monografia lipidos
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LOS lIPIDOSTRANSCRIPT
METABOLSIMO DE LOS LÍPIDOS
“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático”
U.P.H. “FRANKLIN ROOSEVELT“
ESPECIALIDAD: CIENCIAS DE LA SALUD
CURSO : BIOQUÍMICA II
CATEDRÁTICA : Q.F. MARTHA VALDERRAMA SUELDO
INTEGRANTES :- CERRÓN AQUINO, SHEYLA- CHACCHA NAVARRO, PABLO- CHANCHA DE LA O, NANCY- LLOCCLLA LLANCARI, OLIVIA- QUISPE ARTICA, KELY- RICAPA FUSTER, JUDITH
CICLO : VI
TURNO : DIURNO
HUANCAYO – PERÚ2014
1
A los profesionales que buscan
un futuro mejor para nuestro país y que
día a día se esfuerzan por ser mejores
profesionales para el orgullo de sus
familias.
LOS ESTUDIANTES
2
INTRODUCCIÓN
Se sabe que bajo el nombre de lípidos se agrupa una serie de sustancias
que tienen en común ciertas características de solubilidad en solventes orgánicos.
Dentro de este grupo heterogéneo, que genéricamente se designa por lípidos, se
encuentran las materias grasas tanto sólidas como líquidas que normalmente y
diariamente se ingieren junto con la dieta. Debe eso sí diferenciarse entre grasa de
depósito, constituida principalmente por triglicéridos y materias grasas
estructurales que, además de estos componentes, están constituidas en parte
importante por fosfolípidos u otro tipo de estructuras más complejas como
esfingolípidos, cerebrósidos, etc.
Las materias grasas en general cumplen una serie de roles en nuestra dieta,
además de ser la principal fuente de energía. Son constituyentes normales de la
estructura celular y funciones de la membrana. Son fuente de ácidos grasos
esenciales para el organismo animal, donde cabe destacar su papel en la síntesis
de las prostaglandinas. Regulan el nivel de lípidos sanguíneos. Son vehículo de
vitaminas liposolubles y aportan otros componentes importantes como pigmentos
carotenoides, esteroles, etc.
Existe en la naturaleza, un grupo de sustancias que son solubles en los
disolventes orgánicos (cloroformo, éter, benceno, etc.) o que dan por hidrólisis
sustancias que se disuelven en ellos. Se les aplica el calificativo de lípidos.
Bloor caracterizó a los lípidos como: 1) Sustancias insolubles en agua. 2) ésteres
reales o de potenciales de los ácidos grasos. 3) utilizables por los seres vivos.
Aunque hay excepciones a todos ellos, los criterios son generalmente aceptable.
Hay numerosa sustancia aceptable como lípidos.
Entre los productos biosintetizados a partir del acetato se encuentran
algunas familias de los lípidos. Los lípidos son sustancias naturales solubles en
disolventes no polares. Las grasas son un tipo de lípidos, las propiedades de los
lípidos son relativamente insolubles en agua, y solubles en disolventes no polares
como el éter, cloroformo, y el benceno. Los lípidos incluyen a las grasas (sólidas a
temperatura ambiente), aceites (líquidas a temperatura ambiente), ceras y demás
compuestos relacionados.
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ÍNDICE
Caratula
Introducción
Índice
CAPÍTULO I
LÍPIDOS
1.1. LIPIDOS...........................................................................................................5
1.2. METABOLISMO DE LIPIDOS CONCEPTO.................................................10
1.3. LIPOGENESIS...............................................................................................14
1.4. ESTERIFICACIÓN.........................................................................................15
1.5. LIPOLISIS......................................................................................................15
1.6. BETA OXIDACION........................................................................................17
1.7. CETOGENESIS.............................................................................................19
1.8. COLESTEROGENESIS.................................................................................21
1.9. PROSTAGLANDINAS:..................................................................................25
CONCLUSIONES.....................................................................................................28
BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................29
ANEXOS...................................................................................................................30
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CAPÍTULO I
LÍPIDOS
1.1. LIPIDOS
1.1.1. Concepto:
Compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida
oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno.
Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y
solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el
cloroformo.
Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre
ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como
los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas
esteroides).
1.1.2. Características generales:
Los lípidos son moléculas muy diversas; unos están formados por cadenas
alifáticas saturadas o insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen
anillos (aromáticos). Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o
semiflexibles hasta alcanzar casi una total Flexibilidad mecánica molecular;
algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno.
La mayoría de los lípidos tiene algún tipo de carácter no polar, es decir,
poseen una gran parte apolar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o
"rechaza el agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes
polares como el agua, pero sí con la gasolina, el éter o el cloroformo.
1.1.3. Clasificación Bioquímica:
Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se subdivide en
dos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (lípidos
saponificables) o no los posean (lípidos insaponificables):
1.1.4. Lípidos Saponificables:
Ácidos grasos:
Estructura en tres dimensiones del ácido linoleico, un tipo de ácido
graso. En rojo se observa la cabeza polar correspondiente a un grupo
carboxilo.
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Son las unidades básicas de los lípidos saponificables, y consisten en
moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada (CH2) con un
número par de átomos de carbono (2-24) y un grupo carboxilo(COOH)
terminal. La presencia de dobles enlaces en el ácido graso reduce el
punto de fusión. Los ácidos grasos se dividen en saturados e
insaturados.
Saturados. Sin dobles enlaces entre átomos de carbono; por
ejemplo, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido
margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignocérico.
Insaturados. Los ácidos grasos insaturados se caracterizan por
poseer dobles enlaces en su configuración molecular. Éstas son
fácilmente identificables, ya que estos dobles enlaces hacen que su
punto de fusión sea menor que en el resto. Se presentan ante
nosotros como líquidos, como aquellos que llamamos aceites.
Propiedades fisicoquímicas:
Carácter anfipático. Ya que el ácido graso está formado por un grupo
carboxilo y una cadena hidrocarbonada, esta última es la que posee
la característica hidrófoba; por lo cual es responsable de su
insolubilidad en agua.
