c11 catabolism anabolism lipide ipa

Catabolism si Anabolism

LIPIDE

Curs 11

S.L. Dr. Ioana Lacatusu

1. CATABOLISMUL lipidelor.

1.1. Digestia Lipidelor alimentare

1.2. Absorbtia Lipidelor in organism

2. ANABOLISMUL lipidelor.

Biosinteza acizilor grasi

CUPRINS

1. Catabolismul LIPIDELOR

I. Digestia LIPIDELOR din alimente

Digestia (hidroliza) grasimilor si uleiurilor

din alimente:

Este initiata sub actiunea Lipazei secretate in cavitatea bucala (Digestie

minora).

Se continua sub actiunea: Lipazei gastrice (din stomac) si a Lipazei pancreatice (din pancreas).

LIPIDELE se regasesc in alimente sub forma de grasimi si uleiuri.

Principalele LIPIDE din alimente:

Triacilgliceroli TAG (~98%), Fosfolipide, Steroli (ex: Colesterol si esterii sai), Vitamine liposolubile.

Reactiile catabolice = elibereaza ENERGIE.

STOMAC

Micele Saruri biliare/

Fosfolipide

Picatura de LIPID

INTESTIN SUBTIRE

Micele mixte

Intestin

subtire

Co-lipaza pancreatica

Lipaza pancreatica

Vezic biliar

Ficat

Stomac

LIPID nedispersat

Pancreas

Micele

Lipaza gastrica

Absorbtia

LIPIDELOR

Aduct biliar


A. Digestia LIPIDELOR alimentare ncepe n STOMAC, unde lipidele sunt supuse unei digestii pariale sub influenta Lipazei gastrice i formeaz globule mari de grsime cu miezuri hidrofobe de Triacilgliceroli (TAG) nconjurate de molecule polare.

Molecule polare ce inconjoara miezul de TAG: Fosfolipide (PLs), Colesterol

(CL), Acizi grai (FAs) i Proteine ionizate (ex: Apoliporoteine).

Etape ale procesului de DIGESTIE

(TAG)


Enzim secretata la nivelul STOMACULUI (de glandele stomacului).

Initiaza spargerea globulelor de grasime (formate dintr-un miez de TAG acoperit de

un strat de Fosfolipide si Proteine).

Asigura o digestie partiala:

Sub actiunea ei sunt hidrolizate intre 10-30% din

Triacilglicerolii (TAG) din alimente.

Hidroliza are loc iniial n poz. 1 i apoi n poz. 3;

Produii majoritari de digestie: Diacilglicerolii i Acizii grai liberi.

Aciunea ei este continuata sinergetic n intestinul subire alturi de Lipaza pancreatic.

a. Lipaza gastrica


Procesele DIGESTIVE sunt finalizate n LUMENUL INTESTINAL (Fig. A), unde are loc amestecarea Emulsiilor de globule lipidice cu Srurile biliare (BS) i sucul pancreatic (care conine enzimele digestive).

Formarea unei suspensii apoase de picturi lipidice mici (Emulsii) care sunt expuse actiunii Lipazelor pancreatice (Fig. A).

Diacilglicerolii (DAG), Monoacilglicerolii (MAG) i Acizii grasi (FAs) eliberati prin hidroliza LIPIDELOR se altura Sarurilor biliare (BS), Colesterolului (CL), Acidului lizofosfatidic (LPA) i vitaminelor liposolubile (Fig. A).

Formarea de MICELE mixte


DIGESTIE

(Lumen intestinal)

ABSORBTIE

(Enterocite)

MICELE mixte EMULSIE

(formata in lumenul intestinal) TAG = Triacilgliceroli

DAG = Diacilgliceroli

MAG = Monoacilgliceroli

CL = Colesterol

BS = Saruri biliare

FA = Acizi grasi

PL = Fosfolipide

LPA = Acid lizofosfatidic

PA = Acid fosfatidic

CM = Chilomicroni

Lipaze

Fosfolipaze

Co-lipaze

CM

LIMFA

AGPAT = 1-acil-glicerol-3-fosfat aciltransferaza; MGAT = Monoacilglicerol aciltransferaza; DGAT = Diacilglicerol aciltransferaza; ACAT = acil-CoA : colesterol

aciltransferaza; MTP = proteine microzomiale de transfer a TAG.

A.

B.

