Acidos Grasos 2.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

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ALUMNA:

VILELA CHAPARRO MILAGROS PATRICIA

CHECA CARREÑO PRISCILA

CURSO: BIOQUIMICA

TEMA: 17

Oxidación de ácidos grasos cetogénesis y biosíntesis de los ácidos grasos y eicosanoides

DOCENTES: VIOLETA MORIN GARRIDO OLGA SORIANO EMILIO FLORES

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Índice ………………………………………………………………………………. Introducción …………………………………………………………………….1 Importancia biomédica …………………………………………………………2 Que es un ácido graso …………………………………………………3 Oxidación de ácidos grasos …………………………………………….4 Oxidación de acido graso produce una gran cantidad de atp ………………5 Metabolismo de acidos grasos…………………………………………..6 6.1 Hidrólisis de los triacilglicérido La oxidación de ácidos grasos ocurre en la mitocondrias ………………….7 7,1 Acil-CoA sintetasa Degradación oxidativa de los ácidos grasos (beta oxidación )…………………8 8.1Oxidación del Acil-CoA 8.2 Hidratación del enoil-CoA 8.3Oxidación del 3-hidroxiacil-CoA 8.4 Escisión tiolítica del 3-cetoacil Rendimiento energético de la B oxidación ………………………………..9 Oxidación de los ácidos grasos insaturados

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Oxidación de los ácidos grasos en los peroxisomas………………………..11 Metabolismo de los cuerpos cetónicos ………………………………………..12 Acidos grasos eicosanoides ……………………………………………………13 Biosíntesis…………………………………………………………14 Actividades enzimáticas …………………………………………..15 Función y farmacología……………………………………………………16 Conclusiones ……………………………………………………………17 Bibliografía ,,,,,…………………………………………….18

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introducción :

Con los años, la vía de la β-oxidación mitocondrial de los ácidos grasos (FAO), se ha caracterizado a nivel bioquímico, así como el nivel de biología molecular. La FAO desempeña un papel fundamental en la homeostasis de la energía, pero compite con la glucosa como sustrato oxidativo principal. Los mecanismos implicados en el llamado ciclo de la glucosa-ácidos grasos operan a nivel hormonal, transcripcional y bioquímico. Los defectos hereditarios de la mayoría de las enzimas de la FAO han sido identificados y caracterizados y se incluyen en los programas de cribado neonatal. Los síntomas varían de una hipoglucemia hypoketotic a miopatías esqueléticas y cardíacas. . La fisiopatología de estas enfermedades todavía no se conoce con exactitud, lo que dificulta la optimización del tratamiento. Los estudios de pacientes y los modelos de ratón contribuirán a nuestra comprensión de la patogénesis y conducirán, en última instancia, a mejorar el tratamiento.

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Que es un ácido graso : Un ácido graso contiene una larga cadena hidro carbonatada y un grupo terminal carboxilato • Los ácidos grasos tienen cuatro destinos fisiológicos:

. Forman parte de la estructura de los fosfolípidos y glucolípidos, componentes importantes de las membranas biológicas Muchas proteínas son modificadas por la unión covalente de ácidos grasos, para ser dirigidas hacia posiciones de membrana Son moléculas que pueden ser oxidadas para obtener energía. Son almacenadas en forma de triacilglicéridos (grasas neutras, triacilgliceroles): ésteres de ácidos grasos con glicerol. Los ácidos grasos son movilizados desde los triacilglicéridos y oxidados para cubrir las necesidades de la célula o del organismo. Los derivados de ácidos grasos actúan como hormonas y mensajeros intracelulares.

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Oxidación de un ácido graso : La oxidación de los ácidos grasos es un mecanismo clave para la obtención de energía metabólica (ATP) por parte de los organismos aeróbicos.

Dado que los ácidos grasos son moléculas muy reducidas, su oxidación libera mucha energía; en los animales, su almacenamiento en forma de triacilgliceroles es más eficiente y cuantitativamente más importante que el almacenamiento de glúcidos en forma de glucógeno.

