Metabolismo Del Colesterol y La Bilis

Introduccin al Metabolismo del Colesterol Biosntesis de Colesterol Regulacin de la Sntesis Colesterol Regulacin Proteoltica de la HMG-CoA Reductasa Utilizacin del Colesterol Regulacin del Contenido Celular de Esteroles Valores en Suero del Colesterol Tratamiento de la Hipercolesterolemia Sntesis de los cidos Biliares Regulacin de la Sntesis de cidos Biliares Importancia Clnica de los cidos Biliares Errores Innatos del Contenido de cidos Biliares Sntesis

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Metabolismo del Colesterol y de la BilisEl colesterol es una molcula biolgica extremadamente importante que tiene papeles en la estructura de la membrana celular as como tambin en ser un precursor para la sntesis de las hormonas esteroides y de cidos biliares. Tanto el colesterol de la dieta como el que se sintetiza de nuevo se transportan en la circulacin en partculas de lipoprotenas. Lo mismo es verdad para los steres del colesterol, la forma en la cual el colesterol se almacena en clulas.

La sntesis y la utilizacin del colesterol se deben regular finamente para prevenir la sobre-acumulacin y el depsito anormal de colesterol en el organismo. Es de particular importancia clnica el depsito anormal de colesterol y de las lipoprotenas ricas colesterol en las arterias coronarias. Este deposito que eventualmente lleva a la ateroesclerosis, es el factor principal para el desarrollo de las enfermedades de las arterias coronarias.

Metabolismo del Colesterol y la Bilis

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Colesterol

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Biosntesis del colesterolUn poco menos de la mitad del colesterol en el cuerpo se deriva de la biosntesis de novo. Cada da, aproximadamente el 10% de la biosntesis del colesterol se hace en el hgado, y aproximadamente 15%, en el intestino. La sntesis del colesterol se hace en el citoplasma y los microsomas a partir del grupo acetato de dos carbonos la acetil-CoA.

La acetil-CoA que se utiliza para la biosntesis del colesterol se deriva de una reaccin de oxidacin (e.g., los cidos grasos o piruvato) en las mitocondrias y es transportada al citoplasma por el mismo proceso que esta descrito para la sntesis del cido grasos (vase la figura abajo). La acetil-CoA se puede tambin derivar de la oxidacin citoplsmica del etanol catalizada por la acetil-CoA sintetasa. Todas las reacciones de la reduccin de la biosntesis del colesterol utilizan NADPH como cofactor. Los intermediarios isoprenoides de la biosntesis del colesterol se pueden ser dirigidos a otras reacciones de sntesis, tal como para el dolicol (usado en la sntesis de glicoprotenas N-ligadas, coenzima Q (de la fosforilacin oxidativa) o la cadena lateral del heme-a. Adems, estos intermedios se utilizan en la modificacin con lpidos de algunas protenas.



Va de transporte de las unidades del acetil-CoA desde la mitocondria al citoplasma para la biosntesis de lpidos y del colesterol. Observe que la reaccin catalizada por la enzima mlica citoplsmica genera NADPH que se utiliza para las reacciones biosintticas reductoras tales como las de la sntesis del cido grasos y del colesterol.

El proceso tiene cinco pasos importantes:

1. Las acetil-CoAs se convierten en 3 hidroxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA)

2. La HMG-CoA se convierte en mevalonato

3. El mevalonato se convierte en la molcula basada isopreno, el isopentenil pirofosfato (IPP), con la prdida concomitante de CO2

4. El IPP se convierte en escualeno

5. El escualeno se convierte en colesterol.http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/cholesterol-sp.html (3 de 19)27/01/2011 12:06:00 p.m.


Va de la biosntesis del colesterol. La sntesis comienza con el transporte de la cetil.CoA desde la mitocondria al citoplasma. El paso limitante ocurre en la reaccin catalizada por la 3 hidroxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) reducatasa, (HMGR). Las reacciones de la fosforilacin son necesarias para solubilizar los intermedios isoprenoides de la va. Los intermedios de la va son usados para la sntesis de protenas preniladas, del dolicol, de la coenzima Q y de la cadena lateral del heme a. Colocar el cursor sobre los nombres de los metabolitos intermedios para ver la estructura. PP = pirofosfato; rxn = reacciones.

Las unidades de acetil-CoA son convertidas a mevalonato por una serie de reacciones que comienzan con la formacin de HMG-CoA. A diferencia de la HMG-CoA que se forma durante la sntesis de cuerpos cetnicos en las mitocondrias, esta forma se sintetiza en el citoplasma. Sin embargo, la va y las enzimas necesarias son las mismas que las de la mitocondria. Dos moles de acetil-CoA se condensan en una reaccin reversa a la catalizada por la tiolasa, formando el acetoacetil-CoA. La acetoacetil-CoA y una tercera mol de acetil-CoA son convertidos a HMG-CoA por accin de la sintasa de HMG-CoA. La HMG-CoA es convertida a mevalonato por la HMG-CoA reductasa, HMGR (esta enzima est limitada al retculo endoplsmico, ER). La HMGR requiere NADPH como cofactor, se consumen dos moles de NADPH durante la conversin de HMG-CoA a mevalonato. La reaccin catalizada por la HMGR es el paso limitante de la biosntesis del colesterol, y esta enzima est sujeta a controles de regulacin muy complejos.



