Metabolismul lipidic Lipidele reprezintă o clasă eterogenă de substanţe insolubile în apă, solubile în solvenţi organici (alcool, cloroform, benzen, etc) şi miscibile între ele. Din punct de vedere chimic majoritatea lor sunt esteri ai alcoolilor cu acizii graşi (acizi hidrocarbonaţi cu lanţ lung), cu greutate moleculară mare. Lipidele se împart în trei clase principale: - Trigliceride (grasimi neutre) - fosfolipide - colesterol. Datorită complexităţii lor structurale lipidele îndeplinesc roluri multiple la nivelul organismului: rol energogenetic – prin oxidare lipidele eliberează 9,3 cal/g şi reprezintă o formă condensată de material bogat în energie rol structural – fosfolipidele şi colesterolul intră în structura membranelor celulare şi intracelulare, cărora le asigură integritatea fizică deoarece ele nu sunt solubile în apă rol funcţional – participă la coagulare (fosfolipidele şi acizii grali), la fenomenele de suprafaţa din cadrul absorbţiei intestinale (fosfolipidele şi acizii biliari rezultaţi din metabolizarea colesterolului), la realizarea schimburilor gazoase alveolare prin surfactantul pulmonar (lipoproteinele), la sinteza hormonilor sterolici –
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Metabolismul lipidic
Lipidele reprezintă o clasă eterogenă de substanţe insolubile în
apă, solubile în solvenţi organici (alcool, cloroform, benzen, etc) şi miscibile
între ele. Din punct de vedere chimic majoritatea lor sunt esteri ai alcoolilor cu
acizii graşi (acizi hidrocarbonaţi cu lanţ lung), cu greutate moleculară mare.
Lipidele se împart în trei clase principale:
- Trigliceride (grasimi neutre)
- fosfolipide
- colesterol.
Datorită complexităţii lor structurale lipidele îndeplinesc roluri
multiple la nivelul organismului:
rol energogenetic – prin oxidare lipidele eliberează 9,3
cal/g şi reprezintă o formă condensată de material bogat în energie
rol structural – fosfolipidele şi colesterolul intră în
structura membranelor celulare şi intracelulare, cărora le asigură integritatea
fizică deoarece ele nu sunt solubile în apă
rol funcţional – participă la coagulare (fosfolipidele şi
acizii grali), la fenomenele de suprafaţa din cadrul absorbţiei intestinale
(fosfolipidele şi acizii biliari rezultaţi din metabolizarea colesterolului), la
realizarea schimburilor gazoase alveolare prin surfactantul pulmonar
(lipoproteinele), la sinteza hormonilor sterolici – corticosuprarenalieni, ovarieni
şi testiculari, ai vitaminei D şi acizilor biliari (colesterolul). De asemenea din
unii acizi graşi – linoleic şi arahidonic – se sintetizează prostaglandinele, care
intervin în procese fiziologice şi patologice importante.
rol „pasiv” – lipidele de depozit participă la modalităţile
de diminuare a termolizei (apărare contra frigului). De aceea dezvoltarea mai
mare a paniculului adipos la femei explică rezistenţa mai mare a acestora la
variaţiile termice ale mediului ambiant. În plus depozitele lipidice din jurul unor
organe au rol de protecţie mecanică (rinichi, ochi).
La nivelul organismului lipidele se găsesc sau în ţesuturi, ca lipide
tisulare, sau în sânge, ca lipide circulante, între cele două sectoare existând
un echilibru dinamic.
În sângele circulaţiei sistemice se găsesc lipide absorbite din
intestin ( chilomicroni) şi, în tranzit, lipide sintetizate de ficat şi mobilizate din
depozitele adipoase.
După masă lipemia creşte semnificativ şi sângele capătă un aspect
lăptos caracteristic, dat de pătrunderea chilomicronilor în sânge.