La β-oxidación de los ácidos grasos lineales es el principal proceso productor de energía, pero no el único. Algunos ácidos grasos, como los de cadena impar o los insaturados requieren, para su oxidación, modificaciones de la β-oxidación o rutas metabólicas distintas. Tal es el caso de la α-oxidación, la ω-oxidación o la oxidación peroxisoma.

La β-oxidación es una secuencia de cuatro reacciones en que se separan fragmentos de dos carbonos desde el extremo carboxilo (–COOH) de la molécula; estas cuatro reacciones se repiten hasta la degradación completa de la cadena. El nombre de beta-oxidación deriva del hecho de que se rompe el enlace entre los carbonos alfa y beta (segundo y tercero de la cadena, contando desde el extremo carboxílico), se oxida el carbono beta (el C3) y se forma acetil-CoA.

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Producción de atp en ácidos grasos : es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción, mediante la oxidación, de un par de átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descompone por completo en forma de moléculas acetil-CoA, que serán posteriormente oxidados en la mitocondria para generar energía química en forma de (ATP). La β-oxidación de ácidos grasos consta de cuatro reacciones recurrentes.

El resultado de dichas reacciones son unidades de dos carbonos en forma de acetil-CoA, molécula que pueden ingresar en el ciclo de Krebs, y coenzimas reducidos (NADH y FADH2) que pueden ingresar en la cadena respiratoria.

No obstante, antes de que produzca la oxidación, los ácidos grasos deben activarse con coenzima A y atravesar la membrana mitocondrial interna, que es impermeable a ellos.

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Metabolismo de los ácidos grasos :

• La degradación y síntesis de los ácidos grasos son procesos relativamente simples, y son esencia procesos inversos

• El proceso de degradación convierte una molécula alifática de cadena larga, como es un ácido graso, a un conjunto de unidades de acetilo activadas (moléculas de acetil Coa), que pueden ser procesadas por el ciclo del ácido cítrico. Se parte de una molécula de ácido graso activada, que se oxida, hidrata, oxida y se escinde finalmente obteniéndose acetil-CoA) y un ácido graso activado.

La síntesis es en esencia el proceso inverso al anterior. El proceso empieza con los monómeros, unidades de acilo y de malonilo activadas, que condensan para formar un fragmento de cuatro carbonos. El carbonilo formado debe reducirse, deshidratarse y reducirse en un proceso opuesto al de la degradación para dar lugar a una molécula de acilo activada alargada en dos carbonos más. • Los ácidos grasos y glicerol se obtienen como combustible metabólico de los triacilgicéridos: • Ingeridos en la dieta • almacenados en las células del tejido adiposo (adipocitos) (los ácidos grasos en forma libre solo están en cantidades traza en la célula). • Los triacilglicéridos son depósitos muy concentrados de energía, porque se encuentran en forma 7

reducida y anhidra:

• Su oxidación completa tiene un rendimiento energético mayor: • ácidos grasos: 9 kcal/g • carbohidratos y proteínas:4 kcal/g (los ácidos grasos están mucho más reducidos) • Carácter apolar: Se almacenan en forma casi anhidra, (carbohidratos y aminoácidos son polares, hidratados en mayor grado): • 1 g glucógeno seco retiene aproximadamente 2 gramos de agua. • 1 gramo de grasa prácticamente anhidra acumula más de seis veces la energía de Reservas energéticas de hombre normal (70 Kg): • 100000 kcal triacilglicéridos (11 Kg) • 250000 kcal en proteínas, • 600 kcal en glucógeno • 40 kcal en glucosa. • Las reservas de glucógeno y glucosa proporcionan la energía suficiente para mantener las funciones biológicas durante unas 24 horas, mientras que los triacilglicéridos permiten la supervivencia durante unas semanas.

