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METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
Los lípidos son moléculas insolubles en agua. Son un grupo complejo y diverso que está formado por: 1·- Las grasas propiamente dichas entre las cuales estarían los triglicéridos y ácidos grasos. 2·- El colesterol. 3·- Los fosfoglicéridos 4·- Los esfingolípidos Entre los lípidos existen moléculas ‘esenciales’ (no pueden ser sintetizadas por el organismo) otras que requieren ciertas modificaciones para ser ‘funcionales’ y otras muchas ‘no esenciales’ cuya síntesis potencialmente posible para la mayor parte de las células se localiza fundamentalmente en un órgano ‘el hígado’. Entre las variadas funciones de los lípidos destacan los siguientes: 1·- Fuente energética: tienen mayor valor calórico que el resto de los principios inmediatos. 2·- Forma de almacenamiento de energía (al poder ser almacenados sin agua ocupan menos espacio que los hidratos de carbono y proteínas). 3·- Componentes estructurales de las membranas celulares y de las lipoproteínas plasmáticas. 4·- Son agentes emulsificantes. 5·- Son compuestos funcionales à de sustancias como las hormonas, prostaglandinas, vitaminas.
CLASIFICACIÓN • Triglicéridos: son compuestos formados por la esterificación de la glicerina con 3 ácidos grasos: Los triglicéridos presentes en el organismo cuyos valores normales son inferiores a 160 mg/dl. Pueden tener un doble origen: los que proceden de la absorción intestinal de las grasas digeridas (origen exógeno) y aquellos que son sintetizados en el hígado (origen endógeno): ~ Síntesis en el hígado: directamente a partir de los ácidos grasos disponibles o mediante la transformación de los hidratos de carbono. La mayor parte de los lípidos que se ingieren en la alimentación son triglicéridos (triacilgliceroles). En el tubo digestivo los enlaces tipo ester de los triglicéridos se rompen, por acción de las lipasas (especialmente la pancreática) dando origen a ácidos grasos y glicerol. Su principal función es la de transportar la energía hasta los órganos de depósitos y su destino final es que sus ácidos grasos sean almacenados o utilizados como fuente de energía. Los lípidos almacenados en el organismo principalmente como triglicéridos constituyen la principal reserva energética del cuerpo. En estados de inanición, frío, ejercicio, etc se produce una rápida movilización de los triglicéridos que se hidrolizan pasando el glicerol y los ácidos grasos formados a la sangre. • Colesterol: presente en el organismo tiene también un doble origen: el que proviene de la alimentación (exógeno) (colesterol se encuentra en su mayor parte libre à no esterificado). El colesterol esterificado es hidrolizado por la colesterol esterasa pancreática dando lugar a colesterol libre y ácido grasos. El colesterol endógeno aunque potencialmente puede ser sintetizado por todas las células se va a formar principalmente a nivel hepático e intestinal. Va a ser eliminado por el hígado bien por la bilis o bien utilizándose en la síntesis de ácido biliares. Las funciones principales de colesterol circulante son: 1·- Componente estructural fundamental de las membranas celulares. 2·- Precursor de unas hormonas sexuales y de las de la corteza suprarrenal. 3·- Participa en la síntesis de los ácidos biliares. El colesterol circula en la sangre unido a las siguientes lipoproteínas: A·- Las LDL: transportan el 70% del colesterol B·- Las HDL: transportan de 15-20% del colesterol C·- El resto circula unido a las VLDL y los quilomicrones Las lipoproteínas son biomoléculas lipídicas que contienen lípidos y proteínas con lo cual las propiedades físicas y químicas características de sus componentes están fusionadas para cumplir funciones biológicas especializadas. El aumento de la concentración plasmática de colesterol se asocia a un incremento del riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares, por lo que su regulación en la población en general tiene un alto interés epidemiológico. • Ácidos grasos libres: son los únicos lípidos que circulan por el plasma sin estar unidos a una lipoproteína se denominan también ácidos grasos no esterificados. Los ácidos grasos libres proceden de la lipólisis que tiene lugar en el tejido adiposo y de los triglicéridos circulantes. Los valores normales en plasma son entre 10-20 mg/dl. Tienen como principal función