În plasmă lipidele sunt legate de variate fracţiuni proteice şi
alcătuiesc lipoproteinele, care reprezintă peste 95% din toate lipidele
plasmatice. Lipoproteinele sunt formate aproape în întregime în ficat, fapt
explicat de pproductia FL, TGL şi a colesterolului la acest nivel. Sunt particule
sferice alcătuite din un nucleu hidrofob care conţine trigliceride şi colesterol
esterificat, şi o manta periferică hidrofilă formată din apoproteine, fosfolipide şi
colesterol neesterificat. Concentraţia totală de lipoproteine din plasmă este
de 700mg/ 100ml plasma
Lipoproteinele sunt clasificate în trei clase principale:
lipoproteine cu densitate foarte mică – VLDL – conţin
concentraţii mari de trigliceride şi concentraţii moderate de fosfolipide şi
colesterol. au rol în transportul trigliceridelor de la ficat spre ţesuturi, în special
ţesutul adipos.
lipoproteine cu densitate mică – LDL – conţin
concentraţii mari de colesterol, dar relativ puţine trigliceride.(se considera a fi
reziduurile VLDL) Au rol în transportul colesterolului de la ficat spre ţesuturi.
lipoproteine cu densitate mare – HDL – conţin
aproape 50% proteine şi fosfolipide. Au rol antiaterogen prin captarea
colesterolului în exces. Acesta este transportat la ficat unde este transformat
în acizi biliari sau este eliminat ca atare prin bilă.
Principalele depozite de grăsime se găsesc în ţesutul adipos
(grăsimea de rezervă) şi în ficat. Ţesutul adipos are rol major în depozitarea
trigliceridelor, adipocitele( fibroblasti modificati) fiind capabile să stocheze
trigliceride pure în volum de până la 80-95% din volumul lor. De asemenea în
ţesutul adipos sunt prezente cantităţi mari de lipaze, enzime implicate în
procesele de catabolizare a trigliceridelor şi mobilizare a acizilor graşi liberi.
Turnover-ul rapid al acizilor graşi face ca reînnoirea trigliceridelor din ţesutul
adipos să se facă aproximativ o dată la 2-3 săptămâni, ceea ce demonstrează
starea dinamică a rezervelor lipidice.
Lipidele din ficat sunt reprezentate de trigliceride, fosfolipide şi
colesterol, care sunt sintetizate continuu de hepatocite. În acelaşi timp în
hepatocite au loc şi procesele catabolice energogenetice din acizi graşi.
Funcţiile ficatului în ceea ce priveşte metabolismul lipidic sunt:
o desfac acizii graşi în compuşi mici utilizati pentru
energie
o sintetizează TGL în principal din glucide si în mică
masură din proteine
o sintetizează alte lipide din AGmai ales colesterol şi
PL
Trigliceridele (grăsimile neutre sau simple) sunt esteri ai unui
alcool trivalent – glicerolul – cu trei molecule de acizi graşi, de cele mai multe
ori diferiţi. Aceştia au un număr mare de atomi de carbon, întotdeauna par.
Cel mai frecvent acizii graşi din structura trigliceridelor sunt reprezentaţi de
acizii palmitic (cu 16 atomi de carbon), oleic şi stearic (cu 18 atomi de
carbon).
Trigliceridele sunt utilizate de organism în special în scop
energogenetic, funcţie pe care o împart aproape egal cu glucidele.
Sursele de trigliceride ale organismului sunt exogene şi endogene.
Cele exogene provin din trigliceridele animale şi vegetale ingerate, care sunt
absorbite în principal în limfă sub formă de chilomicroni, împreună cu esterii
colestrolului, lipoproteinele şi fosfopilidele. Chilomicronii sunt transportaţi în
canalul toracic, de unde se varsă în sângele venos la joncţiunea dintre venele
jugulare şi subclaviculare.
În decurs de circa 1 – 2 ore chilomicronii sunt îndepărtaţi din
plasmă la trecerea prin capilarele hepatice şi prin cele ale ţesutului adipos,
sub acţiunea unei lipoproteinlipaze. Aceata hidrolizează trigliceridele din
chilomicroni în acizi graşi şi glicerol. Acizii graşi difuzează imediat în celule (în
special adipocite) deoarece sunt înalt miscibili cu membranele celulare. În
celule acizii graşi sunt resintetizaţi în trigliceride, glicerolul nou necesar
acestei sinteze fiind furnizat de procesele metabolice celulare (degradarea
anaeroba a glucidelor).
Sinteza trigliceridelor (lipogeneza) se desfăşoară în principal în ficat
şi în mult mai mică măsură în adipocite şi are loc prin esterificarea progresivă
a glicerolului activat care se uneşte cu un acid gras. Se formează astfel o
monogliceridă, după care se sintetizează „în trepte” digliceride şi în final
trigliceride. Ea se poate şi face plecând de la glucide sau de la proteine.
