Metabolisme dels lípids i les proteïnes: lipoproteïnes, β-oxidació, lipogènesi, colesterol i degradació d'aminoàcids

Metabolisme dels lípids

Síntesi d'esterol

Síntesi d'ester de colesterol: activació d'àcids grassos i transferència (ACAT i LCAT en HDL).

Sortida de l'enterocit: rere la formació de quilomicrons, la limfa transporta els lipoproteïnes.

Lipoproteïna: lípid + apoproteïna.

Funció: transport del lípids i distribució del colesterol.

Estructura: càrrega perifèrica (colesterol, apoproteïnes, fosfolípids), sense càrrega al nucli (triacilglicerols, èsters de colesterol).

Tipus: quilomicrons (grans, ric en lípids, poca densitat), VLDL (poca densitat), LDL, HDL (ric en proteïna, alta densitat).

Lipoproteïna lipasa (LPL)

Teixit: teixit adipós blanc i marró, múscul, glàndula mamària en lactació; al fetge és l'hepàtica.

Funció: unió als proteoglicans i contacte amb lipoproteïnes (APO-C2 dels quilomicrons) per a la degradació dels triacilglicerols, generant àcids grassos lliures.

Degradació dels lípids

Mitocondri en animals, peroxisoma en plantes. La lipòlisi s'activa amb glucagó i adrenalina i s'inhibeix amb insulina. Els triacilglicerols del teixit adipós donen àcids grassos lliures (transportats per l'albúmina cap al múscul i el cor) i glicerol (que el fetge utilitza per a la síntesi de triacilglicerols, la glicòlisi, etc.). L'entrada de l'acil-CoA al mitocondri es realitza mitjançant el transport per la carnitina.

β-oxidació

Parts:

• Acil-CoA deshidrogenasa: soluble, produeix un doble enllaç i FADH₂.
• Enoil-CoA hidratasa: membrana.
• β-hidroxiacil deshidrogenasa: grup cetònic, produeix NADH.
• Tiolasa: no específica, trenca la cadena i allibera acetil-CoA (que es dirigeix al cicle de Krebs per a la producció d'ATP).

Estequiometria: el palmític produeix 129 ATP (8 per carboni); l'eficiència energètica és superior a la de la glucosa (6 per carboni); produeix aigua metabòlica.

Àcids grassos senars: a l'última volta s'allibera propionil-CoA (que entra al cicle de Krebs via succinil-CoA).

Monoinsaturats: actua l'enoil-CoA isomerasa, que converteix el cis en trans; el substrat passa al segon enzim; no es produeix FADH₂.

Poliinsaturats: actuen també l'enoil-CoA isomerasa i la 2,4-dienoil-CoA reductasa (requereix NADPH, transforma Δ3), i després una altra vegada l'enoil-CoA isomerasa, i després la ruta normal.

Peroxisomal: àcids grassos de més de 20 carbonis; 3 enzims en 1; produeix H₂O₂.

Cossos cetònics

Acetoacetat i D-β-hidroxibutirat (dejuni, diabetis).

Síntesi: els hepatòcits la realitzen a partir de l'acetil-CoA de la β-oxidació (no passa pel cicle de Krebs). Tiolasa específica.

Degradació: al mitocondri del teixit extrahepàtic; productes: NADH, succinat (el succinil ve del cicle de Krebs), 2 acetil-CoA (cap al cicle de Krebs). És el contrari de la síntesi.

Lipogènesi

Animal: al citosol, iniciada per acetil-CoA no provinent de la degradació d'àcids grassos; és cíclica; el precursor és el malonil-CoA (3 carbonis); requereix NADPH (via de les pentoses fosfat, enzim màlic). Teixits: teixit adipós, fetge, glàndula mamària.

Transferència d'acetil al citosol: citrat (citrat liasa, malat deshidrogenasa, enzim màlic → oxaloacetat dins).

Passos:

• Acetil-CoA carboxilasa: regulada, consumeix ATP, la biotina ajuda a la unió del carboni.
• Àcid gras sintasa: multienzimàtica, 7 funcions (incorporar carboni, reduccions, alliberar àcids grassos lliures), consumeix NADPH, la proteïna ACP incorpora els acils, és un dímer funcional, produeix palmític (x6).

Estequiometria: palmític: consumeix 7 ATP i 14 NADPH; la degradació per β-oxidació allibera molta més energia.

Altres reaccions

• Elongació: enoil-CoA reductasa, reticle endoplasmàtic (principal), consumeix NAD(P)H; mitocondri (alternativa).
• Insaturació: reticle endoplasmàtic, citocrom Fe.
• Esterificació: fetge, teixit adipós, glàndula mamària; requereix glicerol-3-P.

Colesterol

27 carbonis, a partir d'acetil-CoA, al citosol i al reticle endoplasmàtic.

Passos:

1. Síntesi de mevalonat (6 C), al citosol.
2. Síntesi d'isoprè (5 C) i condensació d'esqualè (30 C), al reticle endoplasmàtic.
3. Ciclació de l'esqualè i conversió en colesterol, al reticle endoplasmàtic (sals biliars, vitamines, progesterona).

Metabolisme de les proteïnes

Proteïna: font dietètica, recanvi de proteïnes, L-aminoàcids.

Digestió

• Estómac: HCl, pepsinogen, gastrina (desnaturalitzen, excepte les immunoglobulines maternes de la llet).
• Duodè: bicarbonat (augmenta el pH), proenzims (proteases).
• Vellositats: absorció mitjançant transportadors (aminoàcids, peptits petits), depenent o no de Na⁺.

Degradació

1. Nitrogen

• Transaminasa: citosol i mitocondri del fetge i el ronyó; transfereix el grup amino a l'α-cetoàcid, donant glutamat (no lisina ni treonina); requereix PLP (fosfat de piridoxal).
• Desaminació oxidativa: glutamat deshidrogenasa; altres amb FAD (D) i FMN (L).
• Aminoàcid deshidratasa: sobre serina i treonina, requereix PLP.
• Monoaminooxidasa: desamina monoamines (hormones, neurotransmissors); flavoproteïna que transforma l'amina en aldehid + NH₃.
• Desamidases: eliminen el grup amino no unit al Cα (asparagina, glutamina).

Cicle purínic-nucleòtid: desaminació de l'aspartat, activa la glicòlisi, tampona l'acidesa en anaerobiosi.

Transport de la glutamina: no tòxica, neutra, sense càrrega; fetge, ronyó, intestí.

Alanina: múscul, cicle glucosa-alanina.