Biosíntesis de ácidos grasos

Lic. En Nutrixción- Año 2012
Biosíntesis de Lípidos
BIOSÍNTESIS DE LÍPIDOS
INTRODUCCION
Los lípidos son componentes fundamentales de las células ya que no solo forman parte de todas las
membranas biológicas sino que muchos de ellos cumplen importantes funciones, además de
constituir un producto de reserva.
Hay que tener en cuenta la importancia de los lípidos en los alimentos ya que son necesarios para la
absorción y transporte de vitaminas liposolubles (A, D, E y K). El colesterol es un lípido de gran
interés, componente de las membranas y precursor de biomoléculas como las hormonas esteroideas
y varias moléculas señal.
A la inversa de los procesos de degradación, la biosíntesis es un proceso endergónico en el cual se
gasta energía en forma de ATP y utiliza un agente reductor, el NADPH.
Biosíntesis de ácidos grasos
Como en el caso del metabolismo del glucógeno que comienza y termina con glucosa-1-fosfato, la
biosíntesis y la degradación de los ácidos
grasos también comienza y termina con un mismo
compuesto: Acetil CoA. El principal producto formado en la biosíntesis de ácidos grasos es el
palmitato libre, ácido graso de 16 átomos de carbono.
Originalmente se pensó que la biosíntesis de ácidos grasos saturados se efectuaba en la
mitocondria por simple reversión de las etapas de beta oxidación. Sin embargo hoy se conoce que la
síntesis completa de ácidos grasos saturados a partir de acetato activo ocurre en el citosol, en
órganos tales como hígado, glándulas mamarias, tejido adiposo, riñón y pulmón siendo mas activa en
tejido adiposo. Esta separación de compartimentos permite que tengan lugar simultáneamente los
dos procesos, degradación y síntesis, y provee un cuidadoso control de ambas.
Hubo además dos hechos experimentales que llamaron la atención:
1-El citrato intervenía en la reacción activándola, pero no se incorporaba como tal al ácido graso
sintetizado.
2-El sistema era también activado en presencia de bicarbonato (HCO3-), como fuente de anhídrido
carbónico pero tampoco se incorporaba al ácido graso.
Se encontró que el sistema de síntesis presentaba un componente diferente además de acetil-CoA
el cual aportaba los carbonos en la biosíntesis, descubriéndose que el compuesto en cuestión era el
malonil-CoA, esto contribuyó a aclarar la actividad del complejo de la ácido graso sintasa.
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Precursores de la síntesis
Los precursores de la biosíntesis de los ácidos grasos son:
a) Acetil CoA: Proveniente de carbohidratos, oxidación de ácidos grasos ó degradación de
aminoácidos.
b)
Malonil CoA.: Compuesto que se sintetiza a partir de Acetil-CoA en una reacción que requiere
energía proveniente de la hidrólisis del ATP.
Dado que la molécula de Acetil CoA se encuentra en la mitocondria y los ácidos grasos se
sintetizan en el citosol, es necesario que la misma sea transferida al exterior de las mitocondrias.
La membrana mitocondrial interna no es permeable a acetil CoA, no obstante la célula cuenta con
una proteína transportadora (PT) en la membrana mitocondrial, la cual permite el transporte de
citrato (primer producto sintetizado en el ciclo de Krebs), al citosol.
Una vez en el citosol, el citrato se convierte
nuevamente en oxalacetato y acetil CoA a traves de
una reacción catalizada por la enzima citratoliasa, la reacción transcurre con gasto de energía
metabólico (ATP).
Citratoliasa
Citrato + CoA-SH
Acetil CoA + Oxalacetato
ATP
ADP + Pi
El Acetil CoA es utilizado para la síntesis de los ácidos grasos. El oxalacetato, según las necesidades
de la célula, puede utilizarse para la gluconeogénesis u reducirse a malato para luego, por acción de
la enzima málica sintetizar NADPH necesario para la biosíntesis de ácidos grasos y piruvato. El
malato ó el piruvato pueden volver a la mitocondria a través de un transportador específico.
MITOCONDRIA
CITOSOL
Ciclo de Krebs
Biosíntesis de ácidos grasos
Enzima
málica
Acetil CoA
Citrato
Citrato
Oxalacetato
PT
MDH
NADH
Gluconeogénesis
Figura: 1: Transporte de citrato y destino de sus productos
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(Fig. 1)
Malato
NAD+
NADP
Mitocondria
Piruvato
+
NADPH
Mitocondria
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Complejo multienzimático que interviene en la biosíntesis de ácidos grasos
La biosíntesis de ácidos grasos es llevada a cabo por un complejo multienzimático llamado ácido
graso sintasa, el que se encuentra en el citosol y está compuesto por un conjunto de enzimas que
se unen a una proteína transportadora de restos acilos, denominada PTA o según la sigla inglesa
ACP (acyl carrier protein), quedando así constituido el complejo.(Fig.2)
La ACP es una proteína termoestable, posee un grupo prostético, el 4´-fosfopantoteína, el cual se
encuentra fijado a un residuo de serina de la cadena polipeptídica. La ACP, al igual que la Coenzima
A tiene también un grupo mercaptoetilamina.
HS – Mercaptoetilamina - alanina – Acido pantoténico - Cadena Polipeptídica
4’ fosfopantoteína
En bacterias (E. coli) las enzimas del complejo están asociadas alrededor de una molécula central de
ACP y se pueden separar en las diferentes enzimas conservando su actividad. El grupo acilo en
crecimiento es transportado de enzima en enzima, como en un montaje en serie fijado al ACP
tioéster. En animales, la forma activa de la ácido graso sintasa es un dímero que al separarse en sus
dos partes pierde actividad.
Acetil
Transacilasa
Cetoacil
Sintasa

