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Bioquímica General y Bucal

Facultad de Odontología – Universidad de Buenos Aires

LÍPIDOS:

Introducción al metabolismo

Digestión y absorción de los lípidos de la dieta

Vanesa Macri

2014

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ÍNDICE

1. Introducción al metabolismo lipídico......................................................................3

2. Digestión y absorción de los lípidos dietarios…………………………………..……6

2.1. Etapas en el proceso de digestión de lípidos

Boca: secreción de lipasa lingual………………………………………..…….6

Estomago: acción de lipasas lingual y gástrica………………………..…….6

Intestino delgado: emulsificación y digestión…………………………..……7

2.2. Absorción intestinal de lípidos…………………………………………….…10

2.3. Resíntesis intestinal de lípidos…………………………………………….…11

3. Bibliografía………………………………………………………………………………13

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1. INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO LIPIDICO

Existen dos depósitos importantes de energía en el organismo:

- Ácidos grasos almacenados en forma de triglicéridos en el tejido adiposo.

- Glucógeno almacenado en hígado y músculo.

Si comparamos los dos tipos de combustibles disponibles:

a)-Los ácidos grasos suministran más cantidad de ATP ya que son compuestos mucho más

reducidos que la glucosa o que los aminoácidos, por lo tanto la oxidación completa (CO2 y H2O)

de los ácidos grasos en las células es muy exergónica y libera mucha más energía.

b)- Los triglicéridos son muy apolares y, por lo tanto, forman depósitos prácticamente anhidros,

mientras que las proteínas e hidratos de carbono, que son mucho más polares, atraen agua y

están hidratados.

Así mientras que por oxidación completa de los ácidos grasos obtenemos 9 kcal /

mol, a partir de los hidratos de carbono obtendremos sólo 4 kcal / mol.

Por todo esto los aceites y las grasas son utilizados casi universalmente como fuentes de depósito

de energía potencial en los organismos vivos.

Se puede afirmar que 1 gramo de grasa (triglicéridos) acumula más de seis veces la energía

acumulada en 1 gramo de glucógeno.

Es importante entonces conocer las vías metabólicas por las cuales estas moléculas se

oxidan liberando energía, o se sintetizan formando importantes depósitos de energía (tener en

cuenta que estos dos procesos se llevan a cabo en distintas situaciones fisiológicas).

Por otro lado, no debemos olvidar que los ácidos grasos no tienen únicamente función

energética; también forman parte de fosfolípidos y glucolípidos que son constituyentes

fundamentales de las membranas biológicas. De la misma forma, encontramos derivados de los

ácidos grasos que se comportan como hormonas o mensajeros intracelulares.

Los lípidos simples (triglicéridos) pueden distinguirse según su punto de fusión en:

- grasas (sólidos)

- aceites (líquidos)

Esta diferencia es atribuida al tipo de ácidos grasos que los constituyen; así mientras en

las grasas predominan los ácidos grasos saturados (palmítico, esteárico, etc.), los aceites, en

cambio, se caracterizan por contener ácidos grasos insaturados de 18 C (linoleico, oleico,

linolénico).

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Las grasas y aceites, son parte de una dieta saludable, pero tanto el tipo de grasa como la

cantidad total de grasa ingeridas también son importantes para prevenir enfermedades

cardiovasculares. Un consumo alto de grasas saturadas, grasas trans y colesterol pueden

aumentar los niveles de lípidos en la sangre, que, a su vez, puede aumentar el riesgo de

enfermedad coronaria. Una alta ingesta de grasas (superior al 35 por ciento de las calorías) en

general, aumenta el consumo de grasas saturadas y por ende de calorías en la dieta. Una baja

ingesta de grasas y aceites (menos del 20 por ciento de las calorías) aumenta el riesgo de

ingestas inadecuadas de vitamina E y ácidos grasos esenciales.

La mayoría de los lípidos que consumimos provienen de la carne y de productos

elaborados con grasa bovina, aceite, margarina, aceites hidrogenados o modificados

industrialmente (chacinados, embutidos y fiambres, snacks, frituras, productos de pastelería,

alfajores, helados, etc). En menor proporción son aportados por productos lácteos (leche,

manteca, quesos, crema) y productos naturales (frutas secas, granos enteros o integrales,

semillas). La mayor parte de estos lípidos, aproximadamente el 90 %, corresponden a triglicéridos

y el resto a: ésteres de colesterol, esteroles vegetales y algunos fosfolípidos.