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Hidrólisis de los triacilglicéridos La lipasa del tejido adiposo es activada en presencia de las hormonas de adrenalina, noradrenalina, glucagón hormona adrenocorticotrópica, que se unen a receptores específicos de la membrana plasmática (receptores 7TM), que a su vez activan a adenilato ciclasa. El aumento en los niveles de AMP cíclico a su vez, activa a la proteína quinasa A, que a su vez activa a las lipasas por fosforilación. • Insulina por otro lado inhibe el proceso de lipolisis. Los ácidos grasos liberados, que no son solubles en el plasma sanguíneo. Es necesaria la intervención de albúmina presente en el suero, que se une a los ácidos grasos y actúa como portador. De esta manera los ácidos grasos libres pasan a la sangre y pueden ser accesibles a otros tejidos. Glicerol, que es captado por el hígado, siendo fosforilado y oxidado a dihidroxiacetona fosfato e isomerizado a gliceraldehido 3-fosfato, intermediario tanto de laviasglucolíticcomoguconeogénica. Glicerol y este tipo de intermediarios son fácilmente interconvertibles en el hígado dependiendo de las necesidades del 9

organismo.

Acil-CoA sintetasa • Ambas reacciones son reversibles (se rompe un enlace de alta energía (entre PPi y AMP) y se forma otro enlace equivalente energéticamente (el enlace tioester del acil-CoA), pero la reacción global es impulsada hacia la formación de acil-CoA por la hidrólisis del pirofosfato mediante una pirofosfata

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Activación y transporte de los ácidos grasos a la mitocondria:

Una vez activado el ácido graso debe ser transportado al interior de la mitocondria para ser oxidado: • Los ácidos grasos de cadena corta son transportados directamente a la matriz mitocondrial • Los ácidos grasos de cadena larga necesitan un mecanismo de transporte especial para pasar a través de la membrana interna mitocondrial: conjugación a carnitina El grupo acilo se transfiere desde el átomo de azufre del CoA al grupo hidroxilo de la carnitina para formar acilcarnitina, en una reacción catalizada por carnitina aciltransferasa I (carnitina palmitiltransferasa I), enzima unida a la membrana externa mitocondrial. 2. Acilcarnitina actúa entonces como una lanzadera a través de la membrana interna mitocondrial, por acción de una translocasa. 3. Una vez en el lado de la matriz mitocondrial el grupo acilo es transferido de nuevo a una molécula de CoA en una reacción catalizada por la carnitina aciltransferasa II (carnitina 11

palmitiltransferasa II), inversa a la que tiene lugar en el lado citosólico. 4. Translocasa devuelve de nuevo la carnitina a la cara citosólica intercambiándose por otra acilcarnitina que entra. Varias enfermedades se deben a deficiencias en este sistema de transporte: • Deficiencia en carnitina: ligeros calambres musculares hasta debilidad severa o incluso muerte. • Deficiencia en carnitina aciltransferasa: síntomas de debilidad muscular durante el ejercicio prolongado, (el músculo depende de los ácidos grasos como fuente de energía a largo plazo). • En estos pacientes los ácidos grasos de cadena corta y media (C8-C10) , que para entrar en la mitocondria no necesitan carnitina, se oxidan con normalidad.

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Degradación oxidativa de los ácidos grasos (β-oxidación)

Una vez en la matriz mitocondrial, las moléculas de acil-CoA son degradadas mediante una secuencia repetitiva de cuatro reacciones : 1. Oxidación por FAD. 2. Hidratación 3. Oxidación por NAD+ 4. Tiolisis por CoA Como resultado de estas reacciones, la cadena del ácido graso se recorta en dos carbonos y se genera FAD H2, NADH y Acetil-CoA. Esta serie de reacciones se conoce como β-oxidación porque la oxidación tiene lugar en el carbono β catalizada por acil-CoA deshidrogenasa, tiene como resultado la producción de un enoil-CoA con un doble enlace entre los carbonos 2 y 3

