CASO CLINICO 3 DEFICIENCIA DE CARNITINA.

...

PREGUNTA 2.

Describa el transporte de los ácidos grasos de la cadena larga a la mitocondria

Los ácidos grasos no existen en una cantidad importante en forma libre en el cuerpo. En la sangre se encuentran unidos a la albumina, que es el plasma. En el citosol, los ácidos grasos están unidos a una serie de proteínas fijadas de ácidos grasos y enzimas. Como primer paso para su catabolismo, los acidos grasos se activan a su derivado CoA utilizando ATP. El grupo carboxilo es activado primero a un intermediario acilo-adenilato de alta energía unido a la enzima y que se forma por la reacción del grupo carboxilo del ácido graso con el ATP. El grupo acilo es transferido luego al CoA por la misma enzima se conoce con el nombre común de tiocinasa de ácido graso, dado que consume ATP en la formación del enlace tioéster del Acil-CoA. Los acidos grasos de la cadena larga son los principales componentes de los triglicéridos almacenados y de las grasas de la dieta. Se activan a sus derivados CoA en el citoplasma y se transportan hacia las mitocondrias por medio de la carnitina.

PREGUNTA 3.

Describa qué es la carnitina y su importancia en el metabolismo de los lípidos.

La carnitina es una amina cuaternaria sintetizada en el hígado, los riñones y el cerebro a partir de dos aminoácidos esenciales, la lisina y la metionina. La carnitina es responsable del transporte de ácidos grasos de cadena larga al interior de las mitocondrias, orgánulos celulares encargados de la producción de energía.

PREGUNTA 4.

Esquematice la lanzadera de carnitina, especificando sustrato, enzima y producto, así como el sitio mitocondrial especifico en el cual sucede cada etapa.

[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

[pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29][pic 30][pic 31]

[pic 32][pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

[pic 37]

PREGUNTA 5.

Elabore la cascada de reacciones de la β oxidación de ácidos grasos en la mitocondria.

La β-oxidación: es una secuencia de cuatro reacciones en que se separan fragmentos de dos carbonos desde el extremo carboxilo (–COOH) de la molécula; estas cuatro reacciones se repiten hasta la degradación completa de la cadena. El nombre de beta-oxidación deriva del hecho de que se rompe el enlace entre los carbonos alfa y beta (segundo y tercero de la cadena, contando desde el extremo carboxílico), se oxida el carbono beta (el C3) y se formaacetil-CoA.

La beta-oxidación se produce mayoritariamente en la matriz mitocondrial, aunque también se llega a producir dentro de los peroxisomas.

El paso previo es la activación de los ácidos grasos a acil coenzima A (acil CoA, R–CO–SCoA) grasos, que tiene lugar en el retículo endoplasmático (RE) o en la membrana mitocondrial externa, donde se halla la acil-CoA sintetasa, la enzima que cataliza esta reacción:1

R–COOH + ATP + CoASH →Acil-CoA sintetasa→ R–CO–SCoA + AMP + PPi + H2O

El ácido graso se une a la coenzima A (CoASH), reacción que consume dos enlaces de alta energía del ATP.

Posteriormente, debe usarse un transportador, la carnitina, para traslocar las moléculas de acil-CoA al interior de la matriz mitocondrial, ya que la membrana mitoncondrial interna es impermeable a los acil-CoA.

La carnitina, también reconocida como vitamina B11, es un aminoácido que participa en el circuito vascular reduciendo niveles de triglicéridos y colesterol en sangre. Se produce naturalmente en el hígado a partir de los aminoácidos L-metionina y la L-lisina.

La carnitina se encarga de llevar los grupos acilo al interior de la matriz mitoncondrial por medio del siguiente mecanismo:

- La enzima carnitina palmitoiltransferasa I (CPTI) o también llamada carnitina acil-transferasa I une una molécula de acil-CoA a la carnitina originando la acil-carnitina.

- La translocasa, una proteína transportadora de la membrana mitocondrial interna, tansloca la acilcarnitina a la matriz mitoncondrial.

- La acil-CoA se regenera por la carnitina palmitoiltransferasa II.

- La carnitina se devuelve al espacio intermembrana por la proteína transportadora y reacciona con otro acil-CoA.

Los cuatro pasos anteriores constituyen un ciclo de la β-oxidación. Durante cada ciclo posterior se separa un fragmento de 2 carbonos, proceso al que en ocasiones se denomina hélice de Lynen y que continúa hasta que en su último ciclo se rompe una acil-CoA de cuatro carbonos para formar dos moléculas de acetil-CoA. Las moléculas de acetil-CoA se van al ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs) o a la síntesis de isoprenoides.

[pic 38]

[pic 39]

- β-oxidación de ácidos grasos de cadena impar

La oxidación de los ácidos grasos de cadena impar ocurre de la misma manera que con los de cadena par, pero a diferencia de estos en el último ciclo se produce Propionil-CoA el cual tiene una estructura de tres carbonos, por lo que no puede pasar al Ciclo de Krebs. Sin embargo el Propionil puede seguir otras rutas metabólicas de ayudar en la síntesis de 16.5 ATP por cada molécula de Propionil-CoA.

PREGUNTA 6.

Calcule el rendimiento energético de la oxidación del ácido mirístico

(14 carbonos)

El conocimiento de la β-oxidación, el destino de la acetil CoA y el rendimiento energético de su oxidación, permiten calcular aproximadamente la cantidad de energía que puede convertirse en ATP durante la oxidación completa de un ácido graso. Sea el caso del ácido mirístico este.

En la β-oxidación, que es un proceso mitocondrial, un ácido graso es escindido totalmente hasta