Los tejidos de los organismos vivos tienen la capacidad de sintetizar los lípidos "de novo"

partiendo de distintos precursores. Es decir, la composición de los ácidos grasos presentes en un

determinado organismo dependerá no solamente de los ácidos grasos ingeridos sino de la

capacidad que tiene ese organismo para sintetizar ácidos grasos y almacenarlos.

En el cuerpo, los ácidos grasos poliinsaturados son importantes para mantener las

membranas de todas las células, para producir las prostaglandinas que regulan muchos procesos

corporales, por ejemplo, la inflamación. Asimismo, las grasas son necesarias en la dieta para que

las vitaminas liposolubles de los alimentos (A, D, E y K) puedan ser absorbidas y para regular el

metabolismo del colesterol.

Como se mostró en el capítulo de estructura de lípidos, los ácidos grasos de cadena larga,

metabólicamente importantes son el ácido palmitoleico (ω o n-7, 16:1 9), ácido oleico (ω o n-9,

18:1), ácido linoleico (LA; ω o n-6, 18:2), ácido -linolénico (ALA; ω o n-3, 18:3) y el ácido

araquidónico (AA; ω o n-6, 20:4).

Los ácidos grasos esenciales son aquellos que deben suministrarse en la alimentación, ya

que nuestro organismo no los puede sintetizar. Sin embargo, los vegetales tienen la maquinaria

enzimática para fabricarlos y algunos peces obtienen los ácidos grasos poliinsaturados del

plankton marino. Se trata de grasas estructurales que forman membranas celulares y participan

activamente en la función celular. Los ácidos palmitoleico y oleico no son esenciales, debido a que

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los tejidos animales pueden introducir una doble ligadura en el ácido graso saturado

correspondiente. Los ácidos LA, ALA y AA son esenciales para la nutrición completa de muchas

especies animales. El AA puede ser formado a partir del LA.

Los ácidos grasos esenciales se encuentran principalmente en aceites vegetales (girasol,

uva, maíz, canola, soja, etc), semillas (lino, chía, girasol, etc), frutas secas (nueces, almendras)

y productos marinos (peces grasos como jurel, arenque, atún, salmón, sardinas y anchoas).

Si bien los dobles enlaces de la mayoría de los ácidos grasos naturales están en

configuración cis, es posible encontrar ácidos grasos con dobles enlaces trans. Los ácidos grasos

trans se forman industrialmente en el proceso de hidrogenación que se realiza sobre los aceites

vegetales para hacerlos más sólidos (margarinas, grasas para repostería y frituras) y se utilizan en

la elaboración de diferentes alimentos. También es posible la formación de grasas trans durante

las frituras industriales mal controladas (por ejemplo en la elaboración de snacks). Algunos

alimentos presentan naturalmente ácidos grasos trans como la carne y los productos lácteos.

Hasta ahora las evidencias científicas indican que el consumo de grasas trans puede

perjudicar la salud humana ya que contribuye a aumentar los riesgos de cardiopatía coronaria,

enfermedad cardiovascular y resistencia a la insulina. En el siguiente video se muestra una

reflexión al respecto https://www.youtube.com/watch?v=GBeY1eNXx-0

La Organización Mundial de la Salud recomienda, tanto a la población general como a los

servicios de alimentación, restaurantes y fabricantes de alimentos, evitar el uso de grasas

saturadas y trans así como maximizar la salubridad general de la los alimentos destinados al

consumo humano mediante el aumento del contenido de grasas insaturadas cis.

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2. DIGESTION Y ABSORCION DE LOS LIPIDOS DIETARIOS

Las grasas de la dieta se componen

principalmente de triglicéridos que contienen

distintos ácidos grasos saturados e insaturados de

cadena larga, así como una pequeña proporción de

ácidos grasos cadena de corta y media. Dado que

son compuestos insolubles en agua, no pueden ser

transferidos a los enterocitos en su forma

intacta. Por lo tanto, los triglicéridos ingeridos son

emulsionados e hidrolizados a monoacilgliceroles y

ácidos grasos libres antes de su absorción.

El proceso digestivo es muy complejo y

exige la coordinación lingual, gástrica, intestinal,

biliar y el correcto funcionamiento del páncreas

(figura 1). A modo de ejemplo, la duración total de

este proceso en las grasas tendría una duración de

16-24 hs si se consumieran de manera aislada.

2.1. ETAPAS EN EL PROCESO DE DIGESTIÓN DE LÍPIDOS

BOCA: secreción de lipasa lingual.

