Lipólisis
Metabolismo que implica la descomposición de lípidos.
Esta imagen ilustra los tres pasos separados de la hidrólisis que intervienen en la lipólisis. En el primer paso, el triacilglicerol se hidroliza para formar diacilglicerol , que es catalizado por la lipasa de triglicéridos adiposos (ATGL). En el segundo paso, el diacilglicerol se hidroliza para formar monoacilglicerol , que es catalizado por la lipasa sensible a hormonas (HSL). En el último paso, el monoacilglicerol se hidroliza para formar glicerol , que es catalizado por la lipasa de monoacilglicerol (MGL).
Ejemplo de un triacilglicerol

La lipólisis / l ɪ ˈ p ɒ l ɪ s ɪ s / es la vía metabólica a través de la cual los triglicéridos lipídicos se hidrolizan en un glicerol y ácidos grasos libres . Se utiliza para movilizar la energía almacenada durante el ayuno o el ejercicio , y generalmente ocurre en los adipocitos grasos . La hormona reguladora más importante en la lipólisis es la insulina ; la lipólisis solo puede ocurrir cuando la acción de la insulina cae a niveles bajos, como ocurre durante el ayuno. Otras hormonas que afectan la lipólisis incluyen leptina , [1] glucagón , [2] epinefrina , norepinefrina , hormona del crecimiento , péptido natriurético auricular , péptido natriurético cerebral y cortisol . [3]

Mecanismos

Ejemplo de un diacilglicerol
Ejemplo de un monoacilglicerol

En el cuerpo, las reservas de grasa se denominan tejido adiposo . En estas áreas, los triglicéridos intracelulares se almacenan en gotitas lipídicas citoplasmáticas . Cuando las enzimas lipasas se fosforilan, pueden acceder a las gotitas lipídicas y, a través de múltiples pasos de hidrólisis, descomponer los triglicéridos en ácidos grasos y glicerol. Cada paso de la hidrólisis conduce a la eliminación de un ácido graso. El primer paso y el paso limitante de la velocidad de la lipólisis lo lleva a cabo la lipasa de triglicéridos adiposos (ATGL). Esta enzima cataliza la hidrólisis de triacilglicerol a diacilglicerol . Posteriormente, la lipasa sensible a hormonas (HSL) cataliza la hidrólisis de diacilglicerol a monoacilglicerol y la lipasa de monoacilglicerol (MGL) cataliza la hidrólisis de monoacilglicerol a glicerol . [4]

La perilipina 1A es una proteína reguladora clave de la lipólisis en el tejido adiposo. Esta proteína asociada a las gotitas lipídicas, cuando se desactiva, evitará la interacción de las lipasas con los triglicéridos en la gotita lipídica y captará el coactivador ATGL, el gen de identificación comparativa 58 (CGI-58) (también conocido como ABHD5 ). Cuando la perilipina 1A es fosforilada por PKA, libera CGI-58 y acelera el acoplamiento de las lipasas fosforiladas a la gotita lipídica. [5] La CGI-58 puede ser fosforilada aún más por PKA para ayudar en su dispersión al citoplasma. En el citoplasma, la CGI-58 puede coactivar ATGL. [6] La actividad de ATGL también se ve afectada por el regulador negativo de la lipólisis, el gen de conmutación G0/G1 2 (G0S2). Cuando se expresa, G0S2 actúa como un inhibidor competitivo en la unión de CGI-58. [7] La ​​proteína específica de grasa 27 (FSP-27) (también conocida como CIDEC) también es un regulador negativo de la lipólisis. La expresión de FSP-27 se correlaciona negativamente con los niveles de ARNm de ATGL. [8]

Regulación

Ilustración de la activación de la lipólisis en un adipocito . Inducida por niveles altos de epinefrina y bajos de insulina en la sangre, la epinefrina se une a los receptores beta-adrenérgicos en la membrana celular del adipocito, lo que hace que se genere AMPc
dentro de la célula. El AMPc activa las proteínas quinasas , que fosforilan y, por lo tanto, activan las lipasas sensibles a las hormonas en el adipocito .
Estas lipasas escinden los ácidos grasos libres de su unión al glicerol en la gota de lípidos del adipocito.
Luego, los ácidos grasos libres y el glicerol se liberan en la sangre.
La actividad de la lipasa sensible a las hormonas está regulada por las hormonas circulantes insulina , glucagón , norepinefrina y epinefrina .