El mevalonato es entonces activado por tres sucesivas fosforilaciones, generando el 5 pirofosfomevalonato. Adems de activar al mevalonato, las fosforilaciones mantienen su solubilidad, puesto que de otra manera este es insoluble en agua. Despus de la fosforilacin, una descarboxilacin dependiente de ATP produce el isopentenil pirofosfato, IPP, una molcula isoprenoide activada. El IPP est en el equilibrio con su ismero, dimetilalil pirofosfato, DMPP. Una molcula de IPP se condensa con una molcula de DMPP para formar el geranil pirofosfato, GPP. El GPP se condensa con otra molcula de IPP para formar farnesil pirofosfato, FPP. Finalmente, la enzima que requiere NADPH, sintasa del escualeno, cataliza la condensacin cabeza- -cola de dos molculas de FPP, generando el escualeno (la sintasa de escualeno tambin esta asociada firmemente al retculo endoplsmico). El escualeno experimenta una ciclizacin de dos etapas para generar el lanosterol. La primera reaccin es catalizada por monooxigenasa de escualeno. Esta enzima utiliza NADPH como cofactor para introducir el oxgeno molecular como epxido en la posicin 2,3 del escualeno. Con una serie de 19 reacciones adicionales, el lanosterol se convierte al colesterol.

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Regulacin de la Sntesis del colesterolLos adultos sanos normales sintetizan colesterol en una proporcin de aproximadamente 1g/d y consumen aproximadamente 0.3g/d. Un nivel relativamente constante de colesterol en la sangre (150200 mg/dL) se mantiene principalmente mediante el control del nivel de sntesis de novo. El nivel de sntesis del colesterol es regulado en parte por la ingestin de colesterol en la dieta. El colesterol de la dieta y de la sntesis interna se utiliza en la formacin de membranas celulares y en la sntesis de las hormonas esteroides y de los cidos biliares (vase abajo). La proporcin ms grande de colesterol se utiliza en la sntesis del cido de biliares.

La disponibilidad de colesterol para las clulas se mantiene en un nivel constante por tres mecanismos distintos:

1. Regulacin de la actividad y de los niveles de HMGR

2. Regulacin del exceso de colesterol intracelular libre por medio de la actividad de la acil-CoA:colesterol aciltransferasa, ACAT

3. La regulacin de los niveles de colesterol del plasma por el receptor del LDL que permite su absorcin y por el transporte reverso de este por las HDL.

La regulacin de la actividad de la HMGR es el medio ms importante para controlar el nivel de biosntesis del colesterol. La enzima es controlada por cuatro mecanismos distintos: inhibicin por feed-back, control de la expresin del gen, ndice de degradacin de la enzima y fosforilacin-defosforilizacin.

Los primeros tres mecanismos de control son ejercidos por el mismo colesterol. El colesterol acta como inhibidor de la actividad de la HMGR preexistente as como induciendo la degradacin rpida de la enzima. Esto ltimo es el resultado de la poliubiquitinacin de la HMGR inducida por el colesterol y de su degradacin por el proteosoma (vase la degradacin proteoltica abajo). Esta capacidad del colesterol es una consecuencia del dominio que detecta el esterol (SSD) de la HMGR. Adems, cuando el colesterol esta en exceso la cantidad de mRNA de la HMGR disminuye como resultado de la expresin baja del gene. El mecanismo por el cual el colesterol (y otros esteroles) afectan la trascripcin del gene de la HMGR esta descrito ms abajo bajo regulacin del contenido del esterol.

La regulacin de la HMGR por modificacin covalente ocurre como resultado de la fosforilacin y de la http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/cholesterol-sp.html (5 de 19)27/01/2011 12:06:00 p.m.


defosforilizacin. La enzima es la ms activa de su forma no modificada. La fosforilacin de la enzima disminuye su actividad. La HMGR es fosforilada por la protena-cinasa activada por el AMP, AMPK (sta enzima no es igual que la protena-cinasa activada por el cAMP, PKA). La misma AMPK se activa por fosforilacin. La fosforilacin de AMPK es catalizada por lo menos por 2 enzimas. La cinasa ms importante sensible a los niveles crecientes de AMP es la LKB1. La LKB1 se identifico primero como un gen en los seres humanos que llevaban una mutacin dominante autosmica en el sndrome de Peutz-Jeghers, PJS. La LKB1 tambin se encuentra mutada en adenocarcinomas del pulmn. La segunda enzima que fosforila a la AMPK es la protena-cinasa dependiente de calmodulina (CaMKK). La CaMKK induce la fosforilacin de la AMPK en respuesta al aumento intracelular de Ca2+ como resultado de la contraccin del msculo. Ver la pgina AMPK: El Regulador Metablico Maestro para una informacin ms detallada sobre el papel de AMPK en la regulacin del metabolismo.