la de servir como fuente inmediato de energía, para ello los ácidos grasos son degradados en las mitocondrias para obtener energía mediante un proceso que se llama b-oxidación que en última instancia este proceso nos proporcionará unidades de 2 átomos de carbono (Acetil coenzima A –Acetil CoA) más energía para los distintos procesos metabólicos. Cuando existe una intensa formación de unidades de acetil CoA estas unidades se van a utilizar para formar ácido aceto-acético y ácido b-hidroxi-butírico, los cuales pueden ser utilizados por otros tejidos como fuente de energía. Estos compuestos junto con la acetona van a formar los denominados cuerpos cetónicos. Los cuerpos cetónicos sintetizados en el hígado pasan a la sangre que los transportan a los tejidos periféricos donde son utilizados. Su concentración en sangre es normalmente baja, sin embargo, en algunas situaciones metabólicas como puede ser el ayuno prolongado y la diabetes mellitus aumenta los niveles plasmáticos de estos compuestos, lo cual ocasiona una disminución del pH sanguíneo que se conoce como acidosis. • Fosfoglicéridos: procedentes de la alimentación son compuestos lipídicos que por la acción de las fosfolipasas pancreáticas dan lugar a glicerol. Fosfato. Ácido graso y bases nitrogenadas.
LAS LIPOPROTEÍNAS La relativa especialización de los diversos tejidos en el manejo de los lípidos hace necesaria la existencia de un transporte plasmático de los mismos de un lugar u otro. Para este transporte es necesaria su incorporación en unos complejos que permiten su solubilización y que posean además información necesaria para su correcta metabolización. Aunque existe una gran cantidad de proteínas transportadoras específicas de moléculas lipídicas concretas cuantitativamente destacan aquellas partículas destinadas al transporte del colesterol, triglicéridos y fosfolípidos que son los lípidos mayoritarios del organismo y estas partículas se conocen como lipoproteínas. Las lipoproteínas son macromoléculas que poseen una estructura interna compuesta por triglicéridos y ésteres de alcohol. En su superficie tiene colesterol y fosfolípidos además de proteínas (apoproteínas). La proporción en que se encuentra cada uno de sus componentes determina las propiedades físico-química de las lipoproteínas, lo cual es de gran utilidad para proceder a su reparación y a su posterior estudio. Las apoproteínas designadas (con letras desde la A a la F y algunas con varios subíndices por ejemplo APO-BI). Desempeñan diversas funciones: 1·- Son componentes estructurales de las lipoproteínas y por tanto contribuyen a la solubilización de los lípidos. 2·- Actúan como cofactores de diversas enzimas (los cofactores son aquellas sustancias cuya presencia en pequeñas cantidades es necesaria para la reacción enzimática 3·- Permite que las distintas lipoproteínas sean reconocidas por receptores de la superficie celular. Las lipoproteínas son sintetizadas en el hígado y en el intestino grueso y posteriormente sufren numerosas transformaciones, tanto en la sangre como en los tejidos. En general en función de su contenido lipídico y del tipo de APO presentes en su superficie las lipoproteínas se pueden clasificar en: • Quilomicrones • Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) • Lipoproteínas de baja densidad (LDL) • Lipoproteínas de alta densidad (HDL) • Lipoproteínas “a” 1·- Quilomicrones: son partículas grandes que aparecen en el plasma tras la ingestión de grasas y son sintetizadas en las células intestinales a partir de: triglicéridos colesterol y fosfolípidos. Su vida en sangre es muy corta (menos de 30 minutos) y su principal función es transportar los triglicéridos exógenos a los tejidos donde son hidrolizados por la lipoproteína lipasa par dar glicerol y ácidos grasos. Estos ácidos grasos son utilizados o bien pueden ser almacenados en los adipositos. Los residuos de los quilomicrones (tras perder los triglicéridos) son eliminados vía hepática. 