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Rendimiento energético de la β-oxidación • La reacción deβ-oxidación de una molécula de ácido graso activada podemos resumirla en: Cn-acil-CoA + FAD + NAD+ + H2O + CoA Cn-2-acil-CoA + FADH2 + NADH + Acetil-CoA + H+ • Si consideramos palmitil-CoA (un ácido graso de 16 carbonos), la estequiometría resultante del proceso sería: Palmitil-CoA + 7 F AD + 7 NAD+ + 7H2O + 7 CoA 8 Acetil-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+ • Si calculamos, teniendo además en cuenta que en el proceso de activación se han consumido el equivalente energético de 2 ATP (hidrólisis de dos enlaces fosfato del alta energía, ATP se escinde a AMP y 2 Pi): Rendimiento energético de la β-oxidación

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Oxidación de los ácidos grasos insaturados:

• La oxidación de estos ácidos grasos presenta algunas dificultades, pero deben existir reacciones para su aprovechamiento dado que son ingeridos en la dieta. • La mayoría de la reacción es son las mismas que para los ácidos grasos saturados, • son necesarios solamente un par de enzimas adicionales (una isomerasa y una reductasa) para degradar una amplia gama de ácidos grasos insaturados.

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Oxidación de los ácidos grasos de cadena impar • Los ácidos grasos de cadena impar son especies poco abundantes. Se oxidan de la misma forma que los ácidos grasos de cadena par y solo se diferencian de éstos en que en el ciclo final de la degradación se produce propionil-CoA y acetil-CoA en lugar de dos moléculas de acetil-CoA. Esta unidad activada de tres carbonos del propionil-CoA entra en el ciclo del ácido cítrico mediante su conversión a succinil-CoA

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COBALAMINA (VITAMINA B12) • Los enzimas de cobalamina, que se encuentran presentes en la mayoría de los organismos, catalizan tres tipos de reacciones: • Reordenamientos intramoleculares • Metilaciones • Reducción de ribonucleótidos a desoxirribonucleótidos • En los mamíferos, las únicas reacciones que se conocen que requieren coenzima B12 son: • la conversión de L-metionina Onil-CoA en succinil-CoA

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• formación de metionina por metilación de la homocisteína. Importante porque la metionina es necesaria en la generación de determinadas coenzimas que participan en la síntesis de purinas y timina (necesarias en la síntesis de ácidos nucleicos)

Oxidación de los ácidos grasos en los peroxisomas • Aunque la mayoría de las oxidaciones de los ácidos grasos tienen lugar en la mitocondria, algunas oxidaciones suceden en los orgánulos celulares denominados peroxisomas. • Estos orgánulos se caracterizan por poseer elevadas concentraciones del enzima catalasa, que cataliza la reacción de dismutación del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno molecular. • La oxidación de los ácidos grasos en estos orgánulos, que acaba en octanoilCoA puede servir para acortar las cadenas largas y hacerlas mejores sustratos para la β-oxidación mitocondrial.

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Metabolismo de los cuerpos cetónicos • El acetil-CoA formado en la oxidación de los ácidos grasos sólo entra en el ciclo del áci do cítri co si la degradación de las grasas y los carbohidratos están adecuadamente equilibradas. • La entrada en el ciclo del acetil-CoA depende de la disponibilidad del oxalacetato,: esta puede

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estar disminuida si no hay carbohidratos o estos no se utilizan adecuadamente (si no hay piruvato suficiente generado por la glucolisis, no se puede generar oxalacetato mediante la piruvato carboxilasa). • En situaciones de inanición o diabetes: oxalacetato se consume en formación de glucosa (gluconeogénesis) y por tanto no está disponible para condensar con acetil-CoA.

Metabolismo de cuerpos cetónicos • acetoacetata y 3-hidroxibutirato son combustibles normales en el metabolismo aeróbico y son cuantitativamente importantes como fuentes de energía: • Músculo cardíaco y corteza renal utilizan acetato con preferencia a glucosa • El cerebro se adapta en condiciones de ayuno o diabetes al uso de acetoacetato como combustible. En ayuno prolongado, acetoacetato puede llegar a aportar el 75% del aporte de las necesidades energéticas del cerebro.