Cisteína

SH
Malonil
Transacilasa
Hidratasa
SUBUNIDAD I
SH

4´Fosfopanteteína
SUBUNIDAD II

ACP
Cetoacil
Enoil
Hidratasa
Malonil
Reductasa Reductasa
Transacilasa
Tioesterasa
Enoil
reductasa
Cetoacil
reductasa
Tioesterasa
ACP

4´Fosfopanteteína

SH
SH

Cisteína

Cetoacil
Sintasa
Acetil
Transacilasa
Fig. 2- Esquema de la ácido graso sintasa. La línea de puntos indica la separación de funcionalidad, las dos
subunidades interaccionan entre sí compartiendo parte de las enzimas.
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En este dímero las dos subunidades idénticas tienen una orientación opuesta. Los dos monómeros
idénticos I y II están constituidos cada uno por 7 actividades enzimáticas separadas y la proteína
transportadora de acilos (ACP). Uno de los grupos –SH pertenece al aminoácido cisteína de la
enzima condensante y el otro grupo –SH a la 4´fosfo pantoteína del ACP. Los dos grupos están en
estrecha proximidad, lo cual sugiere un ordenamiento “cabeza a cola” de los dos monómeros.
Aunque cada monómero contiene todas las actividades parciales de la secuencia de la reacción, la
unidad funcional eficaz consiste en la mitad de un monómero interactuando con la mitad
complementaria del otro. De este modo se producen simultáneamente dos cadenas de acilo.
Formación de Malonil CoA.
El malonil CoA necesario para la biosíntesis de los ácidos grasos se obtiene a partir del Acetil CoA
proveniente de la escisión del citrato. En la reacción participa una molécula de CO 2, la cual luego se
libera en las reacciones de biosíntesis, de manera que no forma parte del ácido graso.
La enzima que cataliza la reacción de biosíntesis de malonil-CoA es la acetil CoA carboxilasa, enzima
reguladora del proceso. La misma utiliza biotina (vitamina del complejo B) como coenzima, actuando
ésta como transportador de CO2.
acetil CoA
carboxilasa-Biotina
SCoA
+ CO2
ATP
Acetil CoA
ADP + Pi
Malonil CoA
Esta reacción es irreversible y limitante de la velocidad de biosíntesis de los ácidos grasos.
Etapas de la biosíntesis de Acidos Grasos
La biosíntesis de ácidos grasos es un proceso que ocurre en etapas. Comienza con la unión de una
molécula de acetil CoA a un resto de cisteína de la enzima condensante y luego la adición repetida de
malonil CoA y la pérdida de CO2. Esto ocurre a través de un mecanismo mediante el cual, una vez
reducida la molécula del ácido graso que se va formando, hay un continuo traspaso de la misma a la
enzima condensante de manera que siempre el SH-ACP queda libre para recibir una nueva molécula
de malonil-CoA.
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El ácido palmítico es el principal producto de este sistema. Los C16 y C15 son provistos por la acetil
CoA y los restantes 14 carbonos por la malonil CoA. Todos los demás ácidos grasos de cadena larga
saturados o no saturados, pueden originarse a partir del palmitato, con la excepción de los ácidos
grasos esenciales.
Reacción 1
En un primer paso una molécula de Acetil CoA es transferida al grupo SH de cisteína de la enzima
condensante ó -cetoacil-ACP sintasa, la cual forma parte del complejo de la ácido graso sintasa
Acetil transacilasa
+ HS-Econd.
S-Econd
Acetil CoA
Acetil-EC
De esta manera el complejo queda cebado, permitiendo que el malonil se incorpore y active el brazo