Regulacin de la HMGR por modificacin covalente. La HMGR es la ms activa en su estado no fosforilado. La fosforilacin es catalizada por la protena-cinasa dependiente de AMP, AMPK, (se sola llamar cinasa de HMGR), una



enzima cuya actividad tambin es regulada por fosforilacin. La fosforilacin de AMPK es catalizada por al menos 2 enzimas: LKB1 y CaMKK. Hormonas como el glucagn y la epinefrina afectan negativamente la biosntesis del colesterol aumentando la actividad del inhibidor de la fosfoprotein fosfatasa-1, PPI-1. Inversamente, la insulina estimula el retiro de fosfatos y, de tal modo, activa a la HMGR. La regulacin adicional de la HMGR ocurre por una inhibicin de su actividad as como de su sntesis por la elevacin de los niveles de colesterol intracelular. Este ltimo fenmeno implica al factor de trascripcin SREBP que se describe ms abajo.

La actividad de la HMGR se controla adems por la va de sealizacin del cAMP. El aumento del cAMP lleva a la activacin de la protena-cinasa dependiente de cAMP, PKA. En el contexto de la regulacin de la HMGR, la PKA fosforila al PPI-1 llevando a un aumento en su actividad. El PPI-1 puede inhibir la actividad de numerosas fosfatasas incluyendo la protena-fosfatasa 2C (PP2C) y la fosfatasa de la HMG-CoA reductasa que quitan los fosfatos de AMPK y de HMGR, respectivamente. Esto mantiene a la AMPK en el estado fosforilado y activo, y a la HMGR en el estado fosforilado e inactivo. Mientras el estmulo que lleva a la produccin creciente del cAMP es eliminado, el nivel de fosforilacin disminuye y el de defosforilizaciones aumenta. El beneficio neto es el regreso a un nivel ms alto de la actividad de HMGR.

Puesto que el nivel intracelular del cAMP es regulado por estmulos hormonales, la regulacin de la biosntesis del colesterol es controlada por hormonas. La insulina lleva a una disminucin del cAMP, lo que lleva a la activacin de la sntesis de colesterol. Alternativamente, el glucagn y la epinefrina, que aumentan el nivel del cAMP, inhiben sntesis del colesterol.

La capacidad de la insulina de estimular, y del glucagn de inhibir, la actividad de la HMGR es consistente con los efectos de estas hormonas en otras vas metablicas. La funcin bsica de estas dos hormonas es controlar la disponibilidad y la entrega de la energa a todas las clulas del cuerpo.

El control a largo plazo de la actividad de la HMGR se ejerce sobre todo regulando la sntesis y la degradacin de la enzima. Cuando los niveles de colesterol son altos, el nivel de expresin del gen de la HMGR se reduce. Inversamente, los niveles reducidos de colesterol activan la expresin del gen. La insulina tambin contribuye a la regulacin a largo plazo del metabolismo del colesterol incrementando la sntesis de la HMGR.

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Regulacin Proteoltica de la HMG-CoA ReductasaLa estabilidad de la HMGR se regula de acuerdo a los cambios en el flujo de la va de sntesis del mevalonato. Cuando el flujo es alto el ndice de degradacin de la HMGR es tambin alto. Cuando el flujo es bajo, la degradacin de la HMGR disminuye. Este fenmeno se puede observar fcilmente en presencia de las drogas de estatinas.

La HMGR se localiza en el ER y al igual que el SREBP (vase abajo) contiene un dominio de deteccin de esterol, SSD. Cuando los niveles de esterol aumentan en las clulas hay un concomitante aumento en el ndice de degradacin de HMGR. La degradacin de la HMGR ocurre dentro del proteosoma, un complejo multiproteico dedicado a la degradacin protenas. La seal principal que dirige las protenas al proteosoma es la ubiquitinacin. La ubiquitina es una protena 7.6kDa que se une covalentemente a las protenas que sern degradadas por accin de las ligasas de ubiquitina. Estas enzimas unen mltiples copias de la ubiquitina a las protenas blanco permitiendo su reconocimiento por el proteosoma. Se ha demostrado que la HMGR es ubiquitinada antes de su degradacin. El esterol principal que



regula la degradacin de la HMGR es el mismo colesterol. Mientras los niveles de colesterol libre aumentan en las clulas, el ndice de degradacin de la HMGR aumenta.

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La Utilizacin del ColesterolEl colesterol se transporta en el plasma predominante como steres del colesterol asociados a las lipoprotenas. El colesterol de la dieta se transporta desde el intestino delgado al hgado dentro de los quilomicrones. El colesterol sintetizado por el hgado, as como tambin el colesterol de la dieta que se encuentra en exceso en el hgado, se transportan en el suero dentro de las LDLs. El hgado sintetiza VLDLs y stas se convierten a LDLs por accin de la lipoprotena lipasa asociada con las clulas endoteliales. El colesterol que se encuentra en membranas de las clulas puede ser extrado por las HDLs por la enzima LCAT asociada al HDL. El colesterol adquirido desde los tejidos perifricos por la HDLs puede entonces transferirse a las VLDLs y a las LDLs por accin de la protena de transferencia de esteres de colesterol (apo-D) que est asociada con las HDLs. El transporte reverso del colesterol permite que el colesterol perifrico sea devuelto al hgado por las HDLs. En ltima instancia, el colesterol se excreta en la bilis como colesterol libre o como sales de biliares despus de la conversin a cidos biliares en el hgado.