La lipólisis puede regularse mediante la unión del AMPc y la activación de la proteína quinasa A (PKA). La PKA puede fosforilar las lipasas, la perilipina 1A y la CGI-58 para aumentar la tasa de lipólisis. Las catecolaminas se unen a los receptores 7TM (receptores acoplados a la proteína G) en la membrana celular del adipocito, que activan la adenilato ciclasa . Esto da como resultado un aumento de la producción de AMPc, que activa la PKA y conduce a un aumento de la tasa de lipólisis. A pesar de la actividad lipolítica del glucagón (que también estimula la PKA) in vitro , el papel del glucagón en la lipólisis in vivo es discutido. [9]

La insulina contrarregula este aumento de la lipólisis cuando se une a los receptores de insulina en la membrana celular del adipocito. Los receptores de insulina activan los sustratos de los receptores similares a la insulina. Estos sustratos activan las fosfoinosítido 3-quinasas (PI-3K) que luego fosforilan la proteína quinasa B (PKB) (también conocida como Akt). Posteriormente, la PKB fosforila la fosfodiesterasa 3 B (PD3B), que luego convierte el AMPc producido por la adenilato ciclasa en 5'AMP. La reducción resultante inducida por la insulina en los niveles de AMPc disminuye la tasa de lipólisis. [10]

La insulina también actúa en el hipotálamo mediobasal del cerebro , suprimiendo allí la lipólisis y disminuyendo el flujo nervioso simpático hacia la parte grasa de la materia cerebral . [11] La regulación de este proceso implica interacciones entre los receptores de insulina y los gangliósidos presentes en la membrana celular neuronal . [12]

En sangre

Los triglicéridos son transportados a través de la sangre a los tejidos apropiados ( adiposo , músculo , etc.) por lipoproteínas como las lipoproteínas de muy baja densidad ( VLDL ). Los triglicéridos presentes en las VLDL sufren lipólisis por las lipasas celulares de los tejidos diana, lo que produce glicerol y ácidos grasos libres . Los ácidos grasos libres liberados en la sangre quedan entonces disponibles para la captación celular. [13] [ ¿ fuente autopublicada? ] Los ácidos grasos libres que no son captados inmediatamente por las células pueden unirse a la albúmina para su transporte a los tejidos circundantes que requieren energía. La albúmina sérica es el principal transportador de ácidos grasos libres en la sangre. [14]

El glicerol también ingresa al torrente sanguíneo y es absorbido por el hígado o el riñón , donde se convierte en glicerol 3-fosfato por acción de la enzima glicerol quinasa . El glicerol 3-fosfato hepático se convierte principalmente en dihidroxiacetonafosfato (DHAP) y luego en gliceraldehído 3-fosfato (GA3P) para reincorporarse a la vía de la glucólisis y la gluconeogénesis . [15]

Lipogénesis

Mientras que la lipólisis es la hidrólisis de triglicéridos (el proceso por el cual se descomponen los triglicéridos), la esterificación es el proceso por el cual se forman los triglicéridos. La esterificación y la lipólisis son, en esencia, procesos inversos entre sí. [16]

Procedimientos médicos

La lipólisis física implica la destrucción de las células grasas que contienen las gotitas de grasa y puede utilizarse como parte de los procedimientos cosméticos de contorno corporal. Actualmente, existen cuatro técnicas principales de contorno corporal no invasivas en medicina estética para reducir el tejido adiposo subcutáneo localizado , además de la liposucción mínimamente invasiva estándar: terapia con láser de baja intensidad (LLLT), criolipólisis , radiofrecuencia (RF) y ultrasonido focalizado de alta intensidad (HIFU). [17] [18] Sin embargo, son menos eficaces, con beneficios más duraderos y pueden eliminar cantidades significativamente más pequeñas de grasa en comparación con la liposucción quirúrgica tradicional o la lipectomía. Sin embargo, los futuros desarrollos farmacológicos se pueden combinar potencialmente con procedimientos más pequeños para aumentar el resultado. [ cita requerida ]