Punto de fusión: Depende de la longitud de la cadena y de su
número de insaturaciones, siendo los ácidos grasos insaturados los
que requieren menor energía para fundirse.
Esterificación. Los ácidos grasos pueden formar ésteres con grupos
alcohol de otras moléculas.
Saponificación. Por hidrólisis alcalina los ésteres formados
anteriormente dan lugar a jabones (sal del ácido graso)
Autooxidación. Los ácidos grasos insaturados pueden oxidarse
espontáneamente, dando como resultado aldehídos donde existían
los dobles enlaces covalentes.
Acilglicéridos:
Los acilglicéridos o acilgliceroles son ésteres de ácidos grasos con
glicerol (glicerina), formados mediante una reacción de condensación
llamada esterificación. Una molécula de glicerol puede reaccionar con
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hasta tres moléculas de ácidos grasos, puesto que tiene tres grupos
hidroxilo.
Según el número de ácidos grasos que se unan a la molécula de
glicerina, existen tres tipos de acilgliceroles:
Monoglicéridos: solo existe un ácido graso unido a la molécula de
glicerina.
Diacilglicéridos: la molécula de glicerina se une a dos ácidos
grasos.
Triacilglicérido o triglicéridos: la glicerina está unida a tres ácidos
grasos. Son los más importantes y extendidos de los tres.
Céridos:
Las ceras son moléculas que se obtienen por esterificación de un ácido
graso con un alcohol monovalente lineal de cadena larga. Por ejemplo la
cera de abeja. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y
a temperatura ambiente se presentan sólidas y duras. En los animales
las podemos encontrar en la superficie del cuerpo, piel, plumas, cutícula,
etc. En los vegetales, las ceras recubren en la epidermis de frutos, tallos,
junto con la cutícula o la suberina, que evitan la pérdida de agua por
evaporación.
Fosfolípidos
Los fosfolípidos se caracterizan por poseer un grupo de naturaleza
fosfato que les otorga una marcada polaridad. Se clasifican en dos
grupos, según posean glicerol o esfingosina.
Fosfoglicéridos
Los fosfoglicéridos están compuestos por ácido fosfatídico, una molécula
compleja compuesta por glicerol, al que se unen dos ácidos grasos (uno
saturado y otro insaturado) y un grupo fosfato; el grupo fosfato posee un
alcohol o un amino alcohol, y el conjunto posee una marcada polaridad y
forma lo que se denomina la "cabeza" polar del fosfoglicérido; los dos
ácidos grasos forman las dos "colas" hidrófobas; por tanto, los
fosfoglicéridos son moléculas con un fuerte carácter anfipático que les
permite formar bicapas, que son la arquitectura básica de todas las
membranas biológicas.
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Fosfoesfingolípidos
Los fosfoesfingolípidos son esfingolípidos con un grupo fosfato, tienen
una arquitectura molecular y unas propiedades similares a los
fosfoglicéridos. No obstante, no contienen glicerol, sino esfingosina, un
amino alcohol de cadena larga al que se unen un ácido graso, conjunto
conocido con el nombre de caramida; a dicho conjunto se le une un
grupo fosfato y a éste un amino alcohol; el más abundante es la
esfingomielina, en la que el ácido graso es el ácido lignocérico y el
amino alcohol la colina; es el componente principal de la vaina de
mielina que recubre los axones de las neuronas.
Glucolípidos
Los glucolípidos son esfingolípidos formados por una caramida
(esfingosina + ácido graso) unida a un glúcido, careciendo, por tanto, de
grupo fosfato. Al igual que los fosfoesfingolípidos poseen caramida, pero
a diferencia de ellos, no tienen fosfato ni alcohol. Se hallan en las
bicapas lipídicas de todas las membranas celulares, y son
especialmente abundantes en el tejido nervioso; el nombre de los dos
tipos principales de glucolípidos alude a este hecho:
Cerebrósidos. Son glucolípidos en los que la ceramida se une un
monosacárido (glucosa o galactosa) o a un oligosacárido.
Gangliósidos. Son glucolípidos en los que la ceramida se une a un
oligosacárido complejo en el que siempre hay ácido siálico.
1.1.5. Lípidos Insaponificables:
Terpenos:
Los terpenos, terpenoides o isoprenoides, son lípidos derivados del
hidrocarburo isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno). Los terpenos biológicos
constan, como mínimo de dos moléculas de isopreno. Algunos terpenos
importantes son los aceites esenciales (mentol, limoneno, geraniol), el fitol
(que forma parte de la molécula de clorofila), las vitaminas A, K y E, los
carotenoides (que son pigmentos fotosintéticos) y el caucho (que se obtiene
del árbol Hevea brasiliensis).Desde el punto de vista farmacéutico, los
grupos de principios activos de naturaleza terpénica más interesantes son:
monoterpenos y sesquiterpenos constituyentes de los aceites esenciales,
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derivados de monoterpenos correspondientes a los iridoides, lactonas
sesquiterpénicas que forman parte de los principios amargos, algunos
diterpenos que poseen actividades farmacológicas de aplicación a la
terapéutica y por último, triterpenos y esteroides entre los cuales se
encuentran las saponinas y los heterósidos cardiotónicos.
Esteroides:
Los esteroides son lípidos derivados del núcleo del hidrocarburo esterano (o
ciclopentanoperhidrofenantreno), esto es, se componen de cuatro anillos
fusionados de carbono que posee diversos grupos funcionales (carbonilo,
hidroxilo) por lo que la molécula tiene partes hidrofílicas e hidrofóbicas
(carácter anfipático).
Entre los esteroides más destacados se encuentran los ácidos biliares, las
hormonas sexuales, las corticosteroides, la vitamina D y el colesterol. El
colesterol es el precursor de numerosos esteroides y es un componente más
de la bicapa de las membranas celulares.