Reprezentarea proceselor de DIGESTIE si ABSORBTIE


In LUMENUL INTESTINAL, produii de digestie ai lipidelor (produsi de Lipoliz) sunt dispersai sub form de MICELE mixte.

Micelele vor interaciona cu mucoasa intestinal n vederea procesului de absorbie, fiind meninui n form solubil de srurile biliare.

Micelele = agregate sferice cu un

coninut lipidic diferit:

In zona central hidrofob (miez) conin n general Acizi grai, Monogliceride i Colesterol.

In zona periferica contin Srurile biliare.

Rolul micelelor: de a solubiliza

lipidele i de a asigura transportul lor n Enterocite*.


Realizeaza cea mai mare parte a digestiei TAG (la nivelul DUODENULUI*).

Este secretat n sucul pancreatic.

Activitatea lipazei pancreatice: se desfoar la pH alcalin (asigurat

de HCO3-);

este stimulata de o proteina mica Colipaza (secretata in sucul

pancreatic).

b. Lipaza pancreatic

Colipaza faciliteaz accesul Lipazei pancreatice la lipidele alimentare

care sunt emulsionate sub forma de

micele.

Obs. Sarurile biliare NU permit accesul

Lipazei pancreatice la TAG n lipsa Colipazei.

*Duoden = portiunea initiala a intestinului subtire.


Lipidele emulsifiate in prealabil de Srurile biliare sunt hidrolizate de ctre Lipaza pancreatica la Monoacilgliceroli si Acizi grasi liberi:

TAG + 2H2O 2-Monoacilgliceroli + 2 Acizi grasi liberi

Lipaza pancreatic

1

2

3

1

2

3

Triacilgliceroli (TAG) 2-Monoacilgliceroli (MAG) Sapunuri


Sarurile biliare sunt sintetizate n ficat.

Realizeaz emulsionarea Lipidelor ntr-o forma usor absorbabila prin peretele/mucoasa intestinala (ex:

micele suficient de mici pentru a putea fi absorbite).

Fara Sarurile biliare produsii de digestie ai grasimilor NU ar fi capabili sa migreze sau sa

difuzeze la suprafata absorbtiva a mucoasei

intestinale.

Rolul Srurilor biliare in procesul de DIGESTIE

Dup utilizare pentru absorbia lipidelor, majoritatea Sarurile biliare sunt reabsorbite (o parte fiind eliminate din organism), pentru reutilizare ulterioara (Circulaie enterohepatic).

Observatie. In intestin Sarurile biliare si Colesterolul se pot lega fizic de

Polizaharide neamidonate (Fibre alimentare) si in aceasta forma NU mai pot

fi reabsorbite.

Acest proces este implicat in scaderea Colesterolului

ca urmare a ingerarii de fibre alimentare.


Un adult consum ~85 g de LIPIDE/zi, cea mai mare parte sub forma de Triacilgliceroli (TAG).

In timpul digestiei, Acizi grai liberi (free FA) i Monoacilglicerolii sunt eliberati i absorbiti n intestinul subire.

Transformarea LIPIDELOR in intermediari metabolici

produce mai puin de din energia furnizat de Glucoz pentru organism.

Totusi, LIPIDELE furnizeaza energia cea mai concentrat.

Randamentul energetic al catabolismului Lipidelor este

dublu fa de cel al degradrii Glucozei sau Proteinelor. Ex: 38 de kJ/g (Lipide), fa de 17 kJ/g (Glucide sau Proteine).

Lipidele sunt stocate n forma anhidra (fiind nepolare), Glicogenul, forma de stocare a Glucozei (hidrofil) este n

forma hidratata.


Reactiile catabolice =

elibereaza ENERGIE.

Micelele conin in principal:

Saruri biliare Triacilgliceroli, Monoacilgliceroli, Acizi grai liberi, Fosfolipide, Vitamine (A, D, E), Caroteni.

Sunt absorbite de-a lungul pereilor intestinali n celulele mucoasei intestinale = ENTEROCITE.

II. Absorbia LIPIDELOR

Mecanisme de absorbie ale LIPIDELOR:

1. Difuzie pasiv simpl (pentru Acizii grai cu lan scurt). Acizii grai cu lan scurt (ex: cei din lapte, unt etc), sunt direct

absorbii si trec n sngele portal.

2. Transport mediat de Proteine (pentru Acizii grai cu lan lung i Monoacilgliceroli).

Acizii grai cu lan lung sunt convertii n TAG (la nivelul Enterocitelor).