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Regulacin del Contenido Celular del EsterolLos continuos cambios del contenido intracelular de colesterol ocurren por medio de la regulacin de enzimas importantes para la sntesis de colesterol as como tambin por alteraciones en los niveles de los receptores en la superficie de las clulas para el LDL. Cuando las clulas tengan necesidad de colesterol estas inducirn su sntesis y absorcin, inversamente cuando la necesidad disminuye, la sntesis y la absorcin disminuirn. La regulacin de estos eventos se hace principalmente por cambios en la trascripcin de enzimas reguladoras que responden a los esteroles y por la degradacin controlada de la HMGR. La activacin del control de trascripcin ocurre por medio del procesamiento del factor de trascripcin asociado a la membrana llamado protena ligadora regulada por esterol, SREBP (sterol regulated element binding protena por sus siglas en Ingls). Segn lo discutido anteriormente, la degradacin de la HMGR es controlada por la va de la ubiquitina para la protelisis.

El control de la trascripcin por el esterol afecta a ms de 30 genes implicados en la biosntesis del colesterol, triglicridos, fosfolpidos y cidos grasos. El control de la trascripcin requiere la presencia de una secuencia de un octmero en el gen llamado elemento regulador del esterol, SRE-1. Se ha demostrado que SREBP es el factor de la trascripcin que se une a los elementos SRE-1. Resulta que hay 2 genes distintos de SREBP, SREBP-1 y SREBP-2. Adems, el gen SREBP-1 codifica a 2 protenas, SREBP-1a y SREBP-1c/ADD1 (ADD1 es adipocyte differentiation-1) como consecuencia del uso alternativo de exones. El SREBP-1a regula todos los genes que responden al SREBP. El SREBP-2 exhibe preferencia para controlar la expresin de los genes implicados en homeostasis del colesterol, incluyendo todos los genes que codifican las enzimas biosintticas de esteroles. Adems el SREBP-2 controla la expresin del gen del receptor de la LDL. SREBP-1c/ADD1 controla la expresin de los genes implicados en sntesis de cidos grasos.

Las 3 protenas se activan por protelisis y la protelisis es controlada por el nivel de esteroles en la clula. Las http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/cholesterol-sp.html (8 de 19)27/01/2011 12:06:00 p.m.


protenas SREBPs completas tienen varios dominios y estn embebidas en la membrana del retculo endoplsmico (ER). El dominio del N-terminal contiene un motivo que es un factor de trascripcin del tipo hlice-lazo-hlice (bHLH) que se expone al lado citoplsmico del ER. Existen dos dominios que atraviesan la transmembrana seguidos por un dominio grande el C-terminal que tambin esta expuesto al lado del citosol. El dominio del C-terminal (CTD) interacta con una protena llamada la protena que rompe y activadora al SREBP (SCAP por sus siglas en Ingls). La SCAP es una protena grande tambin encontrada en la membrana del ER y contiene por lo menos 8 secciones transmembrana. Se ha demostrado que la porcin del C-terminal, que extiende al citosol, interacta con el dominio del C-terminal de SREBP. Esta regin del C-terminal de SCAP contiene 4 motivos llamados repeticiones WD40. Las repeticiones WD40 se requieren para la interaccin de SCAP con SREBP. La regulacin de la actividad de SREBP es tambin controlada dentro del ER por la interaccin de SCAP con la protena regulada por la insulina (Insig). Cuando las clulas tienen suficiente contenido de esterol el SREBP y la SCAP se mantienen en el ER por la interaccin de SCAP-Insig. El N-terminal de SCAP, incluyendo la secciones transmembrana 2-6, se asemeja a la HMGR que tambin esta sujeta a degradacin estimulada por el esterol (vase arriba). Este motivo compartido se llama dominio que detecta el esterol, SSD y como consecuencia de este dominio, SCAP funciona como un sensor de colesterol en el complejo proteico. Cuando las clulas tienen suficientes niveles de esteroles, la SCAP se unir al colesterol que promueve la interaccin con Insig y el complejo entero se mantendr en el ER.

Cuando los esteroles son escasos, SCAP no interacta con Insig. Bajo estas condiciones el complejo SREBP-SCAP emigra al Golgi en donde el SREBP esta sujeto a protelisis. La protelisis de SREBP es realizada por 2 enzimas distintas. La protelisis regulada ocurre en el lazo del lumen entre los 2 dominios transmembrana. Esta ruptura es catalizada por la proteasa del sitio-1, S1P. La funcin de SCAP es estimular positivamente la protelisis SREBP mediada por la S1P. La segunda protelisis, catalizada por la proteasa del sitio-1, S2P, ocurre en la primera seccin transmembrana, lo que lleva a la liberacin del SREBP activo. Para que S2P acte sobre SREBP, el sitio-1 debe haber sido ya roto. El resultado de la protelisis de S2P es la liberacin del motivo del bHLH del N-terminal hacia el citosol. El dominio bHLH entonces emigra al ncleo donde se dimeriza y forma complejos con co-activadores de trascripcin que llevan a la activacin de genes que contienen motivos SRE. Para controlar el nivel de trascripcin mediado por SREBP-, el dominio soluble bHLH est sujeto a protelisis rpida.