Prostaglandinas:
Los eicosanoides o prostaglandinas son lípidos derivados de los ácidos
grasos esenciales de 20 carbonos tipo omega-3 y omega-6. Los principales
precursores de los eicosanoides son el ácido araquidónico, el ácido linoleico
y el ácido linolénico. Todos los eicosanoides son moléculas de 20 átomos de
carbono y pueden clasificarse en tres tipos: prostaglandinas, tromboxanos y
leucotrienos.
Funciones:
Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones biológicas:
Función de reserva energética. Los triglicéridos son la principal
reserva de energía de los animales ya que un gramo de grasa produce
9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras
que las proteínas y los glúcidos solo producen 4,1 kilocalorías por
gramo.
Función estructural. Los fosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol
forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Los
triglicéridos del tejido adiposo recubren y proporcionan consistencia a los
órganos y protegen mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos.
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Función reguladora, hormonal o de comunicación celular. Las
vitaminas liposolubles son de naturaleza lipídica (terpenos, esteroides);
las hormonas esteroides regulan el metabolismo y las funciones de
reproducción; los glucolípidos actúan como receptores de membrana; los
eicosanoides poseen un papel destacado en la comunicación celular,
inflamación, respuesta inmune, etc.
Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino
hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a los
ácidos biliares y a las lipoproteínas.
Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan
las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen
esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las
prostaglandinas.
Función térmica. En este papel los lípidos se desempeñan como
reguladores térmicos del organismo, evitando que este pierda calor.
1.2. METABOLISMO DE LIPIDOS:
1.2.1. Concepto:
Los lípidos son moléculas con grandes diferencias estructurales de unas a
otras. Tienen características comunes de insolubilidad en agua. Tienen 2
funciones preferentes:
o Componentes esenciales de membrana (fosfolípidos).
o Depósito de energía más importante de la célula (triglicéridos). Los
triacilgliceroles son los principales sustratos energéticos, almacenados
en el citosol de las células del tejido adiposo. El hígado es muy
importante en el metabolismo de lípidos y síntesis de ácidos grasos.
Cuando sobra energía sintetiza lípidos. Los ácidos grasos suelen tener
un número par de átomos de C. Se diferencian en la longitud de la
cadena y el número de insaturaciones.
1.2.2. Metabolismo primario y secundario:
Ácidos grasos saturados de cadena corta:
Los ácidos grasos de cadena corta (C4-C11) pueden ser biosintetizados por
tres rutas alternativas:
a) Por homologación de α-cetoácidos a partir del ácido pirúvico con
posterior descarboxilación oxidativa.
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b) Por escisión oxidativa de ácidos Δ9, por ejemplo, el ácido nonanoico a
partir de escisión oxidativa del ácido oleico.
c) Por ácido graso-sintasas de cadena corta. P. ejemplo, el ácido hexanoico
utilizado por muchos hongos para biosíntesis de aflatoxinas proviene de
una hexanoil-CoA sintasa.
Ácidos grasos saturados de cadena media:
Los ácidos grasos de cadena media (C12-C14) pueden ser biosintetizados por
dos rutas alternativas:
a) Por β-oxidación parcial de ácidos grasos estándar.
b) Por ácido graso-sintasas de cadena media.
Ácidos grasos de cadena impar:
Los ácidos grasos de cadena impar (C13-C33) pueden ser biosintetizados
por tres rutas alternativas:
a) Por β-oxidación parcial de ácidos grasos impares de cadena más larga.
b) Por ácido graso-sintasas de cadena impar, en donde se emplea
propionil-CoA en lugar de acetil-CoA como iniciador.
c) Por α-oxidación.
Ácidos palmíticos:
Las ácido graso sintasas (FAS por sus siglas en inglés) estándar son las del
ácido palmítico. El primer paso en la biosíntesis de ácidos grasos es la
síntesis de ácido palmítico, ácido graso saturado de 16 carbonos; los demás
ácidos grasos se obtienen por modificaciones del ácido palmítico. El cuerpo
humano puede sintetizar casi todos los ácidos grasos que requiere a partir
del ácido palmítico, mediante la combinación de varios mecanismos de
oxidación y elongación.
El ácido palmítico se sintetiza secuencialmente en el citosol de la célula,
gracias a la acción del polipéptido multienzimático ácido graso sintasa, por
adición de unidades de dos carbonos aportadas por el acetil coenzima A; el
proceso completo consume 7 ATP y 14 NADPH; la reacción global es la
siguiente:
8 Acetil-CoA + 14 (NADPH + H+) + 7 ATP → Ácido palmítico (C16) +
8 CoA + 14 NADP+ + 7 (ADP + Pi) + 6 H2O
Ácidos grasos de cadena larga:
Se forman por acción de las elongasas, en donde se incrementa la longitud
de la cadena del ácido palmítico por condensación de moléculas de malonil-
CoA (Alargamiento). Mediante este proceso, que tienen lugar en el retículo
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endoplasmático y en la mitocondrias, se adicionan unidades de dos
carbonos a la cadena de C16 del ácido palmítico, obteniéndose ácidos
grasos de hasta C24.
- Ácidos grasos insaturados.
- Ácidos grasos monoinsaturados.
Ácidos grasos acetilénicos:Se producen por desaturasas especiales denominadas acetilenasas, para
producir alquinos. Un ejemplo de este tipo de ácidos es el ácido tarírico.
Claro Que Si Campeón.
Ácidos grasos poliinsaturados:Los ácidos grasos poliinsaturados son biosintetizados solo por algunos
organismos (por ejemplo, muchos animales no biosintetizan los ácidos
grasos poliinsaturados y deben ser consumidos.) El ácido oleico se puede
insaturar una, dos o tres veces y estos derivados de poliinsaturación pueden
elongarse posteriormente. Por ejemplo, el ácido eicosapentaenoico no se
biosintetiza por poliinsaturación del ácido araquídico, sino por
poliinsaturación del ácido oleico, seguido de elongación y dos insaturaciones
posteriores.
Derivados de reducción.
