Riassunto esame Biochimica, Prof. Santoro Sara, libro consigliato I principi di Biochimica di Lehninger, Lehninger

CATABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI

È un’altra via catabolica, che permette di ricavare energia. Il nostro organismo, per ricavare energia, utilizza come combustibile metabolico/substrato di partenza, oltre al glucosio, anche gli acidi grassi. Alcuni organi come il cuore e il fegato ricavano l’80% del loro fabbisogno energetico proprio dall’ossidazione degli acidi grassi. Essi contengono atomi di C in forma + ridotta rispetto a quanto non lo siano nei carboidrati e nelle proteine: per questo l’ossidazione degli acidi grassi fornisce + energia di quella fornita dall’ossidazione di pari quantità di carboidrati o proteine. Considerando l’ossidazione di 1 g. di sostanza, i glucidi e le proteine, forniscono 4,1Kcal, un grasso fornisce 9,3 Kcal, più del doppio. L’ossidazione degli acidi grassi avviene nei mitocondri, e avviene in 3 fasi:

1. La prima fase è la β-OSSIDAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI. Attraverso tale processo, (gliGli acidi grassi vengono degradati ad acetil-CoA. Vengono prodotte molecole di acetil-CoA il cui numero dipende dalla lunghezza della catena idrocarburica dell'acido grasso e coenzimi ridotti, che poi vengono trasferiti alla catena respiratoria. Tramite questo processo, gli acidi grassi subiscono la rimozione graduale di unità a 2 atomi di C, sotto forma di molecole di acetil-CoA, iniziando dall'estremità carbossiterminale della catena. La denominazione di β-ossidazione deriva dal fatto che l'ossidazione riguarda sempre il carbonio in posizione 3 o carbonio β secondo la vecchia nomenclatura, a partire dall'estremità carbossilica. Consiste in una sequenza di 4 reazioni, questa sequenza / ciclo di 4 reazioni si ripete più volte in base alla lunghezza della catena. A ogni ciclo vengono rimossi dall'acido grasso 2 atomi di C sotto forma di acetil-CoA. Ad es. l'acido palmitico, acido grasso a 16 atomi di C, subisce 7.

   cicli della sequenza di 4 reazioni della β-ossidazione, perdendo a ogni ciclo un'unità bicarboniosa sotto forma di acetil-CoA. Alla fine dei 7 cicli, anche gli ultimi 2 atomi di C diventano acetil-CoA.

   Nella seconda fase, le molecole di acetil-CoA prodotte tramite la β-ossidazione, entrano nel CICLO DI KREBS dove viene ossidato a CO2. Anch'esso avviene nella matrice del mitocondrio. Il ciclo di Krebs rappresenta infatti una via di ossidazione comune percorsa anche dall'acetil-CoA derivato dal glucosio. Anche nel ciclo di Krebs si producono coenzimi ridotti, che poi trasferiscono gli elettroni alla catena respiratoria.

   Nella terza fase, i coenzimi ridotti, prodotti attraverso la β-ossidazione e nel ciclo di Krebs, donano gli elettroni alla catena respiratoria; e vengono utilizzati per la sintesi di ATP attraverso la fosforilazione ossidativa.

   Quindi l'energia rilasciata dall'ossidazione degli acidi grassi, viene conservata sotto forma di

   ATP. Gli acidi grassi possono derivare da 3 fonti:

   1. Grassi assunti con la DIETA
   2. Lipidi depositati / conservati nelle CELLULE ADIPOSE sotto forma di gocce insolubili
   3. Lipidi SINTETIZZATI IN UN ORGANO e poi esportati in un altro (es. lipidi sintetizzati nel fegato da carboidrati in eccesso e poi esportati al tessuto adiposo per la conservazione) e altri tessuti per l'utilizzo

   ASSORBIMENTO TRIGLICERIDI ASSUNTI CON LA DIETA

   I trigliceridi assunti con la dieta hanno la caratteristica di essere insolubili in acqua e tendono ad unirsi insieme formando grossi agglomerati/particelle. Questo limita fortemente l'azione digestiva delle lipasi.