2·- Las VLDL (very low density lipoprotein): las lipoproteínas VLDL son sintetizadas en el hígado y en el intestino a partir de los lípidos exógenos y endógenos fruto del catabolismo de los hidratos de carbono. Su función es la de transportar los triglicéridos endógenos. Sus triglicéridos son también degradados por la lipoproteína lipasa y el resultado son unos residuos muy ricos en colesterol, que bien pueden ser retirados de la circulación o bien pueden ser utilizados para sintetizar LDL. 3·- Las LDL (low density lipoprotein): las lipoproteínas de baja densidad se originan como consecuencia de la degradación de las VLDL en el torrente circulatorio. Su función principal es la de transportar el 80% del colesterol circulante hacia las células de lo tejidos, las cuales tienen receptores específicos para las LDL. Aquí el colesterol es utilizado para la síntesis de las membranas celulares y los sintetizan de hormonas esteroideas. Las partículas de LDL son metabolizadas en los lisosomas de las células de los tejidos periféricos originando colesterol libre que una vez suelto en el citoplasma celular va a ejercer una triple acción: A·- Inhibe la síntesis endógena del colesterol. B·- Impide la entrada de colesterol a las células (por inhibición de la síntesis de receptores de LDL). C·- Estimula el proceso de esterificación de colesterol libre en el citoplasma. Las lipoproteínas de LDL son sintetizadas por el hígado a partir del: colesterol libre, de los lípidos y de las apo-proteínas C y E. 4·- Las HDL (high density lipoprotein): captan el colesterol libre de las células de los tejidos periféricos y este por acción de la enzima CLAT (lecitina-colesterol-acetil-transferasa) es esterificado, dando lugar a una molécula hidrofóbica que se sitúa en el interior de las HDL. Le lugar periférico que ha quedado libre es ocupado nuevamente por una nueva molécula de colesterol libre que también procede de las células de los tejidos y así sucesivamente. De esta manera se va eliminando el colesterol en exceso de los tejidos. 5·- Lipoproteína “a”: esta se caracteriza por poseer en su estructura una apoproteína peculiar que se llama APO-B100. Su concentración en el plasma es baja y su síntesis –a nivel hepático- está regulada genéticamente. Su marcado interés reside en su carácter aterogénico (la aterogénesis) es el mecanismo por el cual se origina la placa de ateroma en el organismo. Esta lipoproteína se la relaciona con la formación de ateroma en los vasos sanguíneos. La alteración de las distintas fracciones de lípidos circulantes en el torrente sanguíneo es un fiel reflejo de una serie de alteraciones orgánicas de diversas etiologías y gravedad, cuya importancia clínica está relacionada fundamentalmente con la ateroesclerosis. En general dichas alteraciones pueden estar relacionas con: 1·- Aumento de las fracciones lipídicas circulantes (hiperlipemias) 2·- Disminución de las fracciones lipídicas circulantes (hipolipemias) 3·- Aparición en la sangre de lipoproteínas de estructuras anormal que es una dislipoproteinemias.
ALTERACIONES DE LAS FRACCIONES LIPÍDICAS CIRCULANTES Las alteraciones más importantes son la que hacen referencia a un incremento de la concentración plasmática de las diferentes fracciones lipídicas. Son las denominadas hiperlipemias. Cuando se hace referencia a las lipoproteínas que las transportan se habla de hiperlipoproteínemias. Las hiperlipemias se clasifican en: • Hipertrigliceridemia: el aumento del nivel de triglicéridos puede ser consecuencia del aumento de la síntesis o una disminución de la degradación de los mismos. Puede estar causados por dietas inadecuados, trastornos hereditarios o ser una manifestación secundaria de otras enfermedades. Cuando el problema es que hay un aumento en la síntesis de los triglicéridos las causas que lo provocan pueden ser: 1·- Porque hay un aporte calórico excesivo, con lo cual los hidratos de carbono no son utilizados como fuente de energía y en el hígado dan lugar a triglicéridos y ácidos grasos. 2·- El alcoholismo: debido a que el alcohol estimula la síntesis hepática de ácidos grasos 3·- La diabetes: debido al déficit de insulina aumenta la lipólisis en tejido adiposo, liberándose ácidos grasos que hacen que aumenten las VLDL. 4·- Trastornos hereditario: son mecanismo de actuaciones complejos y en ocasiones no totalmente precisados. Cuando el problema es que hay una disminución de la degradación de los triglicéridos, las causas que lo provocan pueden ser: 1·- La diabetes: la lipoproteína lipasa ve disminuida su acción por defecto de insulina. 2·- Trastornos hereditarios: existe una alteración de los mecanismos de degradación de los triglicéridos. Las consecuencias de ambas anomalías pueden ser: 1·- Dolor abdominal: el aumento de los órganos produce un aumento de liberación de enzimas del páncreas el cual puede sufrir inflamación dando lugar a pancreatitis. 