Referencias

  1. ^ Wang, May-Yun; Lee, Young; Unger, Roger H. (junio de 1999). "Nueva forma de lipólisis inducida por leptina". Journal of Biological Chemistry . 274 (25): 17541–17544. doi : 10.1074/jbc.274.25.17541 . PMID  10364187.
  2. ^ Duncan, Robin E.; Ahmadian, Maryam; Jaworski, Kathy; Sarkadi-Nagy, Eszter; Sul, Hei Sook (agosto de 2007). "Regulación de la lipólisis en los adipocitos". Revisión anual de nutrición . 27 (1): 79–101. doi :10.1146/annurev.nutr.27.061406.093734. PMC 2885771 . PMID  17313320. 
  3. ^ Nielsen, TS; Jessen, N; Jørgensen, JO; Møller, N; Lund, S (junio de 2014). "Disección de la lipólisis del tejido adiposo: regulación molecular e implicaciones para la enfermedad metabólica". Journal of Molecular Endocrinology . 52 (3): R199–222. doi : 10.1530/JME-13-0277 . PMID  24577718.
  4. ^ Fruhbeck, G; Méndez-Giménez, L; Fernández-Formoso, JA; Fernández, S; Rodríguez, A (junio de 2014). "Regulación de la lipólisis de los adipocitos". Reseñas de investigaciones sobre nutrición . 27 (1): 63–93. doi : 10.1017/S095442241400002X . PMID  24872083.
  5. ^ Itabe, H; Yamaguchi, T; Nimura, S; Sasabe, N (28 de abril de 2017). "Perilipinas: una diversidad de proteínas intracelulares en gotas lipídicas". Lípidos en la salud y la enfermedad . 16 (1): 83. doi : 10.1186/s12944-017-0473-y . PMC 5410086 . PMID  28454542. 
  6. ^ Sahu-Osen, A; Montero-Moran, G; Schittmayer, M; Fritz, K; Dinh, A; Chang, YF; McMahon, D; Boeszoermenyi, A; Cornaciu, I; Russell, D; Oberer, M; Carman, GM; Birner-Gruenberger, R; Brasaemle, DL (enero de 2015). "CGI-58/ABHD5 es fosforilado en Ser239 por la proteína quinasa A: control de la localización subcelular". Journal of Lipid Research . 56 (1): 109–21. doi : 10.1194/jlr.M055004 . PMC 4274058 . PMID  25421061. 
  7. ^ Cornaciu, I; Boeszoermenyi, A; Lindermuth, H; Nagy, HM; Cerk, IK; Ebner, C; Salzburger, B; Gruber, A; Schweiger, M; Zechner, R; Lass, A; Zimmermann, R; Oberer, M (2011). "El dominio mínimo de la lipasa de triglicéridos adiposos (ATGL) se extiende hasta la leucina 254 y puede ser activado e inhibido por CGI-58 y G0S2, respectivamente". PLOS ONE . ​​6 (10): e26349. Bibcode :2011PLoSO...626349C. doi : 10.1371/journal.pone.0026349 . PMC 3198459 . PMID  22039468. 
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  11. ^ Scherer T.; O'Hare J.; Diggs-Andrews K.; Schweizer M.; Check B.; Lindner C.; et al. (1 de febrero de 2011). "La insulina cerebral controla la lipólisis y la lipogénesis del tejido adiposo". Metabolismo celular . 13 (2): 183–194. doi :10.1016/j.cmet.2011.01.008. PMC 3061443 . PMID  21284985. 
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  13. ^ King, Michael W. "Oxidación de ácidos grasos". Archivado desde el original el 14 de enero de 2016 . Consultado el 9 de abril de 2012 .[ fuente autopublicada ]
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  16. ^ Baldwin, Kenneth David Sutherland; Brooks, George H.; Fahey, Thomas D. (2005). Fisiología del ejercicio: bioenergética humana y sus aplicaciones . Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-255642-1.[ página necesaria ]
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