domingo, 1 de abril de 2012

Esteroides


    Los esteroides son lípidos de la más alta importancia en la fisiología humana y su estructura química deriva del núcleo del ciclopentano perhidrofenantreno. Un grupo formado por los tres anillos del fenantreno pero con sus dobles enlaces saturados, unido al ciclopentano. Este grupo químico que es característico de todos los esteroides se modifica son varios sustituyentes alcohol o cetona en diversas posiciones de los anillos y también por una cadena de carbonos unida al carbono 17 del ciclopentano (C-17).
       
   El colesterol, molécula de 27 carbonos -cuyo nombre significa “alcohol sólido de la  bilis” pues se encuentra con alguna frecuencia formando cálculos biliares radiolúcidos de apariencia opalina-  es el compuesto original que da lugar a la formación de los diferentes esteroides, los cuales en número de varias decenas intervienen en las funciones del organismo humano, la mayoría de ellos como hormonas; pero también en función de vitaminas y de agentes tensoactivos.
       
    Además de ser el precursor de todos los esteroides, el colesterol mismo tiene funciones importantes en el organismo, entre ellas la de formar parte de las membranas y la de participar en la cubierta monocapa de las lipoproteínas. Su acarreo en la circulación por las lipoproteínas LDL es motivo del interés clínico pues se le asigna el papel principal en la génesis de la aterosclerosis,  alteración patológica que  -en mayor o menor grado- ocurre de manera universal en todos los seres humanos y que consiste en la formación de “placas de ateroma” constituidas principalmente por el depósito de colesterol en la íntima de las medianas y las grandes arterias.
       
   Desde el punto de vista de su estructura química, los esteroides se pueden dividir en cuatro categorías según el número de carbonos insertos en la cadena lateral del C-17:
   
   a)- 8 carbonos: Esteroles, por ejemplo el colesterol y la vitamina D, además de otros esteroles vegetales como el sitosterol y el estigmasterol.
 
     b)- 5 carbonos: Ácidos biliares y sus sales, por ejemplo los ácidos cólico, glicocólico, taurocólico, desoxicólico y litocólico.        
   
    c)- 2 carbonos:  Progesterona y esteroides de las suprarrenales, glucocorticoides como la cortisona y el cortisol y mineralocorticoides como la desoxicorticosterona (DOCA) y la aldosterona.

 d)- 0 carbonos: Hormonas sexuales masculinas y femeninas, testosterona y estradiol.



Clasificación de lípidos


LÍPIDOS SIMPLES:

TRIACILGLICEROLES

También llamados triglicéridos o grasas neutras, son los lípidos más abundantes en los organismos vivos y están formados por el alcohol glicerol esterificado con tres ácidos grasos. Las moléculas de triacilgliceroles en las grasas naturales son muy variadas pues cada uno de los tres ácidos grasos puede ser alguno de los cerca de 10 ácidos grasos más frecuentes, lo cual hace posible las características observadas en la grasa de las distintas especies, por ejemplo: el sebo, la manteca, la mantequilla y los aceites.
Las principales funciones de los triacilgriceroles es la de constituir la reserva más grande de energía en el organismo humano y la única que permite la sobrevida durante el ayuno prolongado y la función nutricional pues las grasas figuran en la dieta diaria aportanto alrededor del 30% de las kilocalorias necesarias para el mantenimiento del organismo; cada gramo de grasa aporta 9 Kcal.
 Las grasas corporales funcionan también como amortiguador mecánico para proteger a los tejidos, por ejemplo: la grasa que rodea a los riñones, el corazón y el intestino. La grasa subcutánea protege también al cuerpo de los agentes mecánicos externos y además funciona como un aislante térmico que protege a los organismos de las bajas temperaturas.



ÁCIDOS GRASOS

Son ácidos monocarboxílicos de cadena lineal  R-COOH,  donde R es una cadena alquilo formáda sólo por átomos de carbono e hidrógeno. Como parte de los triglicéridos existen más de 20 ácidos grasos diferentes. La longitud de la cadena de carbonos varía entre 4 y 24 aunque los más comunes contienen 16 o 18 átomos de carbono. Además de la longitud, la cadena carbonos puede ser saturada o insaturada, es decir, que tiene generalmente de uno a cuatro dobles enlaces carbono-carbono. La insaturación de los ácidos grasos repercute en las propiedades físicas de la grasa pues los ácidos grasos insaturados tienen puntos de fusión más bajos que los saturados correspondientes.  Las grasas que tienen en su mayoría ácidos grasos saturados son sólidas o semisólidas a temperatura ambiente: sebo de res o de cordero, manteca de cerdo, la mantequilla o la margarina; en cambio los aceites que son líquidos a temperatura ambiente están formados en su mayor parte por ácidos grasos con una o varias insaturaciones (poliinsaturados).