Debajo de algunas papilas de la lengua (papilas circunvaladas) existen glándulas serosas

que, estimuladas por la ingestión de grasas y la masticación, secretan lipasa lingual, que es una

glicoproteína hidrofóbica que hidroliza específicamente los triglicéridos contenidos en agregados

insolubles, es inhibida por las sales biliares, tiene pH óptimo ácido y es resistente a la hidrólisis

por la pepsina secretada en el estómago.

ESTOMAGO: acción de lipasas lingual y gástrica.

La lipasa lingual, tendría acción en el medio ácido del estómago. Las contracciones del

aparato digestivo producen cierta disgregación del alimento aumentando la superficie de ataque

por parte de la lipasa lingual haciendo su acción más eficaz.

Esta enzima actúa preferentemente sobre los triglicéridos que contienen ácidos grasos de

cadena corta y media ubicados en la superficie de las gotitas de grasa. Hidroliza los enlaces

ésteres primarios de ácidos grasos esterificados preferentemente en la posición sn-3 del

triglicérido; obteniéndose como productos diacilglicéridos y ácidos grasos. No actúa sobre los

enlaces éster de fosfolípidos y colesterol esterificado.

Los ácidos grasos de cadena corta o media liberados en el estómago son hidrofílicos y por

lo tanto pueden escapar de la superficie de las gotitas grasas y ser absorbidos pasivamente sin

dificultad pasando a la circulación portal. En cambio los ácidos grasos de cadena larga que

Fig. 1 Esquema del sistema alimentario

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pueden haber sido liberados quedan en el interior de las gotitas grasas puesto que son

hidrofóbicos y no son absorbidos a nivel del estómago.

Se conoce, además, una lipasa gástrica secretada en respuesta a los estímulos por

glándulas gástricas, con características y acción muy parecidas a la lipasa lingual, tanto que no

se sabe todavía si son realmente dos enzimas diferentes.

Aunque esta pequeña cantidad de lipasas es secretada por el tracto digestivo superior,

tanto en niños como en adultos, el intestino delgado es esencialmente el único lugar de la

digestión de las grasas, porque el páncreas es la única fuente significativa de lipasas. En el recién

nacido, sin embargo, la secreción pancreática de lipasas es baja. En ellos, la desintegración

parcial de la grasa se realiza por medio de la lipasa presente en la leche humana junto con la

lipasa lingual antes de alcanzar el sitio principal de la digestión (intestino delgado). A medida que

el bebé comienza a incorporar alimentos sólidos, el principal sitio de digestión de las grasas se

desplaza al duodeno, y continúa en la edad adulta.

El estómago juega un papel importante en la digestión de las grasas, ya que su acción

mecánica facilita la formación de la emulsión grasa en agua. La emulsificación reduce la atracción

entre las moléculas de grasa a fin de que puedan ser dispersadas y así aumentan el número de

moléculas de triglicéridos expuestas a la lipasa pancreática.

INTESTINO DELGADO: emulsificación por las sales biliares y digestión por las enzimas

pancreáticas.

Sabemos que las grasas tienden a formar una fase oleosa, por esto salen del estómago

hacia el intestino después que lo hicieron otros componentes (los acuosos).

El pH del duodeno es francamente alcalino lo cual provoca la ionización parcial de los

ácidos grasos de cadena larga presentes en estas gotitas y el consiguiente movimiento de los

mismos hacia la superficie. Estas se hacen cada vez más pequeñas, con lo cual aumentan el área

de su interfase, y continúan siendo desmenuzadas por acción de las grandes fuerzas de

compresión y estiramiento que se producen en el duodeno.

A medida que los primeros ácidos grasos se absorben en el duodeno se secreta la

hormona colecistoquinina (CCK) por parte de la mucosa intestinal, induciendo la secreción de

bilis y de jugo pancreático. A medida que las gotitas de grasa se mezclan con estas secreciones

se va produciendo la emulsificación por las sales biliares y la acción hidrolítica de las enzimas

pancreáticas.

Sales biliares: efecto emulsificante

Las ácidos biliares (ácido cólico, litocólico, desoxicólico y quenodesoxicólico) son

derivados del colesterol, se sintetizan en el hígado; aumentan sus propiedades detergentes al ser

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conjugados con glicina o taurina (Fig. 2a), y habitualmente se encuentran formando sales de

sodio y potasio. Se acumulan en la vesícula biliar y se secretan en el intestino.