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Eicosanoide:

Los eicosanoides o eicosanoides son un grupo de moléculas de carácter lipídico originadas de la oxidación 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 inflan Todos los eicosanoides son moléculas de 20 átomos de carbono y están agrupados en prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos, y ciertos hidroxiácidos precursores de los leucotrienos.

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Constituyen las moléculas involucradas en las redes de comunicación celular más complejas del organismo animal, incluyedo el ser humanización y de la respuesta inmune tanto en vertebrados como en invertebrados.

Bioquímica De cada tipo de molécula agrupada dentro de los eicosanoides derivan dos o tres moléculas producidas, bien sea a raíz de un ácido graso esencial tipo ω-3 o del tipo ω-6. Se notará que las actividades metabólicas de los derivados de eicosanoides dependen de su estructura molecular y, por lo general, su estructura individual explica los efectos orgánicos del omega-3 y del omega

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. 22

Los tromboxanos son moléculas cíclicas (heterociclo) bien sea de 6 carbonos o de 5 carbonos con 1 oxígeno, formando este 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 trieno). 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 (proinflamatorios). La palabra linoleico viene de la planta lino y -oleico relacionado con los aceites oleicos.

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Función y farmacología La cantidad de estas grasas presentes en la dieta individual afecta las funciones controladas por el tipo específico de eicosanoide, teniendo repercusiones sobre el riesgo de enfermedades cardíacas, la concentración de triglicéridos en sangre, la presión arterial, y la artritis. Ciertas drogas como la aspirina y otros antiinflamatorios (no esteroideos) ejercen su acción por medio de una regulación negativa sobre (disminuyendo) la síntesis de ciertos eicosanoides, en particular los pro-inflamatorios. Los eicosanoides se hallan en una gran variedad de microorganismos, plantas y animales. En los humanos, son hormonas locales liberadas por la mayoría de las células, actuando sobre la misma célula u otras cercanas para ser luego rápidamente inactivadas. Son potentes en 24

concentraciones nanomolares, no son almacenadas dentro de las células y su biosíntesis es una actividad enzimtica

Acciones metabólicas de ciertos prostanoides y leucotrienos†19 PGD2 Promueven el sueño

TXA2 Estimulación de agregación

plaquetaria; vasoconstricción PGE2 Contracción de musculatura lisa; inducen dolor, calor, fiebre; broncoconstricción 15d-PGJ2 PGF2α

Contracciones uterinas

Diferenciación de Adipocitos LTB4 Quimiotaxis de leucocitos

PGI2 Inhibición de la agregación plaquetaria;

Conclusiones :

El papel de las grasas y aceites en la nutrición humana es una de las principales áreas de interés e investigación en el campo de la ciencia de la nutrición. Los resultados de estas investigaciones tienen consecuencias de amplio alcance para los consumidores, los responsables del cuidado de la salud, y los educadores nutricionales, así como para los productores, elaboradores y distribuidores de alimentos.

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Tanto en la literatura científica como en los medios de comunicación populares, surgen constantemente nuevas pruebas relacionadas con los beneficios y riesgos asociados a determinados aspectos de las grasas de la alimentación. Las controversias sobre estos resultados van evolucionando periódicamente. Seleccionar entre todas las réplicas y contrarréplicas, entre estudios incompletos e incompatibles, entre intereses partidistas y de la competencia, en busca de elementos de verdad y de un curso de acción prudente, constituye un reto. Esta es todavía una tarea esencial, ya que un cambio de los puntos de vista sobre los efectos de las grasas y aceites en la alimentación puede influir profundamente en el consumo de diversos alimentos, y, en último término, sobre el estado nutricional y de salud, sobre la producción agrícola, las tecnologías de preparación de los alimentos, los estudios de mercado y la educación nutricional.

Bibliografía www. Acidos grasos España .COM harper bioquímica

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