Glucidele ajunse în organism sunt utilizate imediat în scopul producerii de
energie sau sunt stocate sub formă de glicogen. În cazul excesului de glucide
acestea sunt convertite rapid în trigliceride şi sunt apoi stocate la nivelul
ţesutului adipos. Sinteza lipidelor din glucide este de o importanţă specială din
două motive:
1. capacitatea diferitelor celule din corp de a stoca glucidesub
forma de glicogeneste in general slabă, deci sinteza de lipide
reprezinta o cale prin care întregul exces de glucide ingerate
poate fi stocat si utilizat mai tarziu.
2. fiecare gram de grasime contine de 2,25 ori mai multe calorii
de energie utilizabila decat fiecare gram de glicogen.
Sinteza din proteine. Mulţi aminoacizi pot fi convertiţi în acetilCoA, care la
rândul ei poate fi convertită în trigliceride. În cazul unei diete cu cantităţi mai
mari de proteine decât poate utiliza organismul o parte din exces este stocat
sub formă de trigliceride.
Catabolismul trigliceridelor (lipoliza) are loc în adipocit prin
scindarea treptată a unui acid gras cu formarea digliceridelor, apoi a
monogliceridelor şi în final a glicerolului şi acizilor graşi. Glicerolul părăseşte
imediat adipocitul, iar acizii graşi sunt utilizaţi sau în resinteza trigliceridelor,
sau în procesele energogenetice celulare. În acest scop ei părăsesc
adipocitul şi sunt transportaţi de sânge sub formă de acizi graşi liberi (AGL).
Lipogeneza şi lipoliza sunt într-o strânsă legătură, în raport cu
starea nutriţională şi cu balanţa energetică.
Catabolizarea acizilor graşi are loc în primul rând la nivelul
hepatocitelor (75%) pe două căi principale: beta oxidare şi cetogeneză. Restul
de 25% sunt distribuiţi şi catabolizaţi la nivelul musculaturii.
Cele două căi metabolice încep cu activarea acidului gras prin
combinarea sa cu coenzima A (CoA), reacţie endergonică ce are loc între
gruparea carboxilică a acidului gras şi cea sulfhidrică a CoA, cu pierderea
unei molecule de apă.
Degradarea şi oxidarea acizilor graşi are loc numai în mitocondrii,
deci primul pas în utilizarea acizilor graşi este transportul lor din citoplasmă în
interiorul mitocondriilor. Acesta este un proces enzimatic care necesită
prezenţa unei substanţe de transport numită carnitină. În mitocondrie acidul
gras se desface de carnitină şi apoi este oxidat.
Beta oxidarea reprezintă calea metabolică de degradare a acizilor
graşi liberi în care aceştia sunt oxidaţi la nivelul C2 din grupul carboxilic (ciclul
LYNEN). Rezultatul final al acestor reacţii este pierderea unui fragment de 2C
sub formă de acetilCoA şi scurtarea lanţului de carbon al acidului gras cu 2
atomi. Prin repetare acidul gras pierde de fiecare dată câte 2 atomi de carbon,
până ajunge la acid butiric, acid gras cu 4 atomi de carbon. În condiţii
obişnuite 70% din acetilCoA rezultată din beta oxidare intră apoi în ciclul
KREBS şi este astfel metabolizată până la produşii finali CO2 şi H2O, cu
eliberare de energie.
Cetogeneza reprezintă calea metabolică de sinteză a corpilor
cetonici. Prin condensarea a două molecule de acetil CoA se sintetizează
aceto-acetilCoA, compus ce poate fi oxidat în totalitate până la Co2 şi H2O,
constituind o importantă sursă de energie celulară. În ficat, sub acţiunea
enzimatică a deacilazei, CoA se desprinde de aceto-acetilCoA şi rezultă
acidul acetilacetic, primul corp cetonic, din care apoi se sintetizează, prin
reducere, acidul beta hidroxibutiric, şi prin decarboxilare, acetona.
Cetogeneza este un proces fiziologic, iar corpii cetonici descărcaţi
în circulaţie sunt apoi utilizaţi la nivelul altor ţesuturi în scop energogenetic. O
mică cantitate din aceşti corpi cetonici se elimină prin urină.
În inaniţie, ca urmare a stimulării excesive a catabolismului acizilor
graşi, sinteza corpilor cetonici depăşeşte capacitatea de metabolizarea a
ţesuturilor. Se ajunge astfel la acumularea unor cantităţi mari de corpi cetonici
– cetoacidoză, şi la creşterea eliminărilor lor urinare.