Fig. 2a

Fig. 2b

Estas sales son ANFIPATICAS (tienen una cara hidrófoba y otra cara hidrófila, fig 1b) y

por lo tanto proveen una interfase entre la fase oleosa (la gotita de grasa; en el esquema

triacilglicerol) y la fase acuosa (el resto del contenido intestinal) impidiendo que las gotas de grasa

se unan unas con otras (recordar que una emulsión es una suspensión de aceite en agua). Se

forma, así, la partícula de emulsión. Este efecto emulsionante se ve favorecido por la presencia

en la bilis de grandes concentraciones de lecitina. En las partículas de emulsión se distribuirán

las sales biliares y los fosfolípidos en la superficie, mientras que el colesterol se reparte entre la

superficie y el núcleo de las partículas. Las presiones del duodeno, producen partículas aún más

pequeñas y estables. De este modo, la superficie disponible para el ataque enzimático se

multiplica, facilitando la acción de las enzimas lipolíticas sobre sus respectivos sustratos.

El jugo pancreático contiene la mayor parte de las enzimas lipolíticas responsables de la

digestión de los lípidos.

Las enzimas pancreáticas digestivas más importantes son:

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a). Glicerol-éster-hidrolasa, también llamada lipasa

pancreática, ataca preferentemente los ácidos grasos

en posición 1 y 3 de los triglicéridos, produciendo dos

ácidos grasos libres y un

2-monoglicérido (2-MAG, Fig. 3). Los 2-MAG son

generalmente mejor absorbidos que aquellos

esterificados en 1 o 3.

La colipasa es una pequeña proteína presente en el

jugo pancreático indispensable para que la lipasa se fije

a la superficie de las partículas de emulsión en

presencia de los ácidos biliares.

b). Colesterol-esterasa rompe el enlace éster de los

ésteres de colesterol para producir un ácido graso y

colesterol libre ( Fig. 4).

c). Fosfolipasa A 2 rompe el enlace éster en la

posición 2 de un glicerofosfátido. En el caso de la

lecitina (fosfatidilcolina) produce un ácido graso y

lisolecitina (lisofosfatidilcolina) ( Fig. 5).

Cuando el jugo pancreático se encuentra con los lípidos emulsificados por las sales

biliares, las enzimas anteriormente detalladas contenidas en él (con actividad máxima a pH

alcalino), hidrolizan los componentes lipídicos tanto de la superficie como del núcleo de las

partículas de emulsión. Los productos obtenidos por esta hidrólisis son más polares, entonces

migran hacia la interfase de las partículas de emulsión y se van desprendiendo rodeados de sales

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

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biliares formando la micela de absorción (micela mixta), de modo que estos lípidos total o

parcialmente digeridos ya están en condiciones de ser absorbidos por la mucosa intestinal.

La acción de las enzimas digestivas pancreáticas convierte las partículas de

emulsión en micelas de absorción. Ambas partículas poseen sales biliares.

En las micelas de absorción casi toda su superficie está recubierta por ácidos biliares, que

orientan su cara no polar hacia el interior lipídico de la micela y su cara polar hacia el exterior. Las

moléculas muy hidrofóbicas (ácidos grasos de cadena larga, colesterol y algunas vitaminas

liposolubles), se ubican en el interior (núcleo) de la micela. En cambio los fosfolípipdos y los

monoglicéridos orientan sus caras más polares hacia el exterior de la micela. No contienen

triglicéridos intactos.

Las micelas de absorción están enriquecidas en productos hidrolíticos más polares

que sus precursores.

2.2. ABSORCIÓN INTESTINAL DE LÍPIDOS:

Debemos tener en cuenta que para que cualquier soluto sea absorbido a nivel de la

mucosa intestinal tiene que atravesar dos barreras: la membrana de la célula intestinal y una

pequeña capa de agua inmóvil que recubre las microvellocidades de la mucosa. La absorción de

los solutos polares (solubles en agua) no presenta mayores problemas para atravesar la capa de

agua inmóvil, al contrario de lo que ocurre para los solutos de carácter lipídico (fig.6).

Es por esto que, los ácidos grasos libres tienen relativamente pocos problemas para su

absorción mientras que los lípidos altamente no polares (triglicéridos, ésteres de colesterol) no

pueden difundir a través de la capa de agua inmóvil y no pueden ser absorbidos intactos por la

mucosa. En cambio los productos derivados de su digestión, por ser más polares y estar

asociados a sales biliares logran difundir a través de dicha capa de agua.

Las micelas de absorción son partículas muy pequeñas (aproximadamente 1/100 del

diámetro las partículas de emulsión) que difunden fácilmente entre las microvellosidades de los

enterocitos de la pared intestinal y están en estrecho contacto con la superficie de la célula

luminal. Entonces las distintas sustancias lipídicas, luego de dejar las micelas, entran en las

células epiteliales por difusión. Estos productos poseen alta permeabilidad en lípidos y pueden ser

fácilmente absorbidos por la membrana de la célula intestinal.