de ACP para llevar a cabo la secuencia de reacción requeridas en el proceso de prolongación.
La acetil transacilasa no es una enzima muy específica pudiendo reaccionar con otros acil-CoA, como
por ejemplo con propionil CoA, dando lugar en este caso a la síntesis de ácidos grasos de número
impar de átomos de carbono.
Reacción 2
El malonil CoA se une al grupo sulfhidrilo del ACP formando malonil ACP y liberando una molécula de
Coenzima A la cual queda disponible para la biosíntesis de otra molécula de malonil CoA.
La
reacción es catalizada por la malonil transacilasa, enzima perteneciente al complejo de la ácido graso
sintasa.
malonil transacilasa
SCoA
+ HS-ACP
SACP + CoASH
O
Malonil CoA
5
Malonil-ACP
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Reacción 3
Una vez activados los grupos acetilo y malonilo, los cuales se encuentran unidos al complejo de la
ácido graso sintasa, se produce la condensación de ambos por acción de la enzima cetoacil-ACP
sintasa ó enzima condensante
y se sintetiza el Acetoacetil-S-ACP el cual a través de tres
reacciones que implican: reducción, deshidratación y reducción, da lugar a la formación de butirilS-ACP y de esta forma comienza el alargamiento de la cadena por repetición del ciclo, dando lugar a
la síntesis completa del ácido graso.
cetoacil-ACP
sintasa
Acetoacetil-S-ACP
+
S-Econd
CO2
SACP
Acetil-S-Ec
Malonil-S-ACP
El CO2 que ingresó para la biosíntesis de malonil CoA es liberado en esta reacción de manera que la
molécula no interviene en la síntesis neta del ácido graso.
Las siguientes reacciones (4, 5 y 6) corresponden a las tres etapas que permiten la reducción del
acetoacetil-S-ACP a butiril-S-ACP, repitiéndose nuevamente el ciclo desde la reacción 3, hasta la
formación del palmitoil-S-ACP.
Reacción 4: Primera reacción de reducción
-Cetoacil-reductasa
CH3 -C- CH2 –C-SACP + NADPH + H+
‫׀׀‬
‫׀׀‬
O
CH3-C-CH2- C- SACP + NADP+
‫׀׀‬
OH
O
-3-Hidroxibutiril-S-ACP
O
Acetoacetil-S-ACP
En esta reacción se reduce el carbono beta y se consume un equivalente de reducción de NADPH.
Reacción 5 : Reacción de deshidratación
Una vez reducido el carbono beta se produce la deshidratación del hidroxibutiril formándose una
doble ligadura y un compuesto trans.
-3-Hidroxiacil deshidratasa
CH3-C-CH2- C- SACP
‫׀׀‬
OH
O
-3-Hidroxibutiril-S-ACP
6
H2O
H
CH3-C=C- C - SACP
‫׀׀‬
H
O
2 trans butenoil ACP ó
Crotonil ACP
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Reacción 6: Segunda reacción de reducción
En esta reacción se forma butiril-ACP por acción de la enzima 2,3 trans-enoil-ACP reductasa que
reduce el doble enlace del crotonil-ACP.
H
2,3-trans-enoil-ACP
‫׀‬
CH3-C=C- C - SACP + NADPH +H
reductasa
‫׀‬
‫׀׀‬
H O
CH 3 –CH2 – CH2 - C - SACP + NADP+
‫׀׀‬
2 trans butenoil ACP ó Crotonil ACP
O
Butiril-ACP
El butiril ACP se transfiere a la enzima condensante en la subunidad opuesta del complejo ácido
graso sintasa y deja libre el ACP ingresando nuevamente otro malonil. La unión del butiril-S-Ec al
malonil-ACP, por el mismo mecanismo de la reacción 3, da lugar a la formación del -ceto-HexilACP, continuando el ciclo de reacciones de reducción, deshidratción y reducción para reducir el
carbono beta y formarse el hexil-ACP (molécula de 6 carbonos).
