Estructura y funciones principales
Los ácidos biliares son moléculas anfífilas, es decir, poseen propiedades de tensioactivos (surfactantes). En su estructura química se distinguen una parte hidrófoba —un núcleo esteroideo masivo (ciclopentanoperhidrofenantreno)— y una parte hidrófila, representada por una cadena lateral con un grupo carboxilo o ionizado, así como radicales hidroxilo.
En el organismo cumplen tres tareas principales:
- Digestiva. Aseguran la emulsificación de los lípidos en el intestino. Las moléculas de los ácidos rodean la gota de grasa, sumergiendo sus regiones hidrófobas hacia el interior y dirigiendo las hidrófilas hacia la fase acuosa. Esto reduce la tensión superficial, previene la coalescencia de las gotas y hace que las grasas sean accesibles para la acción de las enzimas.
- Solubilizante. Como componentes de la bilis, mantienen el colesterol en estado disuelto, previniendo la formación de cálculos.
- Excretora. La excreción de ácidos biliares con las heces (1,0–1,3 g/día) es la etapa final del catabolismo y la vía principal de eliminación del colesterol del organismo (más del 90% de todas las pérdidas).
Biosíntesis y clasificación
La síntesis de los ácidos tiene lugar en las membranas del retículo endoplásmico de los hepatocitos. El proceso es catalizado por enzimas hidroxilasas (que incluyen el citocromo $P_{450}$), las cuales requieren oxígeno y la coenzima NADPH + $H^+$ para su funcionamiento. Durante las transformaciones químicas, se añaden grupos hidroxilo al núcleo esteroideo (en las posiciones $7\alpha$ y $12\alpha$), se acorta el radical lateral y su extremo se oxida a un grupo carboxilo.
Según su lugar de formación, los ácidos se dividen en dos grupos:
- Primarios. Se sintetizan directamente en el hígado a partir del colesterol. Los principales representantes son: el ácido cólico (tres grupos hidroxilo) y el ácido quenodesoxicólico (dos grupos hidroxilo).
- Secundarios. Se forman en el intestino a partir de los ácidos primarios por acción de la microflora bacteriana, la cual escinde el grupo $7\alpha$-hidroxilo. Del ácido cólico se obtiene el ácido desoxicólico, y del quenodesoxicólico, el ácido litocólico.
Conjugación y mecanismos de regulación
Antes de llegar a la bilis, los ácidos primarios pasan por un proceso de conjugación. Se activan mediante la coenzima A (formando colil-CoA y quenodesoxicolil-CoA), tras lo cual se unen al aminoácido glicina o a un derivado de la cisteína, la taurina. La proporción de conjugados de glicina y taurina es de aproximadamente 3:1. Este paso es vital: la conjugación hace que las moléculas sean más polares, potenciando múltiples veces sus propiedades emulsionantes.
El proceso de síntesis está estrictamente regulado al nivel de la enzima principal, la $7\alpha$-hidroxilasa:
- Aceleración de la síntesis: el sustrato colesterol induce la enzima. Las hormonas tiroideas también poseen un efecto estimulante.
- Inhibición de la síntesis: los propios ácidos biliares inhiben la transcripción del gen mediante un principio de retroalimentación negativa. Los estrógenos también actúan como correpresores.
Circulación enterohepática
En el organismo se mantiene constantemente una circulación de ácidos biliares entre el hígado y el intestino. La liberación de la bilis almacenada en la vesícula biliar es estimulada por la hormona colecistocinina, la cual se secreta en respuesta a la ingesta de alimentos grasos.
Tras cumplir su función emulsionante en el intestino delgado y convertirse parcialmente en ácidos secundarios por la acción de las bacterias, alrededor del 95% de la reserva de ácidos biliares se reabsorbe de nuevo en el íleon. A través de la vena porta regresan al hígado, donde se vuelven a conjugar y secretar. El ácido litocólico, al ser el más hidrófobo, es el que peor se reabsorbe y abandona rápidamente el organismo con las heces.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué cofactores y vitaminas son necesarios para la función de la enzima 7-alfa-hidroxilasa?
Para el funcionamiento de la enzima 7$\alpha$-hidroxilasa se requieren los cofactores oxígeno ($O_2$) y NADPH; en el sistema enzimático de síntesis de ácidos biliares también se indican NADPH + $H^+$ y $O_2$. La 7$\alpha$-hidroxilasa es una enzima microsomal, pertenece a las hidroxilasas que contienen citocromo $P_{450}$ y cataliza la conversión de colesterol en 7$\alpha$-hidroxicolesterol en la etapa de síntesis de ácidos biliares primarios. No hay información en las fuentes sobre vitaminas necesarias para el funcionamiento de esta enzima.
¿Qué conduce a la disminución de la estabilidad coloidal de la bilis y a la formación de cálculos de colesterol?
La disminución de la estabilidad coloidal de la bilis y la formación de cálculos de colesterol se deben a una alteración en la proporción de los componentes biliares: colesterol : (ácidos biliares + fosfolípidos) > 1:10 (índice litogénico).
Factores que contribuyen a esto:
- aumento absoluto de la concentración de colesterol;
- disminución de la concentración de solubilizantes (ácidos biliares y fosfolípidos/lecitina);
- disminución de la excreción de fosfolípidos hacia la bilis ante un defecto en el gen ABCB4, lo que reduce la solubilización del colesterol y conduce a la formación de cálculos de colesterol o microlitiasis.
Características nutricionales que favorecen la colelitiasis: exceso de colesterol y grasas saturadas, exceso de carbohidratos refinados, deficiencia de fibra dietética y alimentación irregular que provoque estasis biliar.
Para recordar los ácidos primarios, ayuda la regla mnemotécnica en ruso («ХОРошая ПЕЧЕНЬ»): HOR — Cólico (Hólico), PECHEN — Quenodesoxicólico (ambos se forman en el hígado).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué se forman cálculos cuando cambia la composición de la bilis?
El colesterol es una sustancia muy hidrófoba. Los ácidos biliares y la fosfatidilcolina lo retienen en forma de micelas. Si la concentración de ácidos disminuye, el colesterol pierde su estabilidad coloidal y precipita.
¿Cuál es el sentido de la conjugación de los ácidos biliares con glicina y taurina?
La unión con estas moléculas incrementa la anfifilicidad (polaridad) de los ácidos. Gracias a esto, sus propiedades detergentes aumentan drásticamente y disuelven mejor las grasas en el intestino.
¿Cuál de los ácidos biliares se excreta del organismo con mayor rapidez?
Ácido litocólico. Debido a la presencia de un solo grupo hidroxilo, es el menos soluble y el más tóxico, por lo que el organismo casi no lo reabsorbe en el intestino.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo bioquímico de la inhibición de la HMG-CoA reductasa por el colesterol
- Estructura de las micelas biliares y mantenimiento de su estabilidad coloidal
- Mecanismo de la 7α-dehidroxilación bacteriana en el intestino
- Vía hormonal de la acción de la colecistocinina sobre la musculatura lisa de la vesícula biliar
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