Por reducción del grupo carboxilo o por descarbonilación se pueden
producir:
- Alcoholes y aldehídos grasos
- Alcanos y alquenos de cadena lineal
Derivados de oxidación:
a) Catabolismo por β-Oxidación:
Una de las principales funciones de los ácidos grasos es la de proporcionar
energía a la célula; a partir de los depósitos de triglicéridos,
las lipasas liberan ácidos grasos que, en la matriz mitocondrial, serán
escindidos en unidades de dos carbonos en forma de acetil-CoA, proceso
conocido como β-oxidación; el acetil-CoA ingresa en el ciclo de Krebs y
los NADH y FADH2 en la cadena respiratoria.
b) Productos de hidroxilación y peroxilación:
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Se forman por acción de 5-lipooxigenasas e hidroxilasas, por ejemplo
los leucotrienos, hepoxilinas, neuroprotectinas, alcoholes acetilénicos y
resolvinas.
c) Productos de epoxidación:
Se forman por acción de monooxigenasas en insaturaciones, como
el ácido vernólico.
d) Ácidos (alquilfuranil)acilcarboxílicos
Se forman por acción de lipooxigenasas en sistemas dialílicos no
conjugados. P. ejemplo, la wyerona, los ácidos grasos y los ácidos
urofánicos.
e) Lactonas:
Muchos ácidos grasos se hidroxilan con esterificación intramolecular,
formando así lactonas, tales como las lactonas volátiles y los cucujólidos.
f) Espirocetales:
Muchos ácidos grasos se reducen y forman estructuras intricadas de tipo
espirocetal. Estas muchas veces actúan como feromonas de insectos, por
ejemplo laschalcogranas.
g) Productos de escisión oxidativa:
La acción de las lipooxigenasas puede provocar rupturas en las cadenas
de ácidos grasos y formar hidrocarburos cíclicos (hormosireno), aldehídos
(aldehídos foliares) o ácidos dicarboxílicos (ácido traumático).
h) Ácidos grasos ramificados:
Los ácidos grasos ramificados pueden tener diversos orígenes
biosintéticos:
a) Ácidos isoalquil y anteisoalquilcarboxílicos: Emplean como
unidades de iniciación ácido isobutírico, ácido 2-metilbutírico y ácido
isovalérico, provenientes del catabolismo de la valina, isoleucina y
leucina respectivamente.
b) Ácidos metilcarboxílicos: Se forman por metilación con SAM de
ácidos insaturados. P. ejem. el ácido tuberculosteárico.
c) Ácidos polimetilados: Se forman por condensaciones sucesivas de
metilmalonil CoA, obtenido de propionil Coenzima A.
Acetogeninas anonáceas:
La acetogeninas annonáceas proviene de la formación de ácidos tetrónicos
de ácidos poliepoxidados. P. ejem., la uvaricina.
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Ácidos grasos ω-cíclicos:
a) Ácidos grasos ω ciclopentenilalquilcarboxílicos, como el ácido
hidnocárpico.
b) Ácidos grasos ω ciclociclohexilalquilcarboxílicos.
c) Ácidos grasos ω cicloheptilalquilcarboxílicos.
d) Ácidos grasos ω arilalquilcarboxílicos
Ácidos grasos endocíclicos:
a) Ácidos (alquilciclopropil)alquilcarboxílicos, como el ácido malválico.
b) Productos de reacciones pericíclicas, como el ácido endiándrico.
c) Prostanoides, se forman por ciclización endocíclica con acción de
ciclooxigenasas.
- Prostaglandinas;
- Jasmonoides
- Eclonialactonas
- Tromboxanos
1.3. LIPOGENESIS
1.3.1.Concepto:
La lipogénesis es la reacción bioquímica por la cual son sintetizados
los ácidos grasos y esterificados o unidos con el glicerol para
formar triglicéridos o grasas de reserva.
El estado nutricional del organismo es el factor principal que regula la tasa
de lipogénesis.
Por tanto, la tasa es alta en el humano bien alimentado, cuya dieta contiene
una alta proporción de carbohidratos.
Disminuye en condiciones de consumo calórico restringido.
La síntesis de ácidos grasos de cadenas largas o lipogénesis se realiza por
medio de dos sistemas enzimáticos situados en el citoplasma celular:
La acetil-CoA carboxilasa: Esta vía convierte la acetil-CoA a palmitato,
requiriendo para ello NADPH, ATP, ion manganeso, Biotina, Ácido
pantoteico y bicarbonatocomo cofactores. Este sistema es
imprescindible para la conversión de Acetil-CoA a Malonil-CoA.
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Vía de la ácido-graso-sintetasa: Es un complejo multienzimático de
una sola cadena polipeptídica con siete actividades enzimáticas
separadas, que cataliza la unión de palmitato a partir de una molécula
de Acetil-CoA y siete de Malonil-CoA.
1.3.2.Características:
Lipogénesis es el proceso por el cual los azúcares simples como
la glucosa se convierte en ácidos grasos, que posteriormente se esterifica
con glicerol para formar los triglicéridos que están empaquetados en VLDL y
secretada por el hígado.
1.3.3.Regulación y Control de la lipogénesis:
La lipogénesis se regula en el paso de Acetil-CoA carboxilasa por
modificadores alostéricos, modificación covalente e inducción y represión de
la síntesis enzimática. El citrato activa la enzima; la acil-CoA de cadena
larga inhibe su actividad. A corto plazo, la insulina activa la Acetil-CoA
carboxilasa por desfosforilación y a largo plazo por inducción de síntesis. El
glucagón y la adrenalina tienen acciones opuestas al insulina.
1.4. ESTERIFICACIÓN
1.4.1. Concepto:
Los esteres de poliglicerol pueden producirse por dos rutas [Corma et al,
2007]: la primera es la esterificación directa mediante la reacción con un
ácido ya sea alifático o aromático en presencia de un catalizador ácido, y la
segunda es la alcohólisis de un éster metílico en presencia de un catalizador
alcalino. Debido a que la forma más común de producir el poliglicerol es por
condensación de glicerol con catalizadores alcalinos homogéneos, la ruta de
transesterificación con esteres metílicos es atractiva, pues permite una
mayor velocidad de reacción y evita la necesidad de separar el catalizador al
final de la eterificación.
