Grasas como la principal reserva energética
Durante el periodo de digestión activa (periodo postprandial), el organismo almacena el exceso de nutrientes en forma de grasas, las cuales se depositan en células especializadas: los adipocitos. Cuando comienza el periodo de ayuno o la persona realiza una actividad física prolongada, estas reservas se empiezan a utilizar activamente.
Las grasas son las sustancias con mayor densidad energética en el organismo humano. Esta colosal capacidad energética se explica por la estructura química de los ácidos grasos: sus moléculas están altamente reducidas, ya que contienen una gran cantidad de enlaces -CH2-. Por esta razón, el rendimiento energético de su oxidación supera con creces al de los carbohidratos (9,7 kcal frente a 4,7 kcal por gramo de sustancia).
Cascada de activación: el sistema de la adenilato ciclasa
La movilización de grasas no ocurre de forma espontánea; es un proceso hormonal estrictamente regulado. Los principales estimulantes son el glucagón y la adrenalina. Cuando se unen a receptores específicos en la membrana del adipocito, se desencadena una compleja cascada de señalización dentro de la célula:
- Activación del receptor: La hormona interactúa con el receptor, lo que conduce a la activación de la proteína G.
- Acción de la enzima: La proteína G activa estimula la enzima adenilato ciclasa (AC).
- Segundo mensajero: La adenilato ciclasa cataliza la conversión de ATP en su forma cíclica: AMPc.
- Activación de la cinasa: La acumulación de AMPc conduce a la activación de la Proteína Cinasa A.
- Fosforilación: La Proteína Cinasa A activa une un grupo fosfato a la lipasa hormonosensible (LHS), convirtiéndola de su forma inactiva a la activa.
Rol protector de la proteína perilipina
En estado de reposo, antes de que actúen las hormonas, la movilización activa es imposible no solo por la inactividad de la enzima. Las propias gotas de grasa (triacilgliceroles) almacenadas en el citoplasma del adipocito están protegidas de manera segura por una proteína especial: la perilipina.
En su forma desfosforilada, la perilipina cubre densamente la gota de grasa, creando una barrera física e impidiendo el acceso de cualquier enzima al sustrato. Sin embargo, cuando la señal hormonal pone en marcha la Proteína Cinasa A, esta enzima fosforila no solo a la lipasa, sino también a la propia perilipina. Como resultado de la fosforilación, la perilipina cambia su conformación y se separa de la gota de grasa. Solo después de esto, las moléculas de triacilgliceroles se vuelven totalmente accesibles para su degradación.
Curso de la reacción de hidrólisis
Tan pronto como se elimina la barrera de perilipina y se activa la LHS, comienza la hidrólisis directa de los lípidos:
- Primera etapa: La lipasa hormonosensible activa (TAG-lipasa) escinde la primera molécula de ácido graso del triacilglicerol (TAG). Como resultado de esta reacción, se forma diacilglicerol (DAG) y un ácido graso libre (R-COOH).
- Finalización del proceso: Los enlaces éster restantes en el diacilglicerol y el monoacilglicerol (MAG) son hidrolizados por otras lipasas presentes en la célula.
El resultado final de este proceso de múltiples pasos es la degradación completa de la grasa almacenada con la formación de ácidos grasos libres y una molécula de glicerol, que luego pueden ser utilizados por el organismo para obtener energía.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿A qué órganos se transporta y cómo se utiliza el glicerol después de la lipólisis?
Tras la lipólisis, el glicerol pasa de la sangre al hígado. En el hígado puede utilizarse para la gluconeogénesis (la síntesis de glucosa), especialmente durante el ayuno y el ejercicio físico intenso.
Etapas de utilización del glicerol:
- Fosforilación — el glicerol libre se convierte en glicerol-3-fosfato por la enzima glicerol cinasa con consumo de ATP.
- Oxidación — el glicerol-3-fosfato se oxida a dihidroxiacetona fosfato por la enzima glicerol-3-fosfato deshidrogenasa con reducción de NAD+.
- Síntesis de glucosa — la dihidroxiacetona fosfato se incorpora posteriormente a la vía de la gluconeogénesis hasta la formación de glucosa.
El tejido adiposo carece de glicerol cinasa, por lo que el glicerol libre no se utiliza por esta vía en dicho tejido.
Para recordar la cascada de degradación de lípidos, utiliza el acrónimo «G/A – AC – AMPc – PKA – LHS» (Glucagón/Adrenalina → Adenilato ciclasa → AMPc → Proteína Cinasa A → Lipasa hormonosensible).
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué células ocurre el proceso de movilización de grasas?
El proceso de movilización (lipólisis) tiene lugar exclusivamente dentro de células grasas especializadas: los adipocitos, donde los triacilgliceroles se almacenan durante el período digestivo.
¿Por qué la oxidación de grasas proporciona significativamente más energía que la oxidación de carbohidratos?
Los ácidos grasos son las moléculas más reducidas del organismo. Contienen una gran cantidad de enlaces -CH2-, lo que asegura la liberación de 9,7 kcal al oxidarse 1 gramo de grasa.
¿Cómo bloquea la perilipina la degradación de grasas en estado de reposo?
En ausencia de señal hormonal, la perilipina se encuentra en su forma desfosforilada y cubre físicamente las gotas de grasa, bloqueando el acceso de las enzimas a los triacilgliceroles.
¿Qué enzima cataliza la primera reacción de escisión del ácido graso?
La escisión del primer ácido graso de la molécula de triacilglicerol es llevada a cabo por la lipasa hormonosensible (LHS), que pasa a su forma activa tras la fosforilación.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo de hidrólisis de DAG y MAG por otras lipasas intracelulares
- Destino metabólico de los ácidos grasos libres tras salir del adipocito
- Vías de utilización del glicerol en los tejidos del organismo
- Comparación del metabolismo lipídico en el periodo postprandial y durante el ayuno
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