La absorción del colesterol, está favorecida en una dieta es rica en lípidos. Las vitaminas

solubles en grasa son absorbidas en los enterocitos con interacción de transportadores.

El glicerol (derivado de la hidrólisis de los acilglicéridos), difunde con facilidad a través de

la capa de agua inmóvil y es captado por la célula de la mucosa intestinal por difusión facilitada

(por medio de un transportador específico y saturable).

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Las sales biliares son absorbidas con facilidad en el intestino delgado distal, y a través de

la vena porta llegan al hígado y, finalmente, a través de la bilis, vuelven al intestino. Esto se

conoce como circulación enterohepática de las sales biliares.

Micela mixta

2.3. RESÍNTESIS INTESTINAL DE LÍPIDOS

Los productos de la digestión de los lípidos absorbidos en el enterocito son transportados

al retículo endoplásmico en asociación con una proteína de unión de ácidos grasos (fig.7). Los

ácidos grasos son activados a sus derivados CoA por acilcoenzima A y convertidos en triglicéridos

por la vía del monoacilglicerol o por la vía del glicerol-3 fosfato.

Los lisofosfolípidos absorbidos pueden ser esterificados a fosfatidilcolina por la acción de

lisolecitina aciltransferasa que se encuentra tanto en el retículo endoplásmico liso como rugoso.

Una alta proporción del colesterol absorbido puede ser esterificado en el intestino a nivel

celular (enterocito) o por la acil-CoA acil transferasa, en el plasma a través de la lecitin colesterol

acil transferasa, enzima que transfiere los ácidos grasos en la posición 2 de la fosfatidilcolina

(lecitina), al colesterol.

Los triglicéridos, fosfolípidos y colesterol esterificados recientemente sintetizados se

transportan de los enterocitos hacia el torrente sanguíneo a través de los vasos linfáticos. Puesto

que los lípidos son insolubles en el entorno acuoso de la sangre, se unen a proteínas para formar

lipoproteínas que solubles en medios acuosos.

Entonces, estos lípidos resintetizados se acumulan en vesículas del retículo endoplásmico

liso y, rodeados de una cubierta proteica, forman una lipoproteína denominada quilomicrón.

Los quilomicrones son expulsados de la célula epitelial por exocitosis, atraviesan los

vasos quilíferos y abandonan el intestino con la linfa; luego, a través del conducto torácico llegan a

la circulación venosa.

Fig. 6

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Mientras los ácidos grasos de cadena media consumidos en la dieta alcanzan el hígado

directamente con la sangre portal, los ácidos grasos de cadena larga son liberados en forma de

quilomicrones en los vasos linfáticos. Estos vasos intestinales drenan en el torrente circulatorio vía

el conducto toráxico.

La sangre de las grandes venas primero alcanza los pulmones y luego los capilares de los

tejidos periféricos, incluyendo tejido adiposo y músculo, antes de ponerse en contacto con el

hígado. Las células grasas y musculares internalizan grandes cantidades de lípidos para

almacenarlos o metabolizarlos.

Fig. 7

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3. BIBLIOGRAFIA

Sugerida:

• Bioquimica ilustrada de Harper. McGraw-Hill Medical, 26th Ed, 2003

• Bioquímica: libro de texto con aplicaciones clínicas. Thomas M. Devlin Editorial Reverté

5ª Edición 2004.

• Lehninger Principios de Bioquímica. Editorial Omega. 2006.

• Bioquímica: Stryer. Editorial Reverté 6ª Edición 2007

Recursos disponibles en la web :

• Aceites saludables y la eliminación de ácidos grasos trans de origen industrial en las

Américas: iniciativa para la prevención de enfermedades crónicas. Organización

Panamericana de la Salud. Washington, D.C.: OPS, 2008

http://www.msal.gov.ar/argentina-saludable/pdf/aceites-saludables.pdf

• https://www.youtube.com/watch?v=GBeY1eNXx-0

Para ampliar:

• Ratnayake WM, Galli C. Fat and fatty acid terminology, methods of analysis and fat

digestion and metabolism: a background review paper. Ann Nutr Metab. 2009; 55(1-3):8-

43. http://www.karger.com/Article/Abstract/228994

• Lambert JE, Parks EJ. Postprandial metabolism of meal triglyceride in humans. Biochim

Biophys Acta. 2012 May; 1821(5):721-6.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3588585/