Varias protenas cuyas funciones implican los esteroles tambin contienen el SSD. stos incluyen a remendado patched, un receptor importante de regulacin del desarrollo cuyo ligando, hedgehog, se modifica al unirse al colesterol y a la protena de tipo C1 de la enfermedad de C1 (NPC1) est implicada en transporte de colesterol en la va secretoria. El NPC1 es uno de varios genes cuyas actividades, cuando estn interrumpidas, llevan a una disfuncin neurolgica severa.



Representacin esquemtica de las interacciones entre SREBP, SCAP e Insig en la membrana del ER cuando los esteroles son altos. Cuando los esteroles son bajos, SCAP no interacta con Insig y el complejo de SREBP-SCAP emigra al Golgi donde las proteasas, los S1P y los S2P se encuentran. bHLH = dominio bsico de la hlice-lazo-hlice. CTD = dominio C-terminal. WD = Dominio WD40.

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Tratamiento de la HipercolesterolemiaTratamiento farmacolgico para reducir las lipoprotenas del plasma y / o colesterol est destinado principalmente a la reduccin del riesgo de athersclerosis y la posterior enfermedad de la arteria coronaria que existe en los pacientes con elevacin de los lpidos circulantes. La terapia con medicamentos normalmente se considera como una opcin slo si no farmacolgicas intervenciones (alterado la dieta y el ejercicio) han fracasado a la disminucin de los lpidos plasmticos.

Atorvastatin (Lipotor), Simvastatin (Zocor), Lovastatin (Mevacor): Estos medicamentos son hongos HMG-CoA reductasa (HMGR) y los inhibidores son miembros de la familia de medicamentos denominados estatinas. El resultado neto del tratamiento es un aumento de la captacin celular de LDL lo, ya que la sntesis intracelular de colesterol se inhibe de las clulas y, por tanto, dependen de fuentes extracelular de colesterol. Sin embargo, desde mevalonate (el producto de la HMG-CoA reductasa reaccin) es necesaria para la sntesis de otros



compuestos importantes isoprenoid, adems de colesterol, a largo plazo realizar algunos tratamientos riesgo de toxicidad.

Las estatinas han pasado a ser reconocida como una clase de frmacos capaces de ms farmacolgico beneficios que slo la reduccin de los niveles de colesterol en la sangre a travs de sus acciones en HMGR. Parte de la cardiaca beneficio de las estatinas se refiere a su capacidad para regular la produccin de S-nitrosylated COX-2. COX-2 inducibles es una enzima implicada en la la sntesis de prostaglandinas y thromboxanes, as como la lipoxins y resolvins. Las dos ltimas clases de compuestos son anti-inflamatorios lpidos Examen en la Aspirina pgina. Las pruebas han demostrado que las estatinas activar inducibles xido ntrico sintasa (INOS) que conducen a nitrosylation de la COX-2. El S-nitrosylated enzima COX-2 produce el compuesto de lpidos 15R-cido hydroxyeicosatetraenoic (15R-HETE), que se convertir, entonces, a travs de la accin de la 5-lipoxygenase (5-LOX) a la epimrico lipoxin, 15-epi-LXA4. Este ltimo compuesto es el mismo que el aspirina-desencaden lipoxin (ATL) que los resultados de la inducida por la aspirina acetilacin de la COX-2. Por lo tanto, parte de los efectos beneficiosos de las estatinas son ejercidas a travs de las acciones de la lipoxin familia de anti-inflamatorios lpidos.

Adicionales antiinflamatorios de las estatinas el resultado de una reduccin en la prenylation de los numerosos pro-inflamatorias moduladores. Prenylation se refiere a la adicin de los 15 el carbono farnesyl grupo de los 20 o de carbono geranylgeranyl grupo aceptor protenas. El isoprenoid grupos se adjuntan a residuos de cistena en el carboxilo terminal de las protenas en un vnculo thioether (S-C-C). Una secuencia de consenso en el C-terminal de prenylated protenas ha sido identificado y se compone de CAAX, donde C es la cistena, es un aminocido cualquier alifticos (excepto alanina) y X es el C-terminal de aminocidos. Adems de prenylated numerosas protenas que contienen la CAAX consenso, prenylation se sabe que ocurren en las protenas de la familia de RAB relacionados con RAS G-protenas. Hay al menos 60 protenas de esta familia que estn en prenylated CC o bien un elemento en su CXC C-terminales. El RAB familia de protenas son que participan en el control de vas de sealizacin intracelular de la membrana que la trata de personas. El prenylation de protenas que les permite ser anclado en las membranas celulares. En Adems de la membrana celular embargo, prenylation se sabe que es importante para interacciones protena-protena. Por lo tanto, la inhibicin de este post-traduccionales modificacin introducida por el estatinas interfieren con las funciones importantes de muchos protenas de sealizacin que se manifiesta por la inhibicin de las respuestas inflamatorias.

