se transforma en lanosterol.

- El lanosterol se convierte en colesterol en unas 21 etapas sucesivas.

Acetato --> intermediario isoprenoide --> escualeno --> producto de ciclización del escualeno --> colesterol


El colesterol se sintetiza a partir de unidades isopropenoides.

Precursores Isopropenoides




1. Transformación de HMG-CoA en mevalonato (reacción catalizada por la HMG-CoA reductasa, con liberación de CoA y oxidación de dos moléculas de NADPH). El grupo tioester de HMG-CoA es reducido a un alcohol. Esta enzima es el paso limitante en la síntesis del colesterol.




2. Transformación del mevalonato en fosfomevalonato (reacción catalizada por la mevalonato-5-fosfotransferasa, con hidrólisis de un ATP). El nuevo grupo OH es fosforilado.




3. Transformación del fosfomevalonato en 5-fosfomevalonato (reacción catalizada por la fosfomevalonato cinasa, con hidrólisis de un ATP). El grupos fosfato es convertido en pirofosfato




4. Transformación del 5-fosfomevalonato en isopentenil pirofosfato (reacción catalizada por la pirofosfofosfomevalonato descarboxilasa, con hidrólisis de un ATP y liberación de CO2). La molécula es descarboxilada y el alcohol resultante es deshidratado.


Principales tipos de Lípidos

1. Colesterol: componente de membranas y precursosr de hormonas esteroides y ácidos biliares.

2. Araquidonato: precursor de prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanos y leucotrienos.

3. Glucolípidos: esfingolípidos y fosfolípidos: componentes de membrana y en algunos casos señales de reconocimiento

4. Los triacilglicéridos.

5. Los Esteroides.


Digestión y Absorción de Alimentos grasos

El colesterol es el precursor de los ácidos biliosos, los cuales son necesarios para digerir y absorber los ácidos grasos de cadenas moleculares largas.

Las Células que constituyen la membrana del tracto digestivo son particularmente ricas en colesterol.

Función de los ácidos grasos saturados.

Su papel en la integridad de la membrana al proveer los ácidos grasos saturados como parte de la estructura de la membrana.

Actividades de señalización que, por ejemplo, indican a la musculatura gastrointestinal cuándo contraerse.

Ácidos grasos poliinsaturados:

Los ácidos grasos poliinsaturados también proveen materia prima para las membranas y funcionan como precursores de varias prostaglandinas, necesarias para mantener ciertas funciones importantes durante la motilidad intestinal

Digestión y absorción de las grasas

Se suministran en forma de triacilgliceridos que se deben hidrolizar para dar: ácidos grasos, monoacilglicéridos antes de ser absorbidos

Digestión de las grasas

El estómago interviene en el proceso de digestión de las grasas debido a su acción agitadora, que ayuda a crear emulsiones.

Las grasas que entran en el intestino se mezclan con la bilis y posteriormente emulsionan.

En niños y en adultos, la digestión de las grasas se produce de forma eficaz y casi completa en el intestino delgado.

En los recién nacidos, la secreción pancreática de lipasas es baja.

En los bebés la digestión de las grasa mejora gracias a las lipasas segregadas por las glándulas de la lengua (lipasa de la lengua) y una lipasa presente en la leche materna.

Los ésteres del colesterol son hidrolizados por la hidrolasa de ésteres de alcohol pancreática.

Los mamíferos sintetizan entre 1.0 y 1.5 g de colesterol por día, 3 o 4 veces más que la cantidad obtenida en la dieta (300 mg)

Esterificación de las grasas

En General, los ácidos grasos con longitudes de cadena inferiores a 14 átomos de carbono entran directamente en el sistema de la vena porta y son transportados hacia el hígado.

Los ácidos grasos con 14 o más átomos de carbono se vuelven a esterificar dentro del entericito y entran en la circulación a través de la ruta linfática en forma de quilomicrones. Sin embargo, la ruta de la vena porta también ha sido descrita como una ruta de absorción de los ácidos grasos de cadena larga.

Las vitaminas liposolubles (vitaminas A, D, E y K) y el colesterol son liberados directamente en el hígado como una parte de los restos de los quilomicrones.

El intestino y el hígado con los órganos más importante en el metabolismo del colesterol.

Este metabolito se encuentra en las paredes arteriales, por lo cual se le atribuyen posibles papeles en la aterosclerosis que es un tipo de lipoidosis.