Después de 7 repeticiones de este ciclo de reacciones se sintetiza palmitoil-ACP ( molécula
de 16 carbonos). Una vez finalizada la biosíntesis de palmitoil-ACP, debe liberarse del complejo
enzimático, el palmitato que se encuentra unido al ACP, para ello se produce una hidrólisis a través
de una reacción catalizada por la enzima tioesterasa.
Tioesterasa
Palmitoil-ACP
Palmitato + ACP
Fig. 8.3.- Esquema de la biosíntesis de un ácido graso
Antes de que pueda proseguir otra vía metabólica el palmitato debe ser activado a palmitoil-CoA.
Los ácidos grasos de cadena corta son sintetizados en algunos tejidos como glándula mamaria y
donde la actividad de la tioesterasa es diferente, forma acil CoA cuya cadena carbonada es de 8 a 12
átomos de carbono.
La principal vía productora del NADPH necesario para la biosíntesis de ácidos grasos, es la vía de las
pentosas, razón por la cual los tejidos que sintetizan activamente ácidos grasos, como por ejemplo la
glándula mamaria, hígado y tejido adiposo, poseen también muy activa la vía de las pentosas.
Otra reacción que aporta NADPH es la catalizada por la enzima málica.
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Balance de la biosíntesis
-
Se necesitan en total 8 moléculas de Acetil-CoA de las cuales 7 se utilizan para la
síntesis de malonil-CoA y una molécula ingresa como tal en la 1°reacción del ciclo.
-
Para la síntesis de malonil-CoA se gasta una unión rica en energía proveniente del
ATP, como se requieren en total 7 moléculas de malonil-CoA se gastan en total 7
ATP para la síntesis de una molécula de ácido palmítico.
-
De los 3 carbonos del malonil sóloforman parte los 2 carbonos que proveienen de
acetil-CoA el otro carbono se libera como dióxido de carbono (CO2).
-
Cada vez que se incorporan dos carbonos provenientes de malonil-ACP se necesitan
2 moléculas de NADPH para la
reducción del grupo ceto de posición ,
necesitándose en total 14 moléculas de NADPH para los 7 ciclos de reducción.
-
Los carbonos 15 y 16 del ácido palmítico provienen de acetil CoA mientras que los
restantes provienen de malonil-CoA.
Regulación de la Biosíntesis
La biosíntesis de ácidos grasos está regulada a nivel de la formación de malonil-CoA, reacción
catalizada por la acetil CoA carboxilasa. Esta es una enzima alostérica, cuya actividad aumenta
cuando aumentan los niveles de citrato e isocitrato y disminuye por aumento de ácidos grasos libres y
acil-CoA de cadena larga (palmitoil CoA). (Fig. 3). El malonil CoA inhibe la carnitina acil-transferasa I
impidiendo la entrada de los ácidos grasos a la mitocondria, de este modo se evita la oxidación
mientras esta activa la biosíntesis.
Acetil CoA
+ ATP
Acetil CoA Carboxilasa-Biotina
Malonil CoA + ADP + Pi
( + ) Citrato e Isocitrato
( - ) Acidos grasos, Acidos grasos de cadena larga
Fig. 3 Esquema General de la Regulación alostérica de la acetil CoA carboxilasa
Además de estar regulada alostéricamente, la acetil CoA carboxilasa modula su actividad por la
acción de hormonas y de la dieta. La regulación hormonal produce un efecto inmediato, de corto
tiempo, a través de un mecanismo de fosforilación (inactiva) ó desfosforilación (activa) de la enzima.
La insulina es una hormona lipogénica, activa la biosíntesis favoreciendo la desfosforilación de la