Algunos de los efectos sobre la funcin inmunitaria que se han atribuido a la estatinas son la atenuacin de la enfermedad autoinmune, la inhibicin de la proliferacin de clulas T, la inhibicin de la inflamacin de molculas co-estimuladoras de expresin, la disminucin de la infiltracin de leucocitos, y la promocin de un cambio en los perfiles de citoquinas ayudante Tipos de clulas T de Th2 a Th1. Las clulas Th1 estn involucradas en la inmunidad mediada por clulas procesos, mientras que las clulas Th2 estn involucradas en humoral inmunidad de proceso. El citoquinas producido por las clulas Th2 incluyen IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13 y desencadenar estas clulas B para cambiar a la produccin de IgE y para activar la eosinfilos.

cido nicotnico: cido nicotnico reduce los niveles plasmticos de LDL lo VLDLs y heptica por inhibicin de la secrecin de VLDL, as como suprimir el flujo de FFA liberacin de tejido adiposo mediante la inhibicin de la liplisis. Debido a su capacidad para causar grandes reducciones en los niveles circulantes de colesterol, cido nicotnico se utiliza para el tratamiento de tipo II, III, IV y V hyperlipoproteinemias.

Gemfibrozil (Lopid), Fenofibrate (TriCor): Estos compuestos (llamados fibratos) son derivados de fibratos y el cido aunque sean utilizadas clnicamente desde la dcada de 1930 slo se descubri recientemente a ejercer algunas de sus hipolipemiantes efectos a travs de la activacin peroxisoma de proliferacin. En concreto, el fibratos



se encontraron activadores de la proliferacin de peroxisoma activados por los receptores - (PPAR-) de la clase protenas que se clasifican como co-activadores. Los ligandos naturales para PPAR- se leucotrieno B4 (LTB4, (ver la sntesis de lpidos pgina), cidos grasos insaturados y de los componentes oxidados y LDL lo VLDLs. El PPARs interactuar con otro la familia del receptor de la llamada receptores X retinoides (RXRs) que unen 9-cis-retinoico cido. La activacin de PPARs resultados en la modulacin de la expresin de los genes que participan en el metabolismo lipdico. Adems, el PPARs modular de hidratos de carbono el metabolismo y la diferenciacin del tejido adiposo. Fibratos en el resultado de la activacin del PPAR- en el hgado y el msculo. En el hgado, esto conduce a un aumento de -oxidacin de cidos grasos, con lo que la disminucin de la secrecin del hgado de triacilglicerol y ricos en colesterol VLDLs, as como el aumento de chylomicron liquidacin de restos, el aumento de los niveles de HDLs y el aumento de lipoprotena lipasa actividad que, a su vez, promueve la rpida VLDL volumen de negocios.

Cholestyramine o colestipol (resinas): Estos compuestos son nonabsorbable resinas que unen a los cidos biliares que luego no son reabsorbidos por el hgado, pero excreta. El descenso de la reabsorcin heptica de cidos biliares libera un mecanismo de retroalimentacin inhibitorio que haba sido la inhibicin de la sntesis de cidos biliares. Como resultado de ello, una mayor cantidad de colesterol se convierte en cidos biliares para mantener un nivel constante en circulacin. Adems, la sntesis de receptores LDL aumenta para permitir una mayor absorcin de colesterol para la sntesis de cidos biliares, y el efecto global es una reduccin de colesterol en el plasma. Este tratamiento no es eficaz en pacientes homocigotos FH, ya que son completamente deficientes en receptores de LDL.

Nuevos Enfoques: Numerosos epidemiolgicos y clnicos estudios en los ltimos 10 aos han demostrado una correlacin directa entre los niveles circulantes de colesterol HDL (a menudo abreviado HDL-c) y un reduccin en el potencial de la aterosclerosis y la enfermedad cardaca coronaria (CHD). Las personas con niveles de HDL por encima de 50mg/dL vez son menos propensos a varios experiencia de enfermedad coronaria que los individuos con niveles por debajo de 40mg/dL. Adems, la clnica estudios en los que la apolipoprotena AI (ApoA-I), el componente de protena predominante de HDL-c), o HDL reconstituido se infunden en pacientes aumenta el HDL circulante los niveles y reduce la incidencia de cardiopata coronaria. Por lo tanto, no es prioridad para las terapias encaminadas a elevar los niveles de HDL en el tratamiento y la prevencin de la aterosclerosis y las enfermedades. Desafortunadamente los tratamientos actuales slo modestamente elevar los niveles de HDL. Tanto las estatinas y fibratos slo han demostrado que aumenta los niveles de HDL entre 520% y la niacina es mal tolerada en muchos pacientes. Por lo tanto, estrategias alternativas para aumentar los niveles de HDL se encuentran en evaluacin. El colesterol ster protena de transferencia (CETP) es secretada principalmente en el hgado y juega un papel crtico en la HDL metabolismo facilitando el intercambio de colesterol steres (CE) de HDL para los triglicridos (TG) en que contienen apoB lipoprotenas, tales como LDL y VLDL. La actividad de CETP reduce directamente los niveles de colesterol de HDL y aumenta el catabolismo de HDL proporcionando HDL TG con el sustrato de la lipasa heptica. Por lo tanto, CETP juega un papel crtico en la regulacin de los niveles circulantes de HDL, LDL, y apoA-I. Tambin se ha demostrado que en ratones naturalmente carentes de CETP la mayor parte del colesterol se encuentra en el HDL y los ratones son relativamente resistentes a la aterosclerosis. La potencial para el uso teraputico de los inhibidores de la CETP en humanos fue la primera sugerido cuando se descubri en 1985 que una pequea poblacin de japoneses un error congnito en el gen CETP que conduce a Hiperalfalipoproteinemia y muy altos niveles de HDL. Hasta la fecha tres inhibidores de la CETP han han utilizado en ensayos clnicos. Estos compuestos son torcetrapib anacetrapib, y dalcetrapib. A pesar de torcetrapib es un potente inhibidor de la CETP, su "uso se ha suspendido debido a la incremento negativo eventos cardiovasculares y mortalidad en sujetos de prueba. El tratamiento con resultados dalcetrapib en aumentos en el HDL (1937%) y una disminucin modesta (6%) en los niveles de LDL. El tratamiento con resultados anacetrapib en una significativa incremento tanto en el colesterol HDL (130%) y LDL (40%). Anacetrapib se encuentra actualmente en estudios de fase III de desarrollo clnico.