ABSORBIA lipidelor se realizeaz cu o eficien de 95% n tractul gastro-intestinal (restul se excret).


La nivelul ENTEROCITELOR (Fig. B)

LIPIDELE se desfac din structura micelelor mixte (Fig. B). Acizii grasi liberi (FAs) si Monoacilglicerolii (MAGs) eliberati din micele intra in ENTEROCITE prin difuzie pasiv sau transport mediat de Proteine.

Intrarea in ENTEROCITE si transportul picaturilor de LIPID se realizeaza cu ajutorul Proteinelor de transport specializate*.

Srurile biliare (BA) se desfac din structura micelelor mixte i rmn n lumenul intestinal pentru a forma noi micele.

In prezena BA se absorb 97% din lipide,

In absena BA se absorb ~50%.

* Ex. de proteine de transport: Apolipoproteine - Apo A si Apo B; proteine microzomiale de transfer a trigliceridelor MTP.


Acizii grasi (FA) si Monoacilglicerolii (MAG) sunt convertiti din nou (prin re-esterificare n interiorul reticulului endoplasmatic, in prezenta unor enzime specifice*) in Triacilgliceroli (TAG).

*Monoacilglicerol aciltransferaza MGAT i Diacilglicerol aciltransferazei DGAT.

Fosfolipidele (PLs) din alimentatie ct i cele sintetizate la nivelul bilei sunt de asemenea convertite n Triacilgliceroli (TAG).

Colesterolul (CL) alimentar este convertit la Esteri de colesterol (CE).

Triacilglicerolii (formati in reticulul endoplasmatic) impreuna cu Esterii de colesterol (CE), Fosfolipide (PL) i cateva Proteine hidrosolubile specifice (Apoproteine) formeaza particule complexe =

CHILOMICRONII (CM).


Chilomicronii sunt eliberai din Enterocite prin Exocitoz, trec n LIMFA si ulterior n snge (unde persist ~6h).

Triacilgliceroli sunt transportati in circulaia sanguina sub forma de Chilomicroni.

In ENTEROCITE:

DIGESTIE

(Lumen intestinal)

ABSORBTIE

(Enterocite)

Micele mixte EMULSIE

TAG = Triacilgliceroli

DAG = Diacilgliceroli

MAG = Monoacilgliceroli

CL = Colesterol

BS = Saruri biliare

FA = Acizi grasi

PL = Fosfolipide

LPA = Acid lizofosfatidic

PA = Acid fosfatidic

CM = Chilomicroni

Lipaze

Fosfolipaze

Co-lipaze

CM

LIMFA

AGPAT = 1-acil-glicerol-3-fosfat aciltransferaza; MGAT = Monoacilglicerol aciltransferaza; DGAT = Diacilglicerol aciltransferaza; ACAT = acil-CoA : colesterol

aciltransferaza; MTP = proteine microzomiale de transfer a TAG.

A.

B.

Reprezentarea proceselor de DIGESTIE si ABSORBTIE


Micele

mixte

Micele

mixte

DIGESTIE Stomac

Muschi

Ficat

Tesuturi grase

Distributie

Chilomicron

Enterocite

ORGANE SANGE LIMFA

Duoden

Jejun

Micele mixte Picatura de

LIPID

ABSORBTIE

Picatura de

LIPID

Chilomicron

Sumarizarea proceselor de DIGESTIE si ABSORBTIE ale LIPIDELOR


Chilomicronii = particule

microscopice cu miezuri

mari de LIPIDE acoperite

de un invelis subtire de

PROTEINE.

Are loc n toate organismele.

La mamifere acest proces ANABOLIC se desfaoara in special n ficat, esutul adipos i glandele mamare.

FICATUL biosintetizeaza Triacilgliceroli (TAG).

In urma hidrolizei complete a Triacilglicerolilor n prezena enzimelor specifice (Lipaze), se obtin Acizi grasi liberi (FFA) si Glicerol:

Acizii grai rezultai sunt oxidai pentru a se obine energia necesar organismului.

Glicerolul este transportat la ficat sau rinichi (unde este transformat n intermediari necesari pentru alte cai metabolice).

Triacilglicerol (TAG) Acid gras (FA) Glicerol

Lipaza

2. Anabolismul LIPIDELOR

Reactiile anabolice =

necesita ENERGIE.

BIOSINTEZA Acizilor grai

Exista 3 modalitati de biosinteza a Acizilor grai:


1. Biosinteza FA n citosol (in celulele ficatului, esutului adipos i al glandelor mamare), avnd drept precursor acetil-CoA.