   1. Affinché possano essere assorbiti attraverso la parete intestinale, i trigliceridi assunti con la dieta vengono emulsionati con sali biliari nell'intestino tenue, formando micelle miste composte da sali biliari e trigliceridi. (I sali biliari sono molecole anfipatiche sintetizzate nel fegato a partire dal colesterolo e secrete dalla)

   cistifelleanell'intestino tenue dopo un pasto ricco di grassi.)lipasi2- Le intestinali degradano i trigliceridi in monogliceridi, digliceridi, acidi grassiliberi e glicerolo.4- I prodotti della degradazione delle lipasi, penetrano nelle cellule dellamucosa intestinale (diffondendo attraverso le cellule epiteliali, gli enterociti, cherivestono la superficie dell'intestino), dove vengonoriconvertiti in trigliceridi.5- A questo punto, i trigliceridi riformati, vengonouniti al colesterolo della dieta, a fosfolipidi e aspecifiche proteine chiamate apolipoproteine aformare degli aggregati lipoproteici di formasferica, chiamati CHILOMICRONI (sono una classe dilipoproteine).Le apolipoproteine sporgono sulla superficie delchilomicrone e servono da segnali per il riconoscimento deichilomicroni e delle altre lipoproteine da parte delle cellule.Infatti i lipidi, essendo insolubili, non possono circolare liberamente nel sangue, mavengono trasportati nel sangue sotto forma di

   lipoproteine: aggregati lipoproteici di forma sferica. Nelle lipoproteine i lipidi idrofobici (come i trigliceridi) sono immersi all'interno di queste particelle, mentre le catene laterali idrofiliche delle proteine e le teste polari dei lipidi (es. colesterolo, fosfolipidi) sporgono in superficie. L'ambiente interno delle lipoproteine è idrofobo, mentre esternamente la struttura è idrofila, per questo possono circolare nel flusso sanguigno, trasportando lipidi come trigliceridi, colesterolo, ecc...

   Esistono diverse classi di lipoproteine plasmatiche, che si differenziano per dimensione, densità e composizione lipidica e proteica. Esistono 5 classi di lipoproteine plasmatiche:

   • very low density lipoproteins- VLDL = lipoproteine a densità molto bassa
   • low density lipoproteins- LDL = lipoproteine a bassa densità
   • intermediate density lipoproteins- IDL = lipoproteine a densità intermedia
   • high density lipoproteins- HDL = lipoproteine ad alta densità

   CHILOMICRONI (che al contrario delle precenti non sono sempre presenti, macompaiono nel sangue dopo un pasto ricco di grassi)

   5- I chilomicroni passano attraverso il sistema linfatico, poi da questo al flussosanguigno, e tramite il flusso sanguigno, giungono ai tessuti bersaglio (in particolare t.muscolare e t.adiposo).

   6- All’interno dei capillari sanguigni dei tessuti bersaglio, è presente l’enzimalipoproteina lipasiextracellulare o lipasi ormone-sensibile (enzima presente sullasuperficie extracellulare cellule endoteliali) che viene riconosciuto e attivato da una. I trigliceridispecifica apoproteina presente sulla superficie dei chilomicroni (apoC-II)lipoproteina lipasicontenuti nei chilomicroni, vengono idrolizzati dall’enzima in acidigrassi e glicerolo , che vengono quindi rilasciati.

   7- Gli acidi grassi entrano nelle cellule del tessuto bersaglio.Nel muscolo gli acidi grassi sono ossidati per ricavare energia;Nel t.adiposo sono riesterificati a trigliceridi

   per essere conservati.