2·- Hepatoesplenomegalia: es debido al acumulo de macrófagos repletos de triglicéridos que hacen aumentar de tamaño el hígado y el bazo. 3·- Formación de Xantomas: son pequeños nódulos amarillos o rosados que aparecen bruscamente por acumulo de los triglicéridos en los macrófagos de la piel. 4·- Debido al aspecto opalescente que presenta el plasma de las personas afectadas. La retina aparece con aspecto blanquecino. • Hipercolesterolemia: el aumento de los niveles de colesterol puede deberse a: un aumento de la síntesis y a una desviación de la degradación de las lipoproteínas que se ocupan de su transporte. Por lo tanto es mayoritariamente un aumento de colesterol de las LDL. Puede estar causado por dietas poco equilibradas, herencia o ser una manifestación secundaria de otras enfermedades. Cuando el problema es un aumento en la síntesis las causas que lo provocan pueden ser: 1·- Síndrome nefrótico (al existir déficit de albúmina aumento la síntesis de LDL) 2·- Ciertas enfermedades hereditarias. Cuando el problema es una disminución de la degradación de las lipoproteínas las causas que las provocan pueden ser: 1·- Dietas ricas en ácidos grasos y colesterol: que van a provocar una disminución en la afinidad en los receptores de las LDL o bien inhiben la síntesis de las propias receptores. 2·- Déficit de hormona tiroideas que hacen que disminuya el catabolismo de las LDL. 3·- Trastornos hereditarios como al hipercolesterolemia familiar, las LDL se acumulan en el plasma debido a una deficiencia de los receptores para las LDL. Las consecuencia son: 1·- La Ateroesclerosis: es la consecuencia más importante del aumento del colesterol. La lesión más característica es la formación de placas de ateroma (estas placas pueden estar formadas por lípidos, monocitos, fibras musculares y tejido conjuntivo). Estas placas se forman debido a: A·- Adhesión al endotelio vascular de plaquetas por la acción de las LDL B·- Debido a una agresión hacia el endotelio de los vasos sanguíneos. C·- Monocitos y macrófagos presentes en las zona captan las LDL. 2·- Alteraciones cornéales 3·- Formación de nódulos o placas: similares a los xantomas en los párpados y piel por el aumento de macrófagos cargados de colesterol. • Aumento de las HDL: 1·- Hiper-alfa-hiperproteinemia familiar 2·- Personas que realizan ejercicio físico de forma regular. 3·- Personas que beben alcohol moderadamente 4·- Mujeres (debido a la mayor cantidad de estrógenos) Las consecuencias son: es que se ha demostrado que un aumento de HDL protege del desarrollo de la ateroesclerosis ya que las HDL retiran el colesterol de los tejidos y también de la pared arterial hasta el hígado para proceder a su eliminación. • Aumento de los ácidos grasos libres: los ácidos grasos libres son transportados por la albúmina, aumentan cuando hay hipersecreción de hormona que al igual que las catecolamina activan la lipólisis en el tejido adiposo. Las causas que la provocan son: 1·- Situaciones de estrés (aumenta la secreción de catecolamina) 2·- Feocromocituma (es una neoplasia de la médula que debuta con secreción de catecolamina) 3·- Ayuno y diabetes que pueden provocar un aumento de los ácidos grasos también van a ser captados por hígado y se va a producir una aumento de los cuerpos cetónicos y de las VLDL. Las hipolipemias: los trastornos o alteraciones por disminución de las fracciones lipídicas circulantes son las hipolipemias. Son menos frecuentes y normalmente se producen a consecuencia de: 1·- Una disminución en el aporte de nutrientes (personas mal nutridas que padecen síntomas de malabsorción) 2·- Por una síntesis insuficiente de apoproteínas 3·- Un aumento en la degradación de la lipoproteínas. La Abetalipoproteinemia: es un trastorno hereditario poco frecuente que se caracteriza porque las personas que lo padecen no pueden sintetizar la APO-B. Debido a ello tampoco pueden sintetizar las lipoproteínas que la contienen, quilomicrones, LDL y VLDL. Esta enfermedad cursa con descenso plasmático de los niveles de colesterol y triglicéridos. Cuando hay catabolismo de un tipo de lipoproteínas está aumentado la concentración de las fracciones lipídicas que transportan estas lipoproteínas en sangre disminuidas, así por ejemplo un catabolismo acelerado de las LDL puede ser el responsable de una hipocolesterolemia.
