Sintesis de cuerpos cetónicos e isoprenoides +

Sintesis de cuerpos cetónicos e isoprenoides
O
CH3-C-CH3
=
ß-hidroxibutirato
-
O
OH
O-C-CH2-C-CH3
2
Acetoacetato
HS-CoA
HS-CoA
2 NADPH
2 NADP
4
-
- -
O
OH
OH
O-C-CH2- C- CH2-CH2
CH3
-
=
ácido mevalónico
=
- -
=
O
OH
O
ß-hidroxi ß-metilglutaril-CoA O-C-CH2- C- CH2-C- S-CoA
(ß-HMG)
CH3
3
=
-
=
O
O
O-C-CH2-C-CH3
=
O
CH3-C- S-CoA
CO2
=
=
O
O
CH3-C- CH2-C- S-CoA
Acetoacetil-CoA
-
1
HS-CoA
Acetona
=
+
O
CH3-C- S-CoA
=
=
O
CH3-C- S-CoA
3 ATP
Cuerpos cetónicos
5
sólo en mitocondrias
de hígado
1 Acetoacetil-CoA sintasa
2 ßHMG sintasa
3 ßHMG reductasa
4 3 kinasas que actúan
sucesivamente
3 ADP + Pi
O O
O-P-O-P-O
C5 Isopentenil pirofosfato CH2= C- CH2-CH2 O
O
CH3
=
-
-
=
CO2
C10: Monoterpenos
C30: Triterpenos
Esencias:
Geraniol
C15: Sexquiterpenos
Limoneno
ESTEROIDES
Acido Abscísico
Citral
C20: Diterpenos
Pineno
Giberelinas
C40: Tetraterpenos
Mentol
Fitol
Carotenoides
Cx (>100): Politerpenos
Xantofilas
Caucho
Gutapercha
Encuadrados en amarillo están los productos que podemos sintetizar los animales (cuerpos
cetónicos y triterpenos). Los restantes los sintetizan las plantas, entre los eucariotas; los
animales requerimos carotenos en la dieta (vitamina A). Recuerde que los lípidos de Arqueas
tienen naturaleza isoprenoide.
Las enzimas 1 a 4 se encuentran en todos los tejidos; la enzima 5, exclusiva de mitocondrias
de hígado, es la β-HMG-CoA liasa; se nombra por la rección inversa.
El acetoacetato y el beta-hidroxibutirato se interconvierten gracias a la beta-hidroxibutirato
deshidrogenasa dependiente de NAD.
En el hígado existen dos isoenzimas de la β-HMG sintasa: la citosólica, implicada en la
síntesis de colesterol, y la mitocondrial, que es la que participa en la síntesis de cuerpos
cetónicos.
Por último, el catabolismo de leucina (y en menor medida trp, lys y phe) da lugar también a
acetoacetato. Este papel puede ser muy importante cuando se están empleando proteínas como
fuente de energía.
Utilización de los cuerpos cetónicos
Constituyen una manera de exportar acetil-CoA desde las mitocondrias hepáticas a los tejidos
periféricos en forma soluble (los ácidos grasos plantean el problema de su hidrofobicidad, por
lo que se transportan unidos a la proteína albúmina), aunque no están exentos de problemas.
El acetoacetato se puede descarboxilar espontáneamente a acetona, que se exhala por los
pulmones (“aliento a frutas” de las personas con niveles altos de cuerpos cetónicos en sangre).
Por su parte, y dado su carácter ácido, una concentración elevada de cuerpos cetónicos en
sangre –“cetosis”- puede disminuir el pH sanguíneo a niveles excesivamente bajos,
produciendo acidosis.
En las mitocondrias de los tejidos de destino (corazón, músculo esquelético), se metabolizan
de acuerdo al siguiente esquema:
=
=
O
O
CH3-C- CH2-C- O
succinil-CoA
1
succinato
=
2
=
O
CH3-C- S-CoA
+
HS-CoA
Esta enzima no se encuentra en las
mitocondrias hepáticas, por lo que el hígado
NO puede utilizar los cuerpos cetónicos que
produce, y tiene necesariamente que
exportarlos
2: Tiolasa (última enzima de la betaoxidación de los ácidos grasos)
O
CH3-C- S-CoA
=
=
O
O
CH3-C- CH2-C- S-CoA
1: succinilCoa:acetoacetato CoA transferasa
El succinilCoA es un intermediario del ciclo de Krebs. Observe que en el acetoacetato se
conserva la energía de un enlace tióester del acetil CoA. El metabolismo de los cuerpos
cetónicoes es, evidentemente, aerobio, ya que solo pueden ser metabolizados vía ciclo de
Krebs acoplado a la fosforilación oxidativa.
En condiciones normales el cerebro no emplea cuerpos cetónicos como fuente de energía,
aunque puede adaptarse a su empleo en condiciones de ayuno, y usarlos para proporcionar
una parte de la energía que requiere.,