1.5. LIPOLISIS
1.5.1. Concepto:
La lipolisis o lipólisis es el proceso metabólico mediante el cual
los lípidos del organismo son transformados para producir ácidos
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grasos y glicerol para cubrir las necesidades energéticas. La lipolisis es el
conjunto de reacciones bioquímicas inversas a la lipogénesis.
A la lipólisis también se le llama movilización de las grasas o hidrólisis de
triacilglicéridos en ácidos grasos y glicerol.
La lipolisis es estimulada por diferentes hormonas catabólicas como
el glucagón, la epinefrina, la norepinefrina, la hormona del crecimiento y
el cortisol, a través de un sistema de transducción de señales.
1.5.2. La insulina disminuye la lipolisis:
En el adipocito el glucagón activa a determinadas proteínas G, que a su vez
activan a la adenilato ciclasa, al AMPc y éste a la lipasa
sensitiva, enzima que hidroliza los triacilglicéridos. Los ácidos grasos son
vertidos al torrente sanguíneo y dentro de las células se degradan a través
de la betaoxidación en acetil-CoA que alimenta el ciclo de Krebs, y favorece
la formación de cuerpos cetónicos.
1.5.3. Características:
La lipolisis o lipólisis es el proceso metabólico mediante el cual los lípidos
del organismo son transformados para producir ácidos grasos y glicerol para
cubrir las necesidades energéticas. La lipolisis es el conjunto de reacciones
bioquímicas inversas a la lipogénesis. La lipólisis es estimulada por
diferentes hormonas catabólicas como el glucagón, la epinefrina,
la norepinefrina, la hormona del crecimiento y elcortisol, a través de
un sistema de transducción de señales. La insulina disminuye la lipólisis.
1.5.4. Importancia del ciclo:
Es clave para la obtención de energía.
La oxidación de los triacilglicéridos proporciona más del doble de
energía metabólica (ATP) por parte de los organismos aeróbicos, libera
mucha energía.
Ocurre en animales, incluido el hombre.
1.5.5. Dónde se efectúa:
El tejido adiposo carece de quinasa específica para fosforilar el glicerol, se
facilita su salida de la célula y pasa a la sangre siendo captado por el
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hígado, el corazón y otros tejidos con la participación del glicerol quinasa y
el ATP glicerofosfato.
1.5.6. Cuándo se efectúa:
En presencia de oxígeno los ácidos grasos se catabolizan a dióxido de
carbono y agua, y aproximadamente el 40% de la energía libre y generada
se almacena como ATP y el resto de la energía se libera en forma de calor.
1.5.7. En qué parte de la célula se efectúa
La activación del acido graso se realiza fuera de las mitocondrias y su
oxidación en el interior de ellas.
Los ácidos grasos activados de más de 10 carbonos en su molécula,
requieren un transportador, la carnitina, para atravesar la membrana
mitocondrial.
1.6. BETA OXIDACION
1.6.1.Concepto:
Es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción,
mediante la oxidación, de un par de átomos de carbono sucesivamente en
cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descompone por
completo en forma de moléculas acetil-CoA, que serán
posteriormente oxidados en la mitocondria para generar energía química en
forma de (ATP). La β-oxidación de ácidos grasos consta de cuatro
reacciones recurrentes.
El resultado de dichas reacciones son unidades de dos carbonos en forma
de acetil-CoA, molécula que pueden ingresar en el ciclo de Krebs,
y coenzimas reducidos (NADH y FADH2) que pueden ingresar en la cadena
respiratoria.
1.6.2.Pasos previos:
Activación de los ácidos grasos.
El paso previo a esas cuatro reacciones es la activación de los ácidos
grasos a acil coenzima A (acil CoA, R–CO–SCoA), la cual tiene lugar en el
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retículo endoplasmático (RE) o en la membrana mitocondrial externa, donde
se halla la acil-CoA sintetasa (o ácido graso tioquinasa), la enzima que
cataliza esta reacción:
R–COOH + ATP + CoASH →Acil-CoA sintetasa→ R–CO–SCoA + AMP +
PPi + H2O
El ácido graso se une al coenzima A (CoASH), reacción que consume dos
enlaces de alta energía del ATP.
1.6.3.Traslocación a la matriz mitocondrial:
Posteriormente debe usarse un transportador, la carnitina, para traslocar las
moléculas de acil-CoA al interior de lamatriz mitocondrial, ya que la
membrana mitoncondrial interna es impermeable a los acil-CoA.
La carnitina se encarga de llevar los grupos acilo al interior de la matriz
mitoncondrial por medio del siguiente mecanismo.
1.6.4. Oxidación por FAD:
El primer paso es la oxidación del ácido graso activado (acil-CoA graso)
por FAD. La enzima acil-CoA-deshidrogenasa, una flavoproteína que tiene el
coenzima FAD unido covalentemente, cataliza la formación de un doble
enlace entre C-2 y C-3. Los productos finales son FADH2 y un acil-CoA-
betainsaturado (trans-Δ2-enoil-CoA) ya que el carbono beta del ácido graso se
une con un doble enlace al perder dos hidrógenos (que son ganados por el
FAD).
1.6.5. Hidratación:
El siguiente paso es la hidratación (adición de una molécula de agua) del
doble enlace trans entre C-2 y C-3. Esta reacción es catalizada por enoil-CoA
hidratasa y se obtiene un betahidroxiacil-CoA (L-3-hidroxiacil CoA); es una
reacción estereospecífica, formándose exclusivamente el isómero L.
1.6.6. Oxidación por NAD+:
El tercer paso es la oxidación de L-3-hidroxiacil CoA por el NAD, catalizada
por la L-3-hidroxiacil CoA deshidrogenasa. Esto convierte el
grupo hidroxilo del carbono β en un grupo cetónico(lo satura). El producto final
es 3-cetoacil-CoA con lo que el carbono βbeta ya ha sido oxidado y está
preparado para la escisión.
