Al igual que en artículos anteriores, los lectores familiarizados con el metabolismo con medicina y nutricón pueden pasar a la segunda parte del blog.
PRIMERA PARTE –
En un blog anterior describimos la clasificación de las grasas o lípidos de importancia nutricional. En este artículo retomaremos varios aspectos de ese blog.
La estructura química de un ácido grasos (grasas) consiste en uniones de átomos de carbono, en donde en un extremo hay un grupo carboxilo (COOH-) y en el otro extremo un grupo metilo (CH3)
Imagen 1. Estructura química de un ácido graso, cadena de átomos de carbono, con un extremo carboxilo, izquierda y otro extremo metilo derecha.
Clasificación de los ácidos grasos.
Para el interés en las áreas de la nutrición y la medicina en general, los ácidos grasos se pueden clasificar de acuerdo a tres aspectos:
Según la presencia o ausencia de dobles enlaces entre los átomos de carbono.
Los ácidos grasos sin presencia de dobles enlaces se denominan ácidos grasos saturados.
Los ácidos grasos con presencia de dobles enlaces se les llama ácidos grasos insaturados (PUFA) por sus siglas en inglés, dependiendo de la ubicación del doble enlace se subclasifican en omega 3, omega 6 y omega 9.
La importancia de esta clasificación radica en que, existe un delicado equilibrio entre los ácidos grasos omega 6 y los omega 3.
La relación ideal es 3:1, los ácidos grasos omega 6 son más frecuentes en la naturaleza y se encuentran en abundantes cantidades en los aceites derivados de semillas vegetales altamente procesados (aceite de girasol, maíz, palma, canola) que se comercializan en supermercados.
Mientras que los omega 3, son más escasos y se encuentran naturalmente en los pescados azules (salmón, atún) y en el aceite de Krill, un crustáceo que se pesca en la antártida. Debido a la baja disponibilidad en la naturaleza frecuentemente hay que suplementarlos.
Si bien existen fuentes naturales de omega 3 vegetal (chía, linaza, sacha inchi), estos vegetales proporcionan el omega 3 en forma de un precursor ALA (ácido alfa Linolénico), que tiene muy poca biodisponibilidad y de ellos se obtienen pocas cantidades de las formas de omega 3 activas DHA (ácido docohexaenoico) y EPA (ácido eicosapenaenoico).
Los ácidos grasos omega 3 tienen un efecto antiinflamatorio, los ácidos grasos omega 6 tienen un efecto contrario estimulan la inflamación, entonces, teniendo en cuenta que la formación de ateromas en las arterias tiene un componente inflamatorio, ya podemos deducir que el omega 3 es una grasa preferible que la omega 6.
Imagen 2. Esquema que muestra la vías metabólicas de los ácidos grasos poliinsaturados omega 3 y omega 6. Compiten por las mismas enzimas, por lo que al consumir mayor cantidad de omega 3, se da prelación a la producción de citoquinas antiinflamatorias. Fuente Gordillo 2015.
el omega 9 se encuentra en altas cantidades en el aceite de oliva y en el aceite de aguacate, es también una grasa muy saludable y fuente de la dieta mediterránea.
Según el número de carbonos que conforman el ácido graso.
Los ácidos grasos según el número de carbonos pueden subclasificarse en: Ácidos Grasos de Cadena Corta (SCFA) por sus siglas en inglés que tienen entre 2 y 4 átomos de carbono; Ácidos Grasos de Cadena Media (MCFA) que tienen entre 4 y 12 átomos de carbono; y Ácidos Grasos de Cadena Larga (LCFA) que tienen 16 o más átomos de carbono.
La importancia de esta clasificación radica en la forma de metabolizarse en el cuerpo y los beneficios para la salud.
Los SCFA circulan libremente y tienen características que los asemejan más a los iones, se pueden desplazar de un compartimento a otro en el organismo humano, cumplen muchas funciones fisiológicas en el cuerpo humano, como combustible para los enterocitos en el colon y neurotransmisores en el cerebro.
Los MCFA, tienen la particularidad de que se metabolizan más fácilmente, por lo tanto, tienen la tendencia a generar energía (quemarse), más que acumularse,.
Además, varias investigaciones han concluido que tienen aplicación nutricional en enfermedades neurodegenerativas. La principal fuente natural de estos MCFA es el aceite de coco.
Los LCFA, son abundantes en la naturaleza, especialmente en los aceites de semillas de origen vegetal (aceite de girasol, maíz, palma, canola).
Si bien son necesarios especialmente como precursores de hormonas y estructuralmente en la membrana de todas las células humanas, también es cierto que son los que más tienden a acumularse como grasa visceral.
Además, los LCFA en el proceso industrial de fabricación, para conservar su palatabilidad y duración en los estantes de supermercados, son sometidos a hidrogenación (aceites hidrogenados o grasas tans) cambiando su conformación tridimensional.
Su alto consumo se ha relacionado con arterioesclerosis, infarto de miocardio y enfermedad cerebrovascular.
Clasificación de los ácidos grasos según su unión a otros compuestos.
Los ácidos grasos en el organismo humano rara vez están solos, lo más común es que se encuentren esterificados a otras moléculas.
Triglicéridos
Los triglicéridos se forman por la unión a un alcohol llamado glicerol, a tres ácidos grasos, y si son dos los ácidos grasos que se unen, se llama diglicéridos, es la forma como se almacena la grasa en los adipocitos.
Imagen 3 Estructura química del tricilglicerol o triglicérido: Glicerol unido a un ácido palmítico en el primer carbono del glicerol; ácido oléico (omega 9) en el carbono del medio; y ácido alfa linolenico (omega 3) en el tercer carbono del glicerol.
Fosfolípidos.