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Sntesis y Utilizacin de los cidos BiliaresLos productos finales de la utilizacin del colesterol son los los cidos biliares. En efecto, la sntesis de los cidos biliares es la principal va de catabolismo de colesterol en los mamferos. Aunque varias de las enzimas implicadas en la sntesis de cidos biliares se activa en muchos tipos de clulas, el hgado es el nico rgano donde su completa biosntesis puede ocurrir. Sntesis de cidos biliares es uno de los mecanismos predominantes en la excrecin de exceso de colesterol. Sin embargo, el la excrecin de colesterol en forma de cidos biliares es insuficiente para compensar un exceso de ingesta diettica de colesterol. Aunque el cido biliar sntesis que constituye la va de catabolismo de colesterol, estos compuestos tambin son importantes en la solubilidad de colesterol en la dieta, los lpidos, y nutrientes esenciales por lo tanto la promocin de su entrega al hgado. Sntesis de un completa de los cidos biliares requiere 17 enzimas individuales y se produce en mltiples compartimentos intracelulares que incluyen el citosol, endoplsmico retculo (ER), las mitocondrias y peroxisomas. Los genes que codifican varias de las enzimas de la bilis la sntesis de cidos se encuentran bajo el control reglamentario estricto para garantizar que el necesario nivel de produccin de cidos biliares se coordina a las cambiantes condiciones metablicas. Teniendo en cuenta el hecho de que muchos metabolitos cidos biliares son citotxicos es comprensible que su sntesis tiene que ser estrictamente controlada. Varios errores innatos del metabolismo se deben a defectos en los genes de la sntesis de cidos biliares y se asocian con insuficiencia heptica en la primera infancia hasta progresiva neuropatas en los adultos.

La principal va para la sntesis de los cidos biliares se inicia a travs de hidroxilacin de colesterol en la posicin 7 a travs de la accin del colesterol 7-hidroxilasa (CYP7A1), que es una enzima localizada ER. CYP7A1 es un miembro de la citocromo P450 de la familia de enzimas metablicas. Esta va se muestra en muy abreviada la moda en la siguiente figura. El camino iniciado por CYP7A1 se conoce como el "clsico" o "neutral" va de la sntesis de cidos biliares. Hay una va alternativa que consiste en la hidroxilacin de colesterol a los 27 posicin por la enzima mitocondrial esteroles 27-hidroxilasa (CYP27A1). Este va alternativa se conoce como el "cido" va de cidos biliares sntesis. Aunque en los roedores de la va cida puede representar hasta el 25% de sntesis total de cidos biliares, en los seres humanos que representa no ms del 6%. Los cidos biliares intermedios generados a travs de la accin de CYP27A1 son posteriormente hidroxilados en la posicin 7 por oxiesteroles 7-hidroxilasa (CYP7B1). Aunque el va cida no es una va importante para la sntesis de cidos biliares humanos es un muy importante como lo demuestra el fenotipo que presentan en un recin nacido acogida una mutacin en el gen CYP7B1. Este nio present con colestasis grave (obstruccin en el flujo de bilis del hgado) con disfuncin heptica y cirrosis.

El grupo hidroxilo sobre el colesterol en la posicin 3 est en la -orientacin y debe ser epimerized a la -orientacin durante la sntesis de la los cidos biliares. Este epimerizacin se inicia por la conversin de la 3-hidroxilo a un grupo 3-oxo catalizada por la 3-hidroxi-5-C27 oxidorreductasa-esteroides (HSD3B7). Que esta reaccin es fundamental para la sntesis de cidos biliares y la funcin se demuestra en los nios que tienen mutaciones en el gen HSD3B7. Estos nios desarrollan enfermedad heptica progresiva que se caracteriza por ictericia colestsica.