2. Alungirea lanului FA n mitocondrii sau reticulul endoplasmatic;

3. Biosinteza Acizilor grai nesaturai n reticulul endoplasmatic (din celulele ficatului i ale esutului adipos).

In celulele mucoasei intestinale (Enterocite), Acizii grasi liberi (FFA) sunt re-

esterificati la Triacilgliceroli (TAG) si ulterior transportati prin vasele

limfatice in circulaia sanguina sub forma de Chilomicroni.

Etape ale metabolismului Acizilor grasi


1. Acizii grai pui n libertate sunt transportai pe cale sanguina: fie legai de Albumina *, fie ca parte a Lipoproteinelor.

2. Acizii grai liberi sunt preluati n CELULE n principal de ctre transportatori specializati i transportati intracelular cu ajutorul unor proteine de legare (FABP = Fatty Acid Binding Proteins).

*Albumina reprezinta ~1/2 din cantitatea de proteine serice sanguine; solubilitatea maxim a acizilor grai n Albumina este foarte mica (~10 6M).


2. Transportul intracelular al FFA

prin intermediul unor

proteine de legare (FABP = Fatty Acid Binding Proteins).

1. Legarea Acizilor

grasi liberi (FFA)

de Albumina

pentru transporul

pe cale sanguina

Oxidare

Esterificare (in reticulul

endoplasmatic)

3. Activarea

FFA Lipogeneza

Glucoza Glucoza FFA

Triacilgliceroli

Esteri de

colestrerol

Fosfolipide Glucoza poate fi si ea utilizata

pt. biosinteza de Acizi

grai (Lipogeneza), insa numai daca exista un

surplus de Glucoz in celula.

Metabolismul Acizilor grasi (FA)

Energie

Formarea ATP si

disiparea caldurii.

Acil-CoA

(ACBP = Acil CoA Binding Proteins)

Etape ale metabolismului Acizilor grasi


3. Activarea Acizilor grai liberi FFA (Acil-CoA) cu ajutorul unei proteine de legare (ACBP = Acil-CoA Binding Protein) nainte de a fi transferati la:

Mitocondrii sau Peroxizomi (din celula, Slide 25) pentru reactii de b-oxidare (cu formare de energie ca ATP i cldur), sau la

Reticulul endoplasmatic pentru esterificare la diferite clase de lipide.

4. Acil-CoA sau anumiti Acizi grai liberi se pot lega la factori de transcriere care regleaz expresia genelor sau pot fi transformati n molecule semnal (ex: Eicosanoide).

Observatii:

Acetil-CoA este intermediarul cheie pentru metabolismul lipidelor (si cel al Glucidelor).

n Mitocondrie se mai formeaz Acetil-CoA la oxidarea b a Acizilor grai aflai sub forma de acil-CoA sau la degradarea unor aminoacizi.

Oxidarea b a acizilor grai are loc n mitocondrii (cu ajutorul co-enzimelor redox NAD+ si FAD), n timp ce bio-sinteza are loc n citosol (cu implicarea NADPH).

Oxidarea Acizilor grasi in mitocondrii (Facultativ)


Componenta CELULEI:

1. Citoplasma

2. Nucleu

3. Membrana celulara

Celule eucariote: A. Celula animala. B. Celula vegetala


Produsii polari ai digestiei Triacilglicerolilor (TAG) sunt:

Acizii grasi (FA) si 2-Monoacilglicerolii (MAG).

FA si MAG sunt eliberati din micelele mixte la suprafata

ENTEROCITELOR, traverseaza membrana plasmatica

si intra in celula:

FA sunt activati prin atasare la CoA, re-esterificati sub forma de 2-Monoacilgliceroli,

conducand in final la TAG;

TAG formati, in asociere cu alte lipide, sunt impachetate in particule complexe =

CHILOMICRONI;

Chilomicronii intra in LIMFA*.

*LIMFA = fluid extracelular care uzual este limpede, devine opac si alb cand contine chilomicroni.

TAG

Chilomicroni LIMFA

Microvilii

Enterocitelor

Produsi polari (Acizi grasi, Monoacilgliceroli)

Micele mixte

Saruri biliare

Saruri biliare


SUMAR: Intrarea si metabolismul produsilor

polari (FA si MAG) in ENTEROCITE

c11 catabolism anabolism lipide ipa

Documents