enzima acetil CoA carboxilasa y el glucagón la inhibe por estimulación de la fosforilación.
La dieta
actúa a nivel de la síntesis de la proteína enzimática por lo que el efecto es tardío ó mediato.
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Así por ejemplo: a) una dieta rica en hidratos de carbono y/o proteínas, supera las necesidades
energéticas de la célula en consecuencia la acetil CoA que se produce en la degradación de dichos
compuestos se utiliza para la síntesis; b) una dieta pobre en grasas no aporta la cantidad de lípidos
suficientes para las distintas funciones celulares, en consecuencia se favorece la síntesis de ácidos
grasos.
Elongación de ácidos grasos
La célula necesita de ácidos grasos de cadena larga, superiores a 16 átomos de carbonos, como por
ejemplo el ácido esteárico(18 C, saturado) y el ácido araquidónico (20 C, insaturado), los cuales,
conjuntamente con otros ácidos grasos insaturados, se encuentra formando parte de membrana,
influyendo sobre la fluidez de la misma. Además éstos ácidos grasos son el punto de partida para la
biosíntesis de otras sustancias de interés biológico, como son la biosíntesis de cerebrósidos,
sulfátidos, eicosanoides (prostaglandinas y lecucotrienos), etc.
El proceso de biosíntesis de ácidos grasos que ocurre en citosol produce primordialmente palmitato.
En el tejido adiposo, hígado y otros tejidos, existen sistemas para elongar ácidos grasos donde
intervienen enximas que se denominan elongasas. Este proceso de elongación ocurre por adición de
unidades de 2 C y puede tener lugar en dos compartimentos celulares diferentes: el retículo
endoplásmico (microsomas) y, en menor medida, en la mitocondria. En ambos casos primeramente
se necesita activar el ácido graso como acil-CoA.
En los microsomas (retículo endoplásmico), la mayor parte del alargamiento de ácidos grasos se
realiza por la unión de unidades de dos carbonos provenientes del malonil CoA.
En
mitocondrias el acil-CoA
ingresa por el transportador de carnitina y luego se adicionan
unidades de acetil CoA sobre el extremo carboxilo a través de un proceso que implica una reversión
de la beta oxidación.
Biosíntesis de Acidos Grasos no saturados
Los principales ácidos grasos monoinsaturados de los tejidos animales son el ácido palmitoleico
(16:1, 9 ) y el ácido oleico (18:1, 9 ) cuyos precursores son los ácidos grasos saturados: palmítico y
esteárico. Las reacciones de desaturación de los ácidos grasos saturados tienen lugar en el retículo
endoplásmico.
En la síntesis de los ácidos grasos monoinsaturados: oléico y palmitoléico se le introduce una doble
ligadura entre los carbonos 9 y 10, previa activación del ácido grado con Coenzima A.
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CH3-(CH2)5 -HC=CH-(CH2)7 –CO-CoA
CH3-(CH2)14 -CO-CoA
Palmitoleil-CoA (16:1, 9 )
Palmitoil-CoA
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CH3-(CH2)16 –CO-CoA
9
CH3-(CH2)7 -HC=CH-(CH2)7 -CO-CoA
Oleil-CoA (18:1, 9 )
Estearil-CoA
En vertebrados y en la mayoría de los organismos aerobios, las enzimas que catalizan esta reacción
son microsomales y se denominan acil-CoA desaturasas o 9 desaturasas que es en realidad un
sistema de oxidasa de función mixta que necesita O2 y NAD(P)H. (Fig. 4)