Los fosfolípidos que son un triglicérido esterificado con un grupo fosfato (PO4H3) que a su vez puede unirse a otras moléculas, son los principales componentes lipídicos de las membranas celulares.
El nombre del fosfolípido va a depender de la molécula que se une al grupo fosfato:
Fosfatidilcolina: colina.
Fosfatidilserina: serina.
Fosfatidiletanolamina.
Fosfatidilinositol.
Imagen 4. Estructura de los fosfolípidos que conforman la membrana celular.
Esfingomielina.
Aunque se considera un fosfolípido, la esfingomielina tiene características diferentes que permite que cumpla funciones aislantes en el sistema nervioso. Este efecto aislante se debe a que, en vez de una cadena principal glicerol, tiene una cadena de esfingosina.
Colesterol.
El colesterol es el precursor de las hormonas esteroideas, hormonas sexuales, los ácidos biliares y a vitamina D, por lo que una irregularidad en el metabolismo del colesterol puede estar relacionado con un sin número de patologías.
Más de la mitad del colesterol del cuerpo surge por síntesis del mismo organismo (700 mg/día) y la biosíntesis se realiza a partir del Acetil CoA, la principal enzima reguladora es la 3Hidroxi 3Melil Glutaril CoA Reductasa (HMG-CoA).
El colesterol es captado por la célula a través de receptores LDL de membrana (apo B-100), por lo tanto, un aumento en la ingesta de colesterol, un aumento en la biosíntesis, o aumento en la expresión de los receptores de membrana, puede también causar arterioesclerosis, infarto de miocardio y enfermedad cerebrovascular (trombosis).
Imagen 5. Esquema que muestra la biosíntesis de colesterol vía mevalonato; el sitio de acción de la enzima HMG-CoA; y efecto de la expresión de los receptores de LDL. Fuente Gordillo 2015.
SEGUNDA PARTE –
Los lípidos de la membrana celular.
La membrana celular está compuesta principalmente de fosfolípidos, colesterol, y proteínas. Los cambios en los lípidos de la membrana celular, son la clave de la fisiopatología molecular de las enfermedades cardiovasculares – Infarto agudo de miocardio y Enfermedad Cerebrovascular.
El modelo de membrana celular propuesto por Singer y Nicholson en 1972 consiste en una bicapa lipídica que se compone principalmente de fosfolípidos, las colas de ácidos grasos son hidrofóbicas y se ubican en el centro, mientras que las cabezas de los fosfolípidos conformados por el glicerol y el grupo fosfato son polares (hidrofilicas) y van hacia la periferia de la membrana.
Dicho modelo estipula que la membrana celular es una estructura caracterizada por la fluidez, en donde los fosfolípidos experimentan movimientos laterales y se redistribuyen constantemente.
Imagen 6. Esquema del modelo de mosaico fluido de membrana celular propuesto por Singer y Nicholson (1972). La membrana plasmática está compuesta por bicapas lipídicas: Proteínas, algunas integrales transmembrana y otras periféricas; Colesterol que actúa en calidad de amortiguador para modificar la fluidez de las membranas; Fosfolípidos con cabezas polares hacia el exterior e interior y colas de ácidos grasos (saturados e insaturados) en medio. Fuente: Portal académico de la UNAM
La fluidez de las membranas celulares depende en gran medida de la composición lipídica de la mism, una buena fluidez de membrana permite que los receptores funcionen más eficientemente.
Ahora bien, teniendo en cuenta que la composición lipídica afecta la fluidez, y, por tanto, la función de la membrana, podemos concluir que aquellos lípidos que permiten mayor fluidez son más beneficiosos para el funcionamiento celular que aquellos que hacen que sea rígida.
Imagen 7. Estructura química del ácido oléico, con isometría “cis” izquierda, que es la forma espacial como naturalmente se presentan los ácidos grasos mono y poliinsaturados en la naturaleza; y ácido oleico con isometría “trans” a la derecha. Nótese que la isometría cis genera un ángulo o codo que cuando hace parte de la cola del fosfolípido de membrana, le confiere mayor fluidez; Por el contrario, las grasas hidrogenadas “trans” aportan rigidez a la membrana, dificultando el funcionamiento de la misma. -Fuente: Bioquímica de Harper 31 ed.
La clave en el funcionamiento de la membrana celular, está determinada en gran medida, por el tipo fosfolípidos que la compone.
Si los fosfolipidos tienen en sus colas la suficiente cantidad de ácidos grasos en conformación isométrica “cis”, es decir ácidos grasos insaturados PUFAS, de tal manera que los “codos o ángulos” isométricos permitan mayor fluidez de la membrana para cumplir sus funciones.
Conclusión.
Las grasas son importantes para la salud, son precursores de hormonas, sirven para fabricación de mielina y como componentes de la membrana celular, entre otras funciones.
Todas las grasas no son iguales, hay diferencia entre las grasas saturadas entre sí y también diferencias entre las grasas poliinsaturadas entre ellas.
La fluidez de la membrana celular es un aspecto importante para prevenir eventos inflamatorios y trombóticos.
Dentro de las grasas Poliinsaturadas, el omega 3 es el que destaca por sus características antiinflamatorias y porque es un componente importante para que la membrana celular mantenga su fluidez.
Bibliografía
Farooqui, A. (2021). Molecular Aspects of Neurodegeneration, Neuroprotection, and Regeneration in Neurological Disorders (E. Inc. (ed.); 1st ed.). AP.
Gordillo Bastidas Daniela, Gordillo Bastidas Elizabeth. Nutrición Molecular 1 Ed. McGrawHill 1 Ed 2015.
Harper Langer, Bioquímica Ilustrada. 2017. 31 Ed McGrawHill.
Rosembergs Molecular and Genetic Basis of Neurological and Psychiatric Diseases. 2019. Ed Academic Press.
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