1.6.7. Tiólisis:
18
El paso final para la rotura del cetoacil-CoA entre C-2 y C-3 por el
grupo tiol de otra molécula de CoA. Esta reacción es catalizada por β-
cetotiolasa y da lugar a una molécula de acetil CoA y un acil CoA con dos
carbonos menos.
Estas cuatro reacciones continúan hasta que la escición completa de la
molécula en unidades de acetil CoA. Por cada ciclo, se forma una molécula
de FADH 2, una de NADH y una de acetil CoA.
1.6.8. Rendimiento energético:
Dado que durante la β-oxidación la cadena de carbonos de los ácidos grasos
se rompe en unidades de dos carbonos (unidas al coenzima A) y que cada
rotura produce una molécula de FADH2 y una molécula de NADH + H+, es
fácil calcular las moléculas de ATP generadas en la oxidación completa de un
ácido graso. FADH2 y NADH van a la cadena respiratoria y los acetil-
CoA ingresan en el ciclo de Krebs donde generan GTP y más moléculas de
FADH2 y NADH. Si tomamos como ejemplo el ácido palmítico, ácido graso
saturado de 16 carbonos, el rendimiento energético es el siguiente:
Rendimiento de la beta oxidación del ácido palmítico (16 C)
Molécula Número Equivalencia demoléculas de ATP
Ciclo metabólico Total ATP
NADH 7 2.5 cadena respiratoria 17,5
FADH2 7 1.5 cadena respiratoria 10,5
acetil-CoA 8 10 ciclo de Krebs 80
Activación del ácido graso -2Total 106
Teniendo en cuenta los dos enlaces de alta energía que se utilizan en la activación
del ácido graso a acil-CoA, se obtiene un rendimiento neto de 106 moléculas de
ATP. Obviamente, cuanto más larga es la molécula de ácido graso, más moléculas
de ATP se generan.
1.7. CETOGENESIS
19
1.7.1.Concepto:
Cetogénesis es un proceso metabólico por el cual se producen los cuerpos
cetónicos como resultado del catabolismo de los ácidos grasos.
1.7.2.Producción:
Los cuerpos cetónicos se producen principalmente en las mitocondrias de
las células del hígado. Su síntesis ocurre en respuesta a bajos niveles de
latidos, y después del agotamiento de las reservas celulares de glucógeno.
La producción de cuerpos cetónicos comienza para hacer disponible la
energía que es guardada como ácidos grasos.
Además de su papel en la síntesis de cuerpos cetónicos, el HMG-CoA es
también un intermediario en la síntesis del colesterol.
1.7.3.Tipos de cuerpos cetónicos
Los tres cuerpos cetónicos son:
Acetoacetato, el cual, si no es oxidado a una forma inútil de energía, es
la fuente de los otros dos cuerpos cetónicos siguientes.
Acetona, el cual no es usado como fuente de energía, es exhalado o
excretado como desecho.
Betahidroxibutirato, el cual no es, en sentido técnico, una cetona de
acuerdo a la nomenclatura IUPAC.
1.7.4.Regulación:
La cetogénesis podría o no ocurrir, dependiendo de los niveles disponibles de
carbohidratos en las células o el cuerpo. Esto está cercanamente relacionado
con las vías del acetil-CoA:
Cuando el cuerpo tiene abundantes carbohidratos como fuente de energía,
la glucosa es completamente oxidada a CO2; el acetil-CoA se forma como
un intermediario en este proceso, comenzando por entrar al ciclo de
Krebs seguido por la completa conversión de su energía química a ATP en
el intercambio de la cadena de electrones mediante un proceso de
oxidación.
Cuando el cuerpo tiene exceso de carbohidratos disponibles, parte de la
glucosa es totalmente metabolizada, y parte de esta es almacenada para
ser usada con acetil-CoA para crear ácidos grasos. (CoA es también
reciclado aquí).
20
1.7.5.Patología:
Los cuerpos cetónicos se crean a niveles moderados en el organismo
mientras dormimos y cuando no hay carbohidratos disponibles. Sin embargo,
cuando el aporte en hidratos de carbono es menor a unos 80 g/día, se dice
que el cuerpo está en un estado de cetosis. Se desconoce si la cetosis tiene o
no efectos a largo plazo.
Si los niveles de los cuerpos cetónicos son demasiado altos, el pH de la
sangre cae, resultando en cetoacidosis. Esto es muy raro y, en general,
ocurre solamente en la diabetes tipo I sin tratar, y en alcohólicos tras beber y
no comer.
1.8. COLESTEROGENESIS
1.8.1. El colesterol:
El colesterol es un esterol (lípido) que se encuentra en los tejidos corporales
y en el plasma sanguíneo de los vertebrados. Se presenta en altas
concentraciones en el hígado, médula espinal, páncreas y cerebro. Pese a
tener consecuencias perjudiciales en altas concentraciones, es esencial
para crear la membrana plasmática que regula la entrada y salida de
sustancias que atraviesan la célula. El nombre de «colesterol» procede del
griego χολή kolé ‘bilis’ y στερεος stereos ‘sólido’, por haberse identificado
por primera vez en los cálculos de la vesícula biliar por Michel Eugène
Chevreul quien le dio el nombre de «colesterina», término que solamente se
conservó en el alemán (Cholesterin). Abundan en las grasas de origen
animal.
1.8.2. Estructura química:
La fórmula química del colesterol se representa de dos formas: C27H46O /
C27H22OH.
Es un lípido esteroide, molécula de ciclopentanoperhidrofenantreno (o
esterano), constituida por cuatro carboxilos condensados o fundidos,
denominados A, B, C y D, que presentan varias sustituciones:
1. Dos radicales metilos en las posiciones C-10 y C-13.
2. Una cadena alifática ramificada de 8 carbonos en la posición C-17.
3. Un grupo hidroxilo en la posición C-3.
4. Una insaturación entre los carbonos C-5 y C-6.
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En la molécula de colesterol se puede distinguir una cabeza
polar constituida por el grupo hidroxilo y una cola o porción apolar formada
por el carbociclo de núcleos condensados y los sustituyentes alifáticos. Así,
el colesterol es una molécula tan hidrófoba que la solubilidad de colesterol
libre en agua es de 10−8 M y, al igual que los otros lípidos, es bastante
soluble en disolventes apolares como el cloroformo (CHCl3)
.
