Lipólisis

Esta imagen ilustra los tres pasos separados de la hidrólisis involucrados en la lipolisis. En el primer paso, el triacilglicerol es hidrolizado para hacer diacylglycerol y esto es catalizado por adipose triglicéride lipase (ATGL). En el segundo paso, el diacylglycerol es hidrolizado para hacer monoacilglicerol y esto es catalizado por lipasa sensible a la hormona (HSL). En el último paso, el monoacilglicerol es hidrolizado para hacer glicerol y esto es catalizado por monoacylglycerol lipasa (MGL).

Ejemplo de un triacilglicerol

La lipólisis es la vía metabólica a través de la cual los triglicéridos lipídicos se hidrolizan en glicerol y ácidos grasos libres. Se utiliza para movilizar la energía almacenada durante el ayuno o el ejercicio, y suele presentarse en los adipocitos grasos. La hormona reguladora más importante de 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 son el glucagón, la epinefrina, la norepinefrina, la hormona del crecimiento, el péptido natriurético auricular, el péptido natriurético cerebral y el cortisol.

Mecanismos

Ejemplo de un diacylglycerol

Ejemplo de un monoaciloglicerol

En el cuerpo, las reservas de grasa se denominan tejido adiposo. En estas áreas, los triglicéridos intracelulares se almacenan en gotitas de lípidos citoplasmáticos. Cuando las enzimas lipasa se fosforilan, pueden acceder a las gotas de lípidos 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 lipólisis lo lleva a cabo la triglicérido lipasa adiposa (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 monoacilglicerol lipasa (MGL) cataliza la hidrólisis de monoacilglicerol a glicerol.

La perilipina 1A es una proteína reguladora clave de la lipólisis en el tejido adiposo. Esta proteína asociada a gotas de lípidos, cuando se desactiva, evitará la interacción de las lipasas con los triglicéridos en la gota de lípidos y captará el coactivador ATGL, identificación comparativa de genes 58 (CGI-58) (también conocido como ABHD5). Cuando la perilipina 1A es fosforilada por la PKA, libera CGI-58 y acelera el acoplamiento de las lipasas fosforiladas a la gota lipídica. CGI-58 puede ser fosforilado adicionalmente por PKA para ayudar en su dispersión al citoplasma. En el citoplasma, CGI-58 puede coactivar ATGL. La actividad de ATGL también se ve afectada por el regulador negativo de la lipólisis, el gen 2 del interruptor G0/G1 (G0S2). Cuando se expresa, G0S2 actúa como un inhibidor competitivo en la unión de CGI-58. La proteína grasa específica 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.

Regulación

Ilustración de la activación de la lipolisis en un adipocito. Inducido por altos niveles de epinefrina y baja insulina en la sangre, la epinefrina se une a los receptores beta-adrenérgicos en la membrana celular del adipocito, lo que hace que el cAMP sea generado dentro de la célula.
El cAMP activa las cinasas de proteína, que fosforila y activa las lipas sensibles a la hormona en el adipocito.
Estos lípidos liberan ácidos grasos de su apego a glicerol en la gota de lípido del adipocito.
Los ácidos grasos libres y glicerol son liberados en la sangre.
La actividad de la lipasa sensible a las hormonas está regulada por la insulina, el glucago, la norepinefrina y la epinefrina.

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

La insulina contrarresta 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 del receptor similar a la insulina. Estos sustratos activan la fosfoinositida 3-cinasas (PI-3K) que luego fosforilan la proteína cinasa B (PKB) (también conocida como Akt). Posteriormente, la PKB fosforila la fosfodiesterasa 3B (PD3B), que luego convierte el cAMP 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.

La insulina también actúa en el cerebro en el hipotálamo mediobasal. Allí, suprime la lipólisis y disminuye el flujo nervioso simpático hacia la parte grasa del cerebro. La regulación de este proceso implica interacciones entre los receptores de insulina y los gangliósidos presentes en la membrana celular neuronal.

En sangre

Los triglicéridos se transportan a través de la sangre a los tejidos apropiados (adiposo, músculo, etc.) mediante 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 absorción celular. Los ácidos grasos libres que las células no absorben inmediatamente pueden unirse a la albúmina para transportarse a los tejidos circundantes que requieren energía. La albúmina sérica es el principal transportador de ácidos grasos libres en la sangre.

El glicerol también ingresa al torrente sanguíneo y es absorbido por el hígado o el riñón, donde se convierte en glicerol 3-fosfato por 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.

Lipogénesis

Mientras que la lipólisis es la hidrólisis de triglicéridos (el proceso mediante el cual se descomponen los triglicéridos), la esterificación es el proceso mediante el cual se forman los triglicéridos. La esterificación y la lipólisis son, en esencia, inversiones la una de la otra.

Procedimientos médicos

La lipólisis física implica la destrucción de las células grasas que contienen las gotas de grasa y se puede utilizar 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 bajo nivel (LLLT), criolipólisis, radiofrecuencia (RF) y focalizada de alta intensidad. ultrasonido (HIFU). Sin embargo, son menos efectivos con beneficios más breves y pueden eliminar cantidades significativamente menores de grasa en comparación con la liposucción quirúrgica tradicional o la lipectomía. Sin embargo, los futuros desarrollos de fármacos pueden combinarse potencialmente con procedimientos más pequeños para aumentar el resultado.