   8- Ciò che resta dei chilomicroni (particelle lipoproteiche da cui sono stati rimossi quasi completamente i trigliceridi, ma che contengono ancora colesterolo e apoliproteine) raggiungono attraverso il flusso sanguigno il fegato, dove vengono internalizzati per endocitosi mediata da recettori, un processo in cui intervengono specifici recettori che riconoscono le apolipoproteine presenti sulla particella.

   I trigliceridi che entrano nel fegato tramite questa via, possono essere ossidati per ricavare energia o utilizzati per la sintesi di corpi chetonici.

   Quando con la dieta vengono introdotti più acidi grassi di quelli necessari per ottenere energia, essi vengono convertiti nel fegato in trigliceridi, che vengono legati a specifiche proteine per formare le VLDL (very low density lipoprotein). Esse vengono poi trasportate al tessuto adiposo dove i trigliceridi sono immagazzinati sotto forma di gocce lipidiche all'interno degli adipociti.

   Le VLDL sono

   La maniera in cui il fegato esporta i trigliceridi in eccesso derivati dagli acidi grassi liberi plasmatici e dai residui chilomicronici, e dalla sintesi degli acidi grassi epatica.

   MOBILIZZAZIONE TRIGLICERIDI

   I trigliceridi vengono immagazzinati negli adipociti sotto forma di gocce lipidiche insolubili (costituite da un nucleo costituito da esteri degli steroli e da trigliceridi circondati da uno strato di fosfolipidi).

   Queste gocce lipidiche sono circondate da una famiglia di proteine (perilipine) che impediscono l'accesso alle gocce lipidiche, impedendo l'azione delle lipasi.

   Quando l'organismo ha carenza di energia metabolica (quando il livello di glucosio nel sangue è basso / bassa glicemia nel sangue;), gli ormoni ADRENALINA e GLUCAGONE, innescano la mobilizzazione dei trigliceridi (sotto forma di acidi grassi liberi e glicerolo) immagazzinati nel tessuto adiposo, ad altri tessuti (muscolo scheletrico, cardiaco, rene, fegato) che possono ossidare gli acidi grassi per

   Il glicerolo può essere utilizzato per ricavare energia, infatti viene assorbito dal fegato e può entrare nella glicolisi. Tuttavia la gran parte (95%) dell'energia ricavabile dai trigliceridi è contenuta nelle 3 catene di acidi grassi (deriva dall'ossidazione degli acidi grassi); solo il 5% dell'energia deriva dal glicerolo.

   La mobilizzazione prevede infatti innanzitutto l'azione delle lipasi ormone-sensibili (o trigliceride lipasi) che idrolizzano i trigliceridi in glicerolo e acidi grassi liberi.

   Più nel dettaglio: gli ormoni ADRENALINA e GLUCACONE, secreti in risposta a una bassa concentrazione di glucosio nel sangue, si legano a un recettore sulla membrana plasmatica degli adipociti. Questo recettore attiva dell'adenilato ciclasi, il quale attivato produce il secondo messaggero cAMP (converte ATP in AMP ciclico). Questo a sua volta, attiva la PKA (protein-chinasi cAMP).

   (dipendente) chefosforila la lipasi ormone- sensibile attivandola, e al contempo, determina l'apertura della gocciolina lipidica, rendendola così accessibile all'azione delle lipasi che idrolizzano i trigliceridi a glicerolo e acidi grassi liberi.

   Gli acidi grassi rilasciati sono insolubili, quindi hanno bisogno di una proteina trasportatrice per essere trasportati nel sangue. Quindi una volta rilasciati, si legano all'albumina del siero, una proteina in grado di trasportare gli acidi grassi nel sangue. Ogni proteina può legare fino a 10 molecole di acidi grassi.

   Legati all'albumina, raggiungono il t bersaglio. Qui si dissociano dall'albumina e sono trasferiti da trasportatori, posti sulla membrana plasmatica, nel citoplasma della cellula dove sono usati per ricavare energia.

   Il glicerolo raggiunge il feg