O2
2 H2O
NADPH
NADP+
Acido Graso saturado
Acido Graso no saturado
Fig 4: Esquema de la reacción de biosíntesis de un ácido graso no saturado
La reacción es compleja y durante la misma se produce una transferencia de electrones, a través de
una cadena transportadora de electrones formada por el citocromo b5, la citocromo b5-reductasa
(flavoproteína) y NADPH. Un átomo de oxígeno se combina con los 2 hidrógenos del ácido graso, y el
otro con los 2 hidrógenos de la coenzima reducida (NADPH) sintetizándose dos moléculas de agua.
Los vegetales tienen las enzimas necesarias para producir insaturaciones desde la posición 9 del
ácido graso hacia el carbono  (metilo terminal). Por ejemplo, a partir del ácido oléico pueden
sintetizar los ácidos: linoléico (18:2, 9.12) y linolénico (18:3,  9,12,15). Los mamíferos no pueden
sintetizarlos y por ello se consideran a los mismos, ácidos grasos esenciales debiendo ser
provistos por la dieta. El ácido araquidónico (20:4 5, 8, 11, 14) es parcialmente indispensable ya que el
organismo puede sintetizarlo si dispone de ácido linoleico. La nueva doble unión se introduce entre la
ya existente y el grupo carboxilo.
Los ácidos grasos poliinsaturados (esenciales) integran lípidos estructurales de membranas
principalmente mitocondrias, generalmente en la posición 2 de los glicerofosfolípidos. Son
precursores de las prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos, (moléculas de gran actividad
biológica); además participan en la formación de ésteres de colesterol.
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Biosíntesis de Lípidos
Biosíntesis de Triglicéridos y Fosfoglicéridos
Los triglicéridos
almacenados
son sintetizados tanto por células animales como vegetales y principalmente
como reserva energética, en tejido adiposo (animales) o en semillas y frutos
(vegetales) para ser utilizados como combustible o durante el proceso de germinación.
Los fosfoglicéridos son componentes de membranas y su biosíntesis aumenta durante el crecimiento.
Los organismos que no se encuentran en etapa de crecimiento tienden a disminuir la síntesis de
fosfolípidos y aumentar la síntesis de triglicéridos, los cuales se acumulan en el tejido graso.
Biosíntesis de Triglicéridos
Los precursores para la síntesis de triglicéridos son: Glicerol-3-fosfato y Acil-Coenzima A.
El glicerol-3-fosfato puede formarse a partir de dos vías diferentes. (Fig. 5)
En la vía glicolítica a partir del fosfato de dihidroxiacetona, en una reacción catalizada por la glicerol3-fosfato deshidrogenasa ó a partir del glicerol por acción de la glicerol quinasa.
vía glicolítica
Fosfato de
dihidroxiacetona
degradación de triglicéridos
glicerol-3-fosfato
deshidrogenasa
glicerol quinasa
Glicerol-3-fosfato
NADH
NAD+
Glicerol
ADP
ATP
Acil –CoA (R1)
Acil transferasa
CoA-SH
1-Monoglicérido
Acil –CoA (R2)
Acil transferasa
CoA-SH
Acido L--fosfatídico
H2O
Pi
Fosfatasa
1,2-acildiglicérido
Fosfatidilcolina
(glicerofosfolípidos)
Acil transferasa
CoA-SH
Acil –CoA (R3)
Fig. 5: Esquema de la biosíntesis de
Tiglicéridos y Fosfolípidos
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Triacilglicerol
ó Triglicérido
Fosfatidiletanolamina
(glicerofosfolípidos)
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H2COH