Debido a su mecanismo de síntesis, los ácidos grasos naturales tienen un número par de carbonos sin que esto quiera decir que no los haya de números impares, ramificados y sustituidos con grupos funcionales.

Los ácidos grasos más abundantes en la naturaleza son el ácido oleico (~30 % del total de ácidos grasos) y el palmítico que representa por lo general de 10 a 50 % del total de ácidos grasos.


NOMENCLATURA

Nomenclatura sistemática. Los ácidos grasos se denominan de acuerdo al hidrocarburo del que provienen más el sufijo “oico”. El ácido graso de 16 carbonos se llama hexadecanoico.
El nombre común o trivial generalmente relacionado con la fuente natural del cual proviene con la terminación “ico”. El hexadecanoico, se llama más a menudo palmítico porque se obtiene del áceite de palma.

La representación más práctica de los ácidos grasos señala el número de carbonos de la cadena seguido de dos puntos y del número de dobles enlaces por ejemplo: ácido palmítico 16:0 y el ácido oleico 18:1.

En algunos casos se menciona con la letra delta la posición de los dobles enlaces empezando por el carbono del carboxilo, el ácido oleico sería 18:1 delta 9. Si empezamos por el carbono terminal, el mismo ácido sería 18:1 delta 9; el ácido linoleico sería 18:2 delta 9,12 y
18:2 delta 6.

CERAS

Presentes en los vegetales y en los animales marinos, las ceras también se encuentran en los mamíferos como sustancias de protección y en funciones especiales. Las ceras están formadas por un ácido graso de cadena larga, esterificado con un alcohol, también de cadena larga. A diferencia de las grasas no son asimilables por el organismo humano. Las más conocidas son la cera de abeja, la cera de ovejas (la lanolina) y la del aceite de ballena. Son altamente insolubles en agua y son sólidos y duros a temperatura ambiente.


LÍPIDOS COMPUESTOS 

Glicerofosfolípidos: Son un grupo numeroso de lípidos compuestos, importantes en la estructura de las membranas y derivados del ácido fosfatídico, que tienen como alcohol al glicerol y que incluyen las lecitinas, cefalinas, plasmalógenos y algunos otros lípidos menos frecuentes. 


         
  Lecitinas: También llamadas fosfatidil colinas, están formadas por glicerol, dos ácidos grasos, ácido fosfórico y la base nitrogenada colina. Las lecitinas son los fosfolípidos –así llamados porque contienen fosfato-  mas abundantes en las membranas celulares y en el plasma sanguíneo.
         
  Cefalinas: También se llaman fosfatidil serinas y fosfatidil etanolaminas, son fosfolípidos importantes que contienen un glicerol, dos ácidos grasos, un ácido fosfórico y la base nitrogenada serina o etanolamina.
  
    Plasmalógenos: Son fosfolípidos de estructura muy semejante a las lecitinas y las cefalinas pero que tienen el ácido graso de la posición 1 bajo la forma de un aldehído alfa-beta insaturado. Están formados por un glicerol, un aldehído graso, un ácido graso, ácido fosfórico y una base nitrogenada que puede ser colina, etanolamina o serina.


ESFINGOLÍPIDOS

 Son un grupo de lípidos compuestos derivados del alcohol aminado esfingosina. La unidad fundamental de los esfingolípidos está formada por una esfingosina unida en enlace amida con un ácido graso de cadena larga para formar la ceramida, a la cual se une algún grupo polar que sirve de cabeza. 


         
     Esfingomielinas 

Son los esfingolípidos mas abundantes en la cubierta de mielina de las fibras nerviosas y por tener fosfato se los incluye a menudo dentro del grupo de los fosfolípidos. Están formadas por la esfingosina unida en enlace amida con un ácido graso saturado de cadena larga (ceramida) de mas de 20 carbonos.
         