TRASTORNOS POR EL DEPÓSITO ANORMAL DE LOS LÍPIDOS EN EL ORGANISMO A·- Lipodistrofias: son atrofias más o menos localizadas del tejido adiposo asociadas a diversos trastornos metabólicos. Como puede ser una reducida respuesta a la acción de la insulina. B·- Hígado graso: cuando la síntesis de triglicéridos supera la capacidad del hígado para transformarlos en VLDL los hepatocitos se cargan de triglicéridos. Esto ocurre en el alcoholismo y/o diabetes. C·- Lipoidosis: son raras enfermedades hereditarias de tipo metabólico caracterizadas por un déficit de algunas enzimas encargadas de la degradación lipídicas. En general la acumulación de aquellos lípidos que no son degradados afectan a la funcionalidad celular. Si tiene lugar en las neuronas y en las primeras etapas de la vida puede dar lugar a manifestaciones neurológicas diversas e incluso mental. El acumulo en otros órganos aumenta su volumen.
INVESTIGACIÓN EN EL LABORATORIO DE LAS DISLIPEMIAS Con el nombre de dislipemias se conoce el conjunto de alteraciones patológicas que afectan al metabolismo de los lípidos. Caracterizadas por uno niveles anormales de los lípidos circulantes. En la actualidad a quedado bien establecido que las alteraciones en el metabolismo de lípidos y lipoproteínas constituyen el factor casual más importante en el origen de las enfermedades cardiovasculares. El diagnóstico y tratamiento de la población que presenta dislipemias conduce q una clara disminución de la incidencia y gravedad de las enfermedades cardiovasculares. Aún a sí actualmente no existe unanimidad acerca del método más adecuado para identificar a la población que sufre alteración del metabolismo lipídico y poder así reducir el elevado riesgo que estas enfermedades suponen. La realización de estudios masivos de screning a la población en general, aunque probablemente serían de gran interés sería factibles dadas las grandes dificultades que podrían acarrear (dificultad para estandarizar las pruebas, elevado coste,...). Así que aparte de la detección ocasional de una dislipemia en aquellas personas que acuden por primera vez a la consulta médica, puede recurrirse a métodos de exploración selectiva que básicamente consiste en el estudio de aquellas personas que: • Son consideradas de alto riesgo en base a sus antecedentes familiares, de enfermedades cardiovasculares o a la presencia d una hipercolesterolemia en un familiar de primer grado. • Presentan una gran habilidad de sufrir una hiperlipemia personas que padecen alteraciones metabólicas, como: diabetes, enfermedad renal crónica, o una hipertensión arterial (HTA) Sea cual sea el camino seguido a la hora de realizar en el laboratorio un estudio analítico fiable de lípidos hay que tener en cuenta algunas fuentes de error que podrían impedir un diagnóstico correcto y en consecuencia un tratamiento inadecuado a la persona tratada. Algunas causa de error más importancia previas a la determinación analítica son: 1·- Biológicas: existen diferencias apreciables en los niveles lipídicos en función del sexo, de la edad, de la raza, ... 2·- Socio-ambientales: dieta, obesidad, consumo de sustancias tóxicas (como tabaco y alcohol), ejercicio físico, ... 3·- Manipulación de la muestra: ayuno previo a la recogida, la muestra con anticoagulante, almacenaje, el transporte,... 4·- De tipo clínico: tratamiento farmacológico, embarazo y enfermedades concurrentes (crónicas). Estas fuentes de variación pueden minimizarse adoptando las siguientes precauciones generales: 1·- Ayuno mínimo de 12 horas previo a la extracción 2·- Mantener al paciente en su dieta y estilo de vida habitual durante 2 ó 3 semanas previas al estudio analítico. 3·- Suspender cualquier medicación al menos 1 mes antes que puede interferir en el resultado del análisis como por ejemplo estrógenos, anticonceptivos orales, salicilatos,... 4·- Debemos retrasar la extracción 3 semanas después de una enfermedad leve y 3 meses después d una enfermedad grave (infarto) 5·- Confirmar el diagnóstico repitiendo la determinación 2 ó 3 veces en un intervalo de 2 ó 3 semanas. 6·- realizar la determinación d colesterol y triglicéridos totales en las 48 horas posteriores a la extracción. 7·- Para la separación de lipoproteínas debe añadirse a la muestra una solución conservante. En este caso la determinación y procesamiento se llevará a cabo en lo 2 ó 3 días posteriores a la extracción 8·- Conservar todas las muestras refrigeradas.
