Resolución del problema de Bioquímica (Madrid 2018)

Los ácidos grasos están formados por una cadena hidrocarbonada con un grupo carboxilo terminal. La cadena alifática suele contar con un número par de átomos de carbono y puede presentar insaturaciones. Ambas características permiten diferenciar los distintos ácidos grasos. Son importantes carburantes metabólicos de la célula y se transportan en estado libre en el plasma sanguíneo o unidos a una albúmina sérica. Son constituyentes moleculares de distintos tipos de lípidos saponificables como son los triacilglicéridos. Estos lípidos, además de funciones como aislantes térmicos o protectores mecánicos, son sustancias de reserva energética que se suelen almacenar en los adipocitos del tejido adiposo animal. En este contexto, responde a los siguientes apartados relacionados con el metabolismo de estas moléculas:

a) Señala una hormona que active la lipolisis de los trigliacilcéridos en el tejido adiposo. ¿Qué importancia tiene un aumento de los niveles de AMPc en este proceso metabólico?

Adrenalina (epinefrina), noradrenalina (norepinefrina), glucagón u hormona adenocorticotrópica. Estas hormonas se unen a receptores hormonales en la membrana del adipocito (receptor 7TM) que activan la adenilato ciclasa. El aumento de los niveles de AMPc activa la proteína quinasa A, que a su vez activa mediante fosforilación la triacilglicérido lipasa que hidroliza los enlaces ésteres entre los ácidos grasos y la glicerina.

b) La glicerina formada en la lipolisis es fosforilada y posteriormente oxidada por la glicerolfosfato deshidrogenasa a dihidroxiacetona fosfato que se isomeriza rápidamente a gliceraldehído 3-fosfato con varios destinos metabólicos. ¿Qué consecuencias fisiológicas tiene la ausencia de la enzima glicerol quinasa que cataliza el proceso inverso en el tejido adiposo?

La ausencia de la enzima glicerol quinasa en el tejido adiposo, por otro lado presente en el hígado, tiene como consecuencia en la biosíntesis de triacilglicéridos en los adipocitos que no pueda fosforilar el glicerol y necesite del concurso de la glucosa para sintetizar glicerol 3P a partir del metabolito glicolítico intermediario dihidroxiacetona fosfato.

c) Si en un cultivo de células hepáticas de rata permeabilizadas añadimos ácido oleico junto con moléculas de coenzima A marcadas radiactivamente con carbono 14, el oleil-CoA aislado en el citosol de los miocitos es radiactivo, mientras el aislado en la fracción mitocondrial no lo es. ¿Puede aclarar estos resultados?

Los ácidos grasos son activados en forma de acil-CoA en la membrana externa mitocondrial. Esta reacción está catalizada por la enzima acil-CoA sintetasa y consume una molécula de ATP que se hidroliza en AMP y PPi en la formación del enlace tioéster. El PPi se hidroliza en dos fosfatos inorgánicos por la acción de la pirofosfatasa por lo que se utilizan dos enlaces ricos en energía en este proceso de activación. Estos compuestos no pueden atravesar la membrana mitocondrial interna por lo que no aparece radiactividad en el análisis de la fracción mitocondrial.

d) En pacientes con el Síndrome de Fatiga Crónica o Fibromialgia es frecuente la deficiencia en L-carnitina. Puede explicar la importancia de esta molécula en el espacio intermebranoso mitocondrial de la célula muscular.

El transporte de los ácidos grasos a través de la membrana mitocondrial se realiza mediante el mecanismo de la carnitina, llamado así porque los acilos se transportan unidos a este compuesto. La L-carnitina es abundante en el músculo, aunque se sintetiza a partir de lisina y metionina en hígado y riñón. En el proceso intervienen las carnitina-acil transferasas I y II que catalizan la unión y separación del acilo a la carnitina respectivamente y una translocasa que permite el paso de la acil-carnitina hacia la matriz mitocondrial desde la membrana mitocondrial interna.

e) Durante la β-oxidación de los ácidos grasos, la enzima enoil-CoA hidratasa cataliza la adición de agua al doble enlace trans del enoil-CoA β insaturado (trans-Δ2-enoil-CoA). ¿Cómo se resuelve esta reacción en la insaturación con configuración cis del ácido oleico (18:1 ω9)?

Este ácido graso monoinsaturado comienza a ser degradado por el proceso normal de la β oxidación durante tres ciclos oxidativos, lo cual da como resultado un intermediario de doce átomos de carbono que presenta doble enlace entre los carbonos 3-4 con configuración cis. Esta molécula, la cis-Δ3-enoil-CoA no es un sustrato de la acil-CoA deshidrogenasa e interfiere en la formación del doble enlace entre los carbonos 2-3. Se resuelve por la actuación de una enzima auxiliar: Δ3-cis-trans-Δ2-enoil-CoA isomerasa. Esta enzima cambia la posición y la configuración del doble enlace cis-Δ3 a trans-Δ2. Este acil-CoA continúa la β oxidación a través de las reacciones habituales y al liberarse otro acetil-CoA se transforma en un acil-CoA de diez átomos de carbono.

Deja un comentario