CO

H2COPO3
Fosfato de
dihidroxicetona
Biosíntesis de Lípidos
H2COH

HCOH

H2COPO3
H2COH

HCOH

H2COH
Glicerol-3-Fosfato
Glicerol
O

O H2CO C R1


R2  C OCH

H2COPO3
Acido L--fosfatídico
R1
R2
R3
Triglicérido
Fig. .6: Estructuras de intermediarios de la biosíntesis de triglicéridos
Fosfolípidos
Los fosfolípidos se encuentran presentes principalmente en las membranas biológicas, cumplen
funciones vitales en la célula regulando la permeabilidad celular, interviniendo en la solubilización de
compuestos poco polares, en el proceso de coagulación sanguínea, formando parte de la vaina de
mielina de neuronas y de partículas transportadoras de electrones, etc. Son lípidos compuestos por
ésteres de ácidos grasos, fosfato y en general de una base nitrogenada. Se pueden consideran
dos grupos diferentes: Los glicerofosfolípidos y las esfingomielinas en donde interviene, como
molécula base para la formación de
los ésteres de ácidos grasos, el glicerol ó la esfingosina
respectivamente.
Dentro de los glicerofosfolípidos existen una amplia variedad de compuestos, dependiendo de la
composición de los ácidos grasos así como de la base nitrogenada, pudiéndose mencionar entre los
más importantes, la fosfatidiletanolamina (cefalina) y fosfatidilserina.
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Biosíntesis de Lípidos
Los fosfolípidos como la lecitina (fosfatidilcolina) de soja y de la yema de huevo son utilizados en la
industria de alimentos como emulsionantes naturales para favorecer las emulsiones de aceite en
agua. La lecitina se emplea en la fabricación de chocolates, helados, dulces y margarinas mientras
que la yema de huevo en la preparación de mayonesas y aliños para ensaladas.
Los esfingolípidos (esfingomienlina, cerebrósidos y gangliósidos) se diferencian de los fosfolípidos en
que no posee glicerol en su molécula sino que el ácido graso forma un éster con un aminoalcohol, la
esfingosina. Los esfingolípidos no sólo son importantes constituyentes de membranas sino también
del SNC. Los gangliósidos abundan en la materia gris del cerebro y también en otros tejidos
diferentes de los nerviosos.
Biosíntesis de Colesterol
El colesterol es esencial para las funciones normales del organismo y para lograr un buen estado de
salud debido a que forma parte de las membranas, es precursor de la Vitamina D y de las hormonas
esteroideas (sexuales y adrenales).
El colesterol es un producto del metabolismo animal se encuentra en hígado, grasa de la carne,
yema de huevo, sesos, etc. Una parte del colesterol del organismo proviene de la alimentación
(origen exógeno) y se incorpora a los quilomicrones (libre ó esterificado con ácido oleico); luego se
moviliza a través de los quilomicrones remanentes hacia el hígado. La mayor parte del colesterol se
sintetiza a partir de acetil CoA (origen endógeno).
Respecto al contenido de colesterol de algunos alimentos, se ha constatado que un vaso de leche
contiene 27 mg. de colesterol, un huevo grande 275 mg y, 100 grs. de pescado de agua dulce, 70 mg.
de colesterol. Debido a que el colesterol se encuentra en la membrana del glóbulo graso, su
concentración en un alimento está relacionada con el contenido graso.
El colesterol circula en el plasma de dos formas: esterificado con ácido graso y libre en proporción
3:1. El colesterol esterificado circula con las lipoproteínas, que es la forma en que se encuentran los
lípidos en plasma dado su insolubilidad. La biosíntesis del colesterol ocurre en todos los órganos
siendo más activa en hígado (que elabora algo menos de la mitad), siguiendo en orden de
importancia: intestino, glándulas suprarrenales, gónadas, tejido muscular y adiposo. Un adulto normal
puede producir alrededor de 1g por día de colesterol.
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Biosíntesis de Lípidos
Esquema General de la síntesis de colesterol
Las enzimas que participan en la síntesis del colesterol son citoplasmáticas, con la excepción de la
escualeno oxidasa que es microsomal. Todos los átomos de carbono del colesterol provienen del
grupo acetilo de la Acetil-CoA, utilizándose como agente reductor en las reacciones de biosíntesis el
NADPH.
Para fines prácticos se consideran tres etapas diferentes en la ruta de biosíntesis de colesterol:
1-Conversión de acetatos en mevalonato.
2-Transformación de mevalónico en escualeno.
3-Conversión de escualeno en colesterol.
Etapa 1
Tiolasa
Acetil-CoA + Acetil-CoA
HMG CoA sintetasa
Acetoacetil-CoA
HMG CoA reductasa
3-OH-3- Metilglutaril-CoA
HS-CoA
2 NADPH + H+
Acetil-CoA
CH3 O