     
     Galactolípidos o cerebrósidos

Al igual que las esfingomielinas, son lípidos complejos, especializados y abundantes en el tejido nervioso. Están formados por una ceramida en enlace glucosídico con el monosacárido galactosa, menos frecuentemente la glucosa o algún oligosacárido (gangliósidos). 


LÍPIDOS ASOCIADOS     

Los lípidos simples y los compuestos comparten entre sí una de las propiedades más generales de los lípidos, que es la de ser todos ellos ésteres de los ácidos grasos; mientras que los lípidos asociados pueden o no, estar esterificados y se incluyen dentro de la categoría de los lípidos por su naturaleza no polar que los hace solubles en los solventes orgánicos y por salir junto con los lípidos cuando estos se extraen de los tejidos. Según su estructura química, los lípidos asociados pueden dividirse en tres series: terpenoides, eicosanoides y esteroides. 

TERPENOIDES

La palabra terpenoide se refiere a una clase muy variada de compuestos  similares a los terpenos, una estructura que deriva de la unidad de 5 carbonos llamada isopreno (2-metil-1,3-butadieno) y que tiene un contenido mínimo de 10 átomos de carbono o los más grandes pueden llegar a tener cientos de ellos. Los terpenos de importancia biológica incluyen:

Monoterpenoides: como el limoneno con 2 unidades isoprenoides (10 átomos de carbono). Es el responsable del olor característico de las frutas cítricas.

Sesquiterpenoides: como el farnesol con 3 unidades isoprenoides (15 átomos de carbono). Intermediario en la síntesis de colesterol, precursor de esteriodes.

Diterpenoides: como la vitamina A con 4 unidades isoprenoides (20 átomos de carbono). Asociada al mecanismo de la visión.

Triterpenoides: como el escualeno con 6 unidades isoprenoides (30 átomos de carbono). Intermediario en la síntesis de colesterol, precursor de esteriodes.

Tetraterpenos: como el beta caroteno con 8 unidades isoprenoides (40 átomos de carbono). Fuente del color anaranjado de las zanahorias, precursor de la vitamina A.

Politerpenoides: son los que contienen más de 8 unidades isoprenoides como el dolicol con 19 unidades isoprenoides (95 átomos de carbono). Interviene en la síntesis de peptidoglicanos en células de mamíferos.

 El ejemplo más conocido es el de la vitamina A y sus precursores, los carotenos que están presentes en los pigmentos vegetales de color rojo o naranja, como en los jitomates y las zanahorias.             

Derivados de terpenos   

Incluyen los lípidos derivados de la benzoquinona y del tocol, es decir la coenzima Q, la vitamina K y la vitamina E. Estas moléculas se asocian a menudo con cadenas de unidades isoprenoides más o menos largas, por lo que son los grupos de cabeza los que los distinguen de los Terpenoides. La vitamina K participa como activador en el proceso de la coagulación y una estructura semejante a ella se encuentra en la coenzima-Q que participa en el transporte de electrones y es la molécula más abundante en la cadena respiratoria, se halla provista de una cola hidrofóbica de 10 unidades isoprenoides. 







Lípidos


IMPORTANCIA BIOLÓGICA

Los lípidos son biomoléculas orgánicas de distribución prácticamente universal en los seres vivos y que desempeñan en ellos numerosas funciones biológicas, como son:
       

  • Los lípidos constituyen el material fundamental de todas las membranas celulares y subcelulares, en las que aportan la bicapa de fosfolípidos, arreglados con las cabezas polares hacia fuera y las colas no polares hacia dentro.  





  • Los lípidos forman la mayor reserva de energía de los organismos, que en el caso del organismo humano normal, son suficientes para mantener el gasto energético diario durante la inanición por un período cercano a los 50 días; mientras que el glucógeno corporal alcanza solamente para cerca de 16 horas y las proteínas corporales que teóricamente aportarían casi la misma energía que las grasas, son demasiado importantes para permitir su degradación masiva.





  • Las grasas funcionan como aislante térmico muy efectivo para proteger a los organismos del frío ambiental, por lo que los animales de las zonas frías del planeta se protegen con una gruesa capa de grasa bajo la piel  y también las grasas sirven de un amortiguador mecánico efectivo, que protege los órganos internos como el corazón y el riñón.