MÉTODOS DIAGNÓSTICOS Los métodos de laboratorio que se utilizan en el estudio de las lipoproteínas pueden clasificarse en 2 grupos: 1·- Métodos generales: determinan alteraciones orgánicas generales de una dislipemia. 2·- Métodos específicos: su objetivo es el diagnóstico genético d una dislipemia. En general las determinaciones más importantes a realizar para el estudio de los lípidos son los siguientes: • Análisis de colesterol • Determinaciones de triglicéridos • Determinaciones de fosfolípidos • Determinaciones de lipoproteínas
A·- Métodos generales de diagnóstico: que pueden ser realizado en el laboratorio, general y especializado. Los resultados en el laboratorio general son: 1·- Análisis de colesterol y triglicéridos totales: estas determinaciones se realizan por métodos enzimáticos. 2·- Análisis del colesterol: se determina tras la precipitación del resto d las lipoproteínas mediante reactivos. El colesterol HDL se determina en el sobrenadante por métodos enzimáticos. 3·- Detección de quilomicrones: puede sospecharse su presencia en el suero por el aspecto lechoso y opalescente del mismo. En estos casos se confirma su presencia dejando el suero toda la noche a 4ºC de forma que formen una capa cremosa flotante. 4·- El análisis de colesterol-LDL: puede determinarse mediante l fórmula de friedlwald. Siempre y cuando los triglicéridos sean inferior a 200 mg/dl. En caso de que los triglicéridos sean mayores de 200 mg/dl puede dar errores. Ch-LDL = Ch-total – TG/5 – Ch-HDL. 5·- Determinación de las apolipoproteínas AI y B: esta prueba se ha incluido recientemente debido a que existe una fuerte relación entre la presencia entre las apolipoproteínas y las enfermedades cardiovasculares. Se ha descubierto que un aumento de la APO-B aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares. Mientras que una APO-AI es un factor de riesgo en la cardiopatía isquémica. Métodos generales de diagnóstico en el laboratorio especializado: en ellos el estudio de los lípidos se realiza mediante la separación de las diferentes fracciones de lipoproteínas. Las diferentes fracciones obtenidas por cualquiera de los métodos se determina colesterol, triglicéridos, fosfolípidos y proteínas. Existen 3 métodos básicos de separación: 1·- Método combinado es el recomendado para la separación rutinaria. Tiene 2 fases: A·- Ultra-centrifugación sin ajuste de densidad, en esta fase se separa la fracción VLDL en el sobrenadante. B·- Se precipitan las LDL del infranadante quedando las HDL en el sobrenadante. 2·- La centrifugación secuencial: se separan las distintas familias de lipoproteínas mediante ultra-centrifugación sucesivas, ajustando en el infranadante la densidad de aquella que se quiere separar. En las fracciones separadas se llevan a cabo las determinaciones que corresponden. 3·- La ultra-centrifugación en gradiente de densidad: la separación de las lipoproteínas se lleva a cabo en un único ciclo de ultra-centrifugación gracias a un gradiente continuo de densidad a lo largo del tubo. Cada lipoproteína flota a la altura correspondiente a su densidad. B·- Los métodos específicos son determinaciones muy específicas encaminadas al diagnóstico de una dislipemia concreta. |
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