Metabolismul lipidic

Lipidele au mai multe roluri. Trigliceridele reprezintă o rezervă concentrată de energie, fosfolipidele intră în membranele celulare, iar colesterolul este precursor pentru anumite molecule. După absorbție, componentele lipidice sunt transportate și pot fi depozitate în țesutul adipos. Când energia din hrană nu acoperă nevoile, trigliceridele stocate pot fi desfăcute prin lipoliză în acizi grași și glicerol.

Acizii grași pot fi degradați în celule pentru a furniza energie. O etapă importantă este beta-oxidarea, care produce fragmente ce pot intra în căile mitocondriale comune altor nutrimente. Acest traseu nu este același lucru cu emulsificarea grăsimilor de către bilă în intestin: emulsificarea ajută digestia, iar beta-oxidarea are loc după absorbție, în celule.

Depozitarea și mobilizarea lipidelor sunt reglate. Nu orice lipid este un combustibil imediat, iar o membrană celulară nu poate fi înlocuită simplu cu o picătură de grăsime. Într-o schemă, desparte rolul structural de rolul de rezervă și urmărește unde se petrece fiecare proces: intestin, sânge, țesut adipos sau celulă. Nu confunda lipoliza, care desprinde acizii grași din depozit, cu oxidarea lor ulterioară pentru obținerea de ATP.

În starea alimentată, sinteza și depozitarea trigliceridelor pot predomina; între mese sau în efort, lipoliza eliberează acizi grași. Beta-oxidarea mitocondrială scurtează repetat acil-CoA și furnizează acetil-CoA și coenzime reduse. Acetil-CoA poate intra în ciclul acidului citric, iar electronii coenzimelor reduse pot alimenta lanțul respirator. Glicerolul și acizii grași au destine metabolice diferite; nu se tratează ca molecule identice.

Sinteza trigliceridelor (lipogeneza). Când aportul energetic depășește consumul, glucidele în exces sunt transformate în ficat în acetil-CoA, apoi în acizi grași. Aceștia se leagă de glicerol-3-fosfat, format din glucoză, și dau trigliceride, care pleacă din ficat în sânge sub formă de VLDL spre țesutul adipos. Procesul este stimulat de insulină și explică de ce o alimentație bogată în glucide poate duce la depozitare de grăsime.

Transportul lipidelor. Lipidele sunt insolubile în plasmă și circulă în lipoproteine. Chilomicronii transportă trigliceridele alimentare de la intestin prin limfă și apoi în sânge; VLDL transportă trigliceridele sintetizate în ficat; LDL transportă colesterolul spre țesuturi și îl depune în pereții arterelor în exces („colesterolul rău”); HDL aduce colesterolul de la țesuturi la ficat („colesterolul bun”). Valoarea dorită a colesterolului total este sub 200 mg/dL. Excesul de LDL favorizează ateroscleroza. Colesterolul este precursor al hormonilor steroizi, al vitaminei D și al acizilor biliari.

Depozitare și mobilizare. Țesutul adipos reprezintă aproximativ 15% din greutatea unui bărbat și aproximativ 25% din cea a unei femei. Lipoliza este stimulată de glucagon, adrenalină și hormonul de creștere și inhibată de insulină. Acizii grași sunt activați și intră în mitocondrie prin carnitină, apoi sunt scurtați cu câte doi atomi de carbon la fiecare ciclu de beta-oxidare, cu formare de acetil-CoA, NADH și FADH₂. În post prelungit și în diabetul de tip 1 netratat, ficatul formează din acetil-CoA corpi cetonici (acetoacetat, beta-hidroxibutirat, acetonă), folosiți de creier și mușchi; acumularea lor scade pH-ul sângelui (cetoacidoză) și dă respirație cu miros de acetonă.

Exemplu rezolvat 1: rezerva de grăsime față de rezerva de glicogen. O persoană de 70 kg are 15% grăsime corporală și aproximativ 500 g de glicogen total (ficat și mușchi).

1. Masa grăsimii: $70000\cdot 0,15=10500$ g.
2. Energia grăsimii: $10500\cdot 9,3=97650$ kcal.
3. Energia glicogenului: $500\cdot 4,1=2050$ kcal.
4. Raportul: $\frac{97650}{2050}\approx 48$. Lipidele sunt rezerva principală pe termen lung, pentru că au o valoare energetică de peste două ori mai mare pe gram și se depozitează fără apă.

Exemplu rezolvat 2: beta-oxidarea acidului palmitic (16 atomi de carbon).

1. Fiecare ciclu desprinde doi atomi de carbon sub formă de acetil-CoA.
2. Numărul de molecule de acetil-CoA: $\frac{16}{2}=8$.
3. Numărul de cicluri: $8-1=7$, pentru că ultimul ciclu produce simultan două acetil-CoA.
4. Fiecare ciclu produce 1 NADH și 1 FADH₂; în total 7 NADH și 7 FADH₂.

La admitere, pune în ordine digestia lipidică, absorbția, transportul, depozitarea, lipoliza și oxidarea celulară. Dacă un item cere rezerva energetică principală pe termen lung, răspunsul privește trigliceridele din țesutul adipos, nu ATP-ul. Nu atribui bilei activitate de enzimă care taie direct legăturile din trigliceride.

Reține: chilomicroni — lipide alimentare, prin limfă; LDL — colesterol spre țesuturi; HDL — colesterol spre ficat; VLDL — trigliceride endogene. Beta-oxidarea are loc în mitocondrii. Corpii cetonici se formează în ficat din acetil-CoA în post și în diabet. Creierul nu folosește direct acizii grași, dar folosește corpii cetonici în post prelungit. Obezitatea crește riscul de diabet de tip 2 și de boli cardiovasculare.

Reține și rolul lipazei pancreatice și al bilei în digestia lipidelor: bila emulsionează lipidele, iar lipaza le hidrolizează în monogliceride și acizi grași, care formează micele și sunt absorbiți de enterocite. Colesterolul alimentar acoperă o parte mică din colesterolul total, restul fiind sintetizat în ficat.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre metabolismul lipidic sunt corecte afirmațiile:

1. LDL transportă colesterolul spre țesuturi.
2. HDL transportă colesterolul spre ficat.
3. Chilomicronii transportă lipidele alimentare absorbite prin limfă.
4. Corpii cetonici se formează în ficat din glucoza în exces.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: a. Afirmația 4 este falsă, deoarece corpii cetonici se formează în ficat din acetil-CoA rezultat din degradarea acizilor grași, în special în post și în diabet.

Greșeli frecvente

• Greșit: Emulsificarea intestinală este beta-oxidare.
  Corect: Emulsificarea dispersează lipidele în intestin; beta-oxidarea degradează acizii grași în celule.
• Greșit: Toate lipidele au exclusiv rol de rezervă energetică.
  Corect: Lipidele au și roluri structurale și de semnalizare.
• Greșit: HDL este colesterolul „rău”, iar LDL este colesterolul „bun”.
  Corect: LDL transportă colesterolul spre țesuturi și îl poate depune în artere (de aceea este „rău”), iar HDL îl duce spre ficat (de aceea este „bun”).

Înainte și după