  • Los lípidos funcionan como hormonas de gran relevancia para la fisiología humana, por ejemplo las hormonas esteroideas, las prostaglandinas y segundos mensajeros hormonales, como el inositol-trifosfato  y también como las vitaminas liposolubles A,D, E y K que forman parte de los lípidos asociados.





  • Los lípidos tienen una función nutricional importante y figuran en la dieta tipo aportando alrededor del 30 % de las kilocalorías de la dieta y como fuente de los ácidos grasos indispensables: Linoléico, linolénico y araquidónico.




Enfermedades del metabolismo de carbohidratos


  • Intolerancia a la fructosa----> aldolasa hepatica
  • Intolerancia a la lactosa----> lactasa
  • Galactosemia---> galactosa 1 fosfato uridil transferasa
  • Enfermedad de Von Gierke--->glucosa 6 fosfatasa
  • Enfermedad de Pompe---> alfa 1-4 glucosidasa
  • Enfermedad de Cori---> enzima desramificante del glucogeno
  • Enfermedad de Mc Cardle---> fosforilasa muscular


Niveles de glucosa



NIVELES BAJOS DE GLUCOSA (3.3 A 3.9 mmol/L)
•DURANTE EL EMBARAZO Y EN EL NEONATO SE PUEDE PRESENTAR ESTÁ CONCENTRACIÓN DE GLUCOSA EN SANGRE
•EN EL ALCOHOLICO CRÓNICO , SE PRESENTAN ESTOS NIVELES DE GLUCOSA
•CONCENTRACIÓN SANGUÍNEA DE GLUCOSA DURANTE EL AYUNO
•ESTA CONCENTRACIÓN DE GLUCOSA EN SANGRE SE PUEDE PRESENTAR POR UN EXCESO DE INSULINA
•EN ESTA CONDICIÓN SE ESTIMULA LA SECRECIÓN DE GLUCAGÓN

NIVELES NORMALES DE GLUCOSA (4.5 A 5.5 mmol/L)
•LA GLUCOGENÓLISIS Y LA GLUCONEOGÉNESIS CONTRIBUYEN A LOGRAR ESTE ESTADO EN CONDICIONES CUANDO NO SE INGIERE ALIMENTO POR UN LAPSO CORTO (HIPOGLUCEMIA)

NIVELES ALTOS DE GLUCOSA (6.5 A 7.2 mmol/L)
•CONCENTRACIÓN A LA QUE SE ELEVA LA GLUCOSA SANGUÍNEA DESPUÉS DE INGERIR UNA COMIDA RICA EN CARBOHIDRATOS (HIPERGLUCEMIA)







Gluconeogénesis

Cuando los niveles de glucosa son bajos y la reserva de glucógeno esta por agotarse se lleva a cabo esta vía que consiste en la síntesis de glucosa a partir de sustratos no glucocidicos. Esta vía permite que en condiciones de bajos niveles de glucosa los tejidos como cerebro, eritrocitos, cristalino, medula renal, córnea del ojo y testículos

En los siguientes esquemas se muestran algunos de los alimentadores no glucocidicos 






En la siguiente tabla se muestran los aminoácidos que pueden entrar a la gluconeogénesis:


Los aminoácidos lisina y leucina no pueden entrar a la gluconeogénesis 

La gluconeogénesis consta de 10 pasos de los cuales siete son iguales a la glucólisis y tres son conocidos como rodeos y son aquellos pasos de la glucólisis en los que se produjo o gasto ATP



Primer rodeo



Segundo rodeo



Tercer rodeo




Balance

Regulación alosterica 


Regulación hormonal








Glucogenolisis

Es la vía por la cual se degrada glucógeno para la obtención de glucosa de una forma rápida, esta vía se estimula por niveles bajos de glucosa, glucagon y catecolaminas (adrenalina, noradrenalina y norepinefrina)

1. El glucogeno es degradado a glucosa 1 fosfato por la enzima glucogeno fosforilasa que es la enzima reguladora de esta vía y la enzima desramificante que rompe los enlaces alfa 1-4 y alfa 1-6
2. La glucosa 1 fosfato pasa a glucosa 6 fosfato por la enzima fosfoglucomutasa
3. La glucosa 6 fosfato pasa a glucosa por la enzima glucosa 6 fosfatasa