1.8.3. Metabolismo del colesterol:
Biosíntesis del colesterol:
La biosíntesis del colesterol tiene lugar en el retículo endoplasmático liso de
virtualmente todas las células de los animales vertebrados. Mediante
estudios de marcaje isotópico, D. Rittenberg y K. Bloch demostraron que
todos los átomos de carbono del colesterol proceden, en última instancia,
del acetato, en forma de acetil coenzima A.
Se requirieron aproximadamente otros 30 años de investigación para
describir las líneas generales de la biosíntesis del colesterol,
desconociéndose, sin embargo, muchos detalles enzimáticos y mecanísticos
a la fecha.
Resumidamente, estas reacciones pueden agruparse de la siguiente
manera:
1. Tres moléculas de acetil-CoA se combinan entre sí
formando mevalonato, el cual es fosforilado a 3-fosfomevalonato 5-
pirofosfato.
2. El 3-fosfomevalonato 5-pirofosfato es descarboxilado y desfosforilado a
3-isopentil pirofosfato.
3. Ensamblaje sucesivo de seis moléculas de isopentil pirofosfato para
originar escualeno, vía geranil pirofosfato y farnesil pirofosfato.
4. Ciclación del escualeno a lanosterol.
5. El lanosterol se convierte en colesterol después de numerosas
reacciones sucesivas, enzimáticamentecatalizadas, que implican la
eliminación de tres grupos metilo (–CH3), el desplazamiento de un doble
enlace y reducción del doble enlace de la cadena lateral.
22
1.8.4. Degradación del colesterol:
El ser humano no puede metabolizar la estructura del colesterol hasta CO2 y
H2O. El núcleo intacto de esterol se elimina del cuerpo convirtiéndose en
ácidos y sales biliares las cuales son secretadas en la bilis hacia el intestino
para desecharse por heces fecales. Parte de colesterol intacto es secretado
en la bilis hacia el intestino el cual es convertido por las bacterias
en esteroides neutros como coprostanol y colestanol.
En ciertas bacterias sí se produce la degradación total del colesterol y sus
derivados; sin embargo, la ruta metabólica es aún desconocida.
1.8.5. Regulación del colesterol:
La producción en el humano del colesterol es regulada directamente por la
concentración del colesterol presente en el retículo endoplásmico de las
células, habiendo una relación indirecta con los niveles plasmáticos de
colesterol presente en las lipoproteínas de baja densidad (LDL por su
acrónimo inglés). El principal mecanismo regulador de la homeostasis de
colesterol celular aparentemente reside en un complejo sistema molecular
centrado en las proteínas SREBPs (Sterol Regulatory Element Binding
Proteins 1 y 2: proteínas que se unen a elementos reguladores de esteroles).
En presencia de una concentración crítica de colesterol en la membrana del
retículo endoplásmico, las SREBPs establecen complejos con otras dos
importantes proteínas reguladoras: SCAP (SREBP-cleavage activating
protein: proteína activadora a través del clivaje de SREBP) e Insig (insulin
induced gene) 1 y 2. Cuando disminuye la concentración del colesterol en el
retículo endoplásmico, las Insigs se disocian del complejo SREBP-SCAP,
permitiendo que el complejo migre al aparato de Golgi, donde SREBP es
escindido secuencialmente por S1P y S2P (site 1 and 2
proteases: proteasas del sitio 1 y 2 respectivamente).
1.8.6. Funciones del colesterol:
El colesterol es imprescindible para la vida animal por sus numerosas
funciones:
23
1. Estructural: el colesterol es un componente muy importante de
las membranas plasmáticas de los animales (en general, no existe en los
vegetales). Aunque el colesterol se encuentra en pequeña cantidad en las
membranas celulares, en la membrana citoplasmática lo hallamos en una
proporción molar 1:1 con relación a los fosfolípidos, regulando sus
propiedades físico-químicas, en particular la fluidez. Sin embargo, el
colesterol se encuentra en muy baja proporción o está prácticamente
ausente en las membranas subcelulares.
2. Precursor de la vitamina D: esencial en el metabolismo del calcio.
3. Precursor de las hormonas sexuales: progesterona, estrógenos y
testosterona.
4. Precursor de las hormonas corticoesteroidales: cortisol y aldosterona.
5. Precursor de las sales biliares: esenciales en la absorción de algunos
nutrientes lipídicos y vía principal para la excreción de colesterol corporal.
6. Precursor de las balsas de lípidos.
1.8.7. Transporte del colesterol e hipercolesterolemia:
La concentración actualmente aceptada como normal de colesterol en
el plasma sanguíneo (colesterolemia) de individuos sanos es de 120 a
200 mg/dL. Sin embargo, debe tenerse presente que la concentración total
de colesterol plasmático tiene un valor predictivo muy limitado respecto del
riesgo cardiovascular global (ver más abajo). Cuando esta concentración
aumenta se habla de hipercolesterolemia.
Sin embargo, y considerando lo anterior, se ha definido clínicamente que los
niveles de colesterol plasmático total (la suma del colesterol presente en
todas las clases de lipoproteínas) recomendados por la Sociedad
Norteamericana de Cardiología (AHA) son:
Colesterolemia por debajo de 200 mg/dL (miligramos por
decilitros): es la concentración deseable para la población general,
pues por lo general correlaciona con un bajo riesgo de enfermedad
cardiovascular.
Colesterolemia entre 200 y 239 mg/dL: existe un riesgo intermedio en
la población general, pero es elevado en personas con otros factores de
riesgo como ladiabetes mellitus.
24
Colesterolemia mayor de 240 mg/dL: puede determinar un alto riesgo
cardiovascular y se recomienda iniciar un cambio en el estilo de vida,
sobre todo en lo concerniente a la dieta y al ejercicio físico.