Fosfolipidele (fosfatidele) sunt esteri ai unui alcool cu acizi graşi
superiori, care au în moleculă un radical de acid fosforic şi o bază azotată
(colina sau colamina). Din această clasă fac parte lecitinele, cefalinele şi
sfingomielinele. Ele sunt lipide solubile, sintetizate în toate celulele
organismului şi transportate împreună în sânge sub formă de lipoproteine.
Cele mai mari cantităţi de fosfolipide se găsesc la nivelul
organismului în creier (sfingomieline şi lecitine), în ficat şi splină (lecitine şi
cefaline) şi în rinichi, inimă şi plamâni (lecitine).
Fosfolipidele se absorb împreună cu trigliceridele şi colesterolul şi
intră împreună cu acestea în structura chilomicronilor. Metabolizarea lor se
face în principal în ficat.
Principalul rol al fosfolipidelor este cel structural, ca şi componente
de bază ale membrenelor celulare şi intracelulare, alături de colesterol.
Fosfolipidele hidrosolubile participă şi la scăderea tensiunii superficiale dintre
membrane şi lichidele din jur.
Ritmul reînnoirii (turnover) fosfolipidelor tisulare este foarte diferit
de la un ţesut la altul, fiind foarte rapid în ficat, foarte lent în creier (luni sau
ani) şi intermediar în rinichi şi muşchi.
Colesterolul este un ester al alcoolilor monovalenţi aromatici cu
acizii graşi, se găseşte în toate celulele organismului şi are provenienţă dublă,
exogenă (alimentară – gşlbenuşul de ou, grăsimile din carne, ficat şi creier) şi
endogenă (sintetizat la nivel celular, în special în hepatocite, dar şi în celulele
corticosuprarenalei, testiculului, ovarului, pielii, arterelor şi intestinului.
Excepţie face celula nervoasă).
Colesterolul alimentar este absorbit rapid în intestin, cea mai mare
parte a sa (80-90%) fiind esterificată (esteri cu acizi graşi) sub acţiunea
colesterolesterazei pancreatice. Sub această formă colesterolul ajunge în
circulaţia sistemică.
Colesterolul endogen este furnizat zilnic în cantitate de 1,5 – 2 g,
din care ¾ este de origine hepatică. Această cantitate este net superioară
aportului exogen.
Între aportul exogen de colesterol şi ritmul de biosinteză al acestuia
există o strânsă corelaţie, procesele de sinteză fiind inhibate de creşterea
aportului alimentar şi invers.
Din cantitatea totală de colesterol plasmatic aproximativ ¾ se
găseşte sub formă esterificată, restul sub formă liberă (predominant în
ţesuturi). Creşterea aportului de lipide de origine animală determină creşterea
colesterolemiei, în timp ce creşterea aportului de lipide vegetale cu grad mare
de nesaturare (ulei de soia sau de porumb) determină scăderea
colesterolemiei. Efectele hipocolesterolemiante ale grăsimilor nesaturate se
explică prin creşterea vitezei de încorporare în lipoproteine a colesterolului
esterificat cu acizi graşi nesaturaţi şi apoi metabolizarea sau eliminarea sa la
nivelul ficatului.
Metabolizarea colesterolului are loc în special la nivelul ficatului,
care sintetizează, dar în acelaşi timp şi catabolizează mari cantităţi de
colesterol. O parte din colesterol este excretat ca atare de către ficat prin bilă,
în timp ce o altă parte este utilizat la nivelul celulelor KUPFFER din ficat
pentru sinteza acizilor biliari, care la rândul lor intră in structura bilei. O parte
din acizii biliari şi colesterolul ajunşi prin bilă în intestin se reabsorb pe cale
portală şi se reîntorc în ficat.
De asemenea colesterolul participă la formarea hormonilor steroizi.
Nivelul colesteroleminei este influenţat pe de-o parte de calitatea
lipidelor şi cantitatea de colesterol ingerate, iar pe de altă parte de o serie de
hormoni, dintre care cei mai importanţi sunt cei tiroidieni şi estrigenii, cu
efecte hipocolesterolemiante. Hormonii tiroidieni scad nivelul plasmatic al
colesterolului prin stimularea metabolizării sale tisulare, în timp ce estrogenii îi
inhibă sinteza hepatică.
Reglarea metabolismului lipidic se face prin mecanisme
nervoase şi hormonale.
Etapa absorbtivă postalimentară (anabolizantă) se întinde pe
primele 10 – 12 ore postprandial şi se caracterizează prin aport de substanţe
energoplastice. Acestea declanşează secreţia de insulină, care va determina