-OOC-CH -C-CH -C-S-CoA
2
2

OH
HMG-CoA
Acido Mevalónico
2 NADP +
CH3

-OOC-CH -C-CH -CH OH-S-CoA
2
2
2

OH
Acido Mevalónico
La reacción catalizada por la hidroximetil glutaril-CoA (HMG-CoA) reductasa es la etapa limitante de
la velocidad de síntesis de colesterol.
Etapa 2
Quinasa
Quinasa
Acido Mevalónico
Fosfomevalonato
ATP
ADP
5-Pirofosfomevalonato
ATP
ADP
Descarboxilación
6 (seis) Carbonos
( 5 carbonos)
Isopentenil Pirofosfato
Isomerización
COOH
H3C-3- C
NADPH + H+
Escualeno
DESCARBOXILACION
(30 átomos de carbono)
14
CH2
Isopentenil pirofosfato
H3 C- C
CH
CH2
Condensación
Farnesil Pirofosfato
Geranil Pirofosfato
IZOMERIZACION
(15 átomos de carbono)
Geranil Pirofosfato(10
(10átomos
átomosde carbono)
Lic. En Nutrixción- Año 2012
Biosíntesis de Lípidos
Etapa 3
Escualeno
Monooxigenasa
Ciclasa
Escualeno
NADPH + H+
NADP+
19 reacciones
Lanosterol
COLESTEROL
O2
NADPH + H+
NADP+
30 C
27 C
Colesterol
Regulación de la síntesis de colesterol
El colesterol de la dieta, liberado en hígado en forma de QM remanente inhibe la ruta de biosíntesis
hepática, a nivel de la HMG CoA reductasa. Asimismo, el colesterol que circula en el plasma en forma
de LDL (una lipoproteína) inhibe la biosíntesis de la reductasa.
Una dieta rica en ácidos grasos saturados, provoca un aumento de la concentración plasmática de
colesterol pero si
se reemplazan las grasas saturadas por grasas ricas en ácidos grasos
poliinsaturados (ácido linoléico) o monoinsaturados (ácido oleico) disminuyen la concentración
plasmática de colesterol. Además del nivel de colesterol plasmático, la síntesis de colesterol hepático
está controlada por hormonas que actúan sobre la actividad de la enzima que cataliza la etapa
limitante de su biosíntesis. La Insulina y la hormona tiroidea aumentan la actividad de la HMG CoA
reductasa, mientras que glucagón y cortisol la disminuyen.
Ácidos Biliares, Biosíntesis y Funciones
El colesterol es el precursor de la biosíntesis de los ácidos biliares como así también de esteroles
fecales y hormonas esteroideas .
Los ácidos biliares (cólico y quenodesoxicólico), se forman en el hígado, se conjugan con
aminoácidos (taurina y glicina) originando ácido taurocólico y glicocólico, luego pasan a la vesícula
biliar. Puesto que la bilis contiene una cantidad importante de Na+ y K+ y el pH es alcalino, los ácidos
biliares se encuentran como sales biliares. Estas son secretadas al intestino delgado donde actúan
como emulsionantes facilitando la absorción de los lípidos.
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Lic. En Nutrixción- Año 2012
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Biosíntesis de Lípidos