A raz de la accin de los intermediarios HSD3B7 cidos biliares que se proceda a travs de dos vas que los productos finales son quenodeoxiclico cido (CDCA) y clico cido (CA). La distribucin de estos dos cidos biliares se determina por la actividad de esteroles 12-hidroxilasa (CYP8B1). Los productos intermedios de la reaccin HSD3B7 que se acte en funcin de CYP8B1 convertido CA y los que escapan a la accin de la enzima se convertir en CDCA. Por lo tanto, la actividad del gen CYP8B1 se determinar la proporcin de CA para CDCA. Como se analiza a continuacin el gen CYP8B1 est sujeto a la regulacin de los cidos biliares a travs de ellos su capacidad para



regular la accin del receptor nuclear FXR.

Sntesis de los 2 cidos biliares ms importantes, cido clico y cido quenodeoxiclico. La reaccin catalizada por la 7-hidroxilasa (CYP7A1) es el paso limitante en la sntesis de cidos biliares. La conversin de 7-hidroxicolesterol a cidos biliares requiere varios pasos que no se indican en detalladamente en esta imagen. Solamente los cofactores relevantes necesarios para la sntesis se indican. Esteroles 12-hidroxilasa (CYB8B1) controla la sntesis de cido clico y como tal es bajo un estricto control de la transcripcin (vase el texto)

Los cidos biliares ms abundante en la bilis humana son quenodeoxiclico cido (45%) y cido clico (31%). Estos se denominan como el cidos biliares primarios. Antes de los cidos biliares primarios son secretadas en el lumen canalicular son conjugado a travs de un enlace amida en el grupo carboxilo terminal con cualquiera de las cidos aminados glicina o taurina. Estas reacciones de conjugacin rendimiento glicoconjugados y tauroconjugates, , respectivamente. Este proceso aumenta la conjugacin de la naturaleza anfiptica de la cidos biliares, facilitando su secretable as como citotxicos menos. La conjugado con los cidos biliares son los principales solutos en la bilis humana.



Estructuras del cido clico conjugado

A raz de la secrecin por el hgado los cidos biliares entran los canalculos biliares que se unen a los conductillos biliares que pasan a formar los conductos biliares. Los cidos biliares son realizado desde el hgado a travs de estos conductos de la vescula biliar, donde se almacenada para uso futuro. En la vescula biliar de cidos biliares se concentran hasta 1000 veces. Despus de la estimulacin de la ingesta de alimentos de la vescula biliar libera la bilis en el duodeno, a travs de la accin de la hormona intestinal colecistoquinina (CCK), donde ayuda en la emulsificacin de los lpidos de la dieta.

En el intestino los cidos biliares primarios son afectados por bacterias y someterse a un proceso de desconjugacin que elimina la glicina y taurina residuos. Los cidos biliares deconjugated estn o excreta (slo un pequeo porcentaje) o reabsorbido por el intestino y devueltos al hgado. Las bacterias anaerobias presentes en el colon modificar los cidos biliares primarios convertirlos a la cidos biliares secundarios, identificado como desoxicolato (de colato) y lithocholate (de chenodeoxycholate). Primaria y secundaria Los cidos biliares son reabsorbidas por los intestinos y entregado de nuevo al hgado a travs de la circulacin portal. De hecho, hasta el 95% del total de cidos biliares sintetizados por el hgado es absorbida por el leon distal y devueltos al hgado. Este proceso de secrecin de el hgado a la vescula biliar, los intestinos y, finalmente, la reabsorcin es denominado circulacin enteroheptica.

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Regulacin de la Sntesis de cidos BiliaresLos cidos biliares, en particular cido chenodeoxycholic (CDCA) y cido clico (AC), puede regular la expresin de genes implicados en su sntesis, por lo tanto, la creacin de un bucle de retroalimentacin. El elucidacin de esta va de reglamentacin se produjo como consecuencia de la el aislamiento de una clase de receptores de la llamada farnesoid X receptores, FXRs. El FXRs pertenecen a la superfamilia de receptores nucleares, que incluye la esteroides / receptor de la hormona tiroidea familia, as como los receptores del hgado X (LXRs), los receptores X retinoides (RXRs), y el proliferador de peroxisoma activados por los receptores (PPARs).

Existen dos genes que codifican FXRs identificados como FXR y FXR. En los seres humanos, por lo menos cuatro isoformas FXR han sido identificadas como derivados de la FXR de genes como resultado de activacin de los distintos promotores y la utilizacin del splicing alternativo; FXR1, FXR2, FXR3, y FXR4. El gen FXR tambin es conocido como el gen NR1H4 (subfamilia de receptores nucleares de 1, grupo H, miembro 4). La FXR los genes se



expresan en niveles ms altos en el intestino y el hgado.

Al igual que todos los receptores de esta superfamilia, se une el ligando del receptor en el citoplasma y luego el complejo migra al ncleo y forma un heterodimer con otros miembros de la familia. FXR forma un heterodimer con los miembros de la RXR familia. Tras heterodimer formacin del complejo se une a las secuencias de genes diana en respuesta a la hormona llamada