En sentido estricto, el nivel deseable de colesterol LDL debe definirse
clínicamente para cada sujeto en función de su riesgo cardiovascular
individual, el cual está determinado por la presencia de diversos factores de
riesgo, entre los que destacan:
Edad y sexo.
Antecedentes familiares.
Tabaquismo.
Presencia de hipertensión arterial.
Nivel de colesterol HDL.
25
1.9. PROSTAGLANDINAS:
1.9.1. Concepto
Son hormonas derivadas de ácidos grasos poliinsarturados de 20
carbonos con un anillo de cinco átomos de carbono en su estructura.
Su efecto de tipo hormonal radica en la regulación de la actividad de
otras hormonas mediante estímulo o inhibición de la formación de
AMP cíclico.
Las prostaglandinas se sintetizan y liberan en diferentes tejidos del
cuerpo como la vesícula seminal, los pulmones, el hígado y el aparato
digestivo.
Algunas prostaglandinas dilatan las vías bronquiales, inhiben la
secreción gástrica, incrementan la motilidad intestinal, estimulan la
contracción del útero, elevan o reducen la presión arterial, regulan el
metabolismo y provocan inflamación. Las sintetizadas en el centro
termorregulador del hipotálamo provocan fiebre.
Los premios Nobel suecos Sune Bergtrom y Bengt Samuelson en
1982 las denominaron prostaglandinas debido a que inicialmente se
aislaron del semen humano, al considerar que provenían de la
próstata.
1.9.2. Síntesis:
Las prostaglandinas derivan de los ácidos grasos esenciales de 20
carbonos, y en el hombre el ácido araquidónico es el precursor más
abundante; puede obtenerse de dos fuentes: directamente de la dieta
(carnes) o por la formación a partir de su precursor, el ácido linoleico.
Dado que las concentraciones de ácido araquidónico libre celular son
muy bajas, su disponibilidad resulta de su liberación de los depósitos
celulares de lípidos mediante numerosas hidrolasas (fosfolipasa A2,
fosfolipasa C y la lipasa diacilglicerol).
26
1.9.3. Ciclo:
1.9.4. Metabolismo:
El metabolismo de las prostaglandinas tiene lugar principalmente en
los pulmones, riñón e hígado. Los pulmones son importantes en el
metabolismo de la PGE2 y PGF2alfa. Existe un mecanismo de
transporte activo que específicamente traslada a las prostaglandinas
desde la circulación a los pulmones. Por lo tanto tienen una vida media
corta (3-5 minutos), y muchas veces ejercen su acción en el lugar de
su síntesis
1.9.5. Función:
Las prostaglandinas deben ejercer su efecto sobre las células de
origen y las adyacentes, actuando como hormonas autocrinas y
paracrinas, siendo destruidas en los pulmones. Las acciones son
múltiples y algunas tienen utilidad práctica, como la PGE1, que se
27
utiliza en clínica para mantener abierto el ductus arteriosus, en niños
con cardiopatías congénitas y para el tratamiento o prevención de la
úlcera gastroduodenal (misoprostol). La PGE2 (dinoprostona) se
emplea como oxitocina en la inducción del parto, la expulsión del feto
muerto y el tratamiento de la mola hidatiforme o el aborto
espontáneo.
Se pueden resumir las funciones de las prostaglandinas en tres
puntos:
Intervienen en la respuesta inflamatoria: vasodilatación, aumento de
la permeabilidad de los tejidos permitiendo el paso de los leucocitos,
antiagregante plaquetario, estímulo de las terminaciones nerviosas
del dolor.
Provocan la contracción de la musculatura lisa. Esto es
especialmente importante en la del útero de la mujer. En el semen
humano hay cantidades pequeñas de prostaglandinas para favorecer
la contracción del útero y como consecuencia la ascensión de los
espermatozoides a las trompas de Falopio. Del mismo modo, son
liberadas durante la menstruación, para favorecer el desprendimiento
del endometrio. Así, los dolores menstruales son tratados muchas
veces con inhibidores de la liberación de prostaglandinas.
Intervienen en la regulación de la temperatura corporal.
Controlan el descenso de la presión arterial al favorecer la
eliminación de sustancias en el riñón.
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CONCLUSIONES
1. Los lípidos son sumamente importantes para tanto para el cuerpo
humano como para el de los animales e incluso las plantas. A diferencia de
los carbohidratos, estos funcionan como una reserva energética muy especial.
2. Podemos decir que los lípidos son unas grandes moléculas de hidrocarburo,
largas cadenas de hidrógeno y carburo combinadas con ciertas cantidades
de oxígeno, fósforo y átomos de nitrógeno. Los lípidos se organizan en
forma de membranas y aunque en muchos aspectos pueden parecer células
vivas, no lo son. Para poder considerarlas como tal deberían combinar ARN
o ADN y esto no ocurre.
3. Las moléculas utilizadas por el cuerpo para nutrirse y para llevar a cabo los
procesos celulares son las proteínas, los carbohidratos, el agua, las
vitaminas, los minerales y los lípidos. De estas, sólo las proteínas, los
carbohidratos y los lípidos proveen de energía en forma de calorías. Los
lípidos son conocidos más comúnmente como grasas, y son capaces de dar
el doble de energía que la misma cantidad de proteína y de carbohidratos.
Además, llevan a cabo importantes funciones dentro del cuerpo y se los
requiere para que pueda haber vida.
4. Los lípidos (grasas) constituyen aproximadamente el 34% del consumo de la
dieta, pues son muy altos en energía. Aportan 9 calorías por cada gramo.
5. Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones, como conservar la
energía en el cuerpo, proteger las células de nuestro organismo, regular el
sistema hormonal, transportar nutrientes en nuestro intestino y conservar el
calor en nuestro organismo.
6. Contrario a la creencia popular, los lípidos son esenciales para el buen
funcionamiento del cuerpo, de hecho el problema de acumular demasiada
grasa abdominal generalmente se da por una ingesta excesiva de calorías
en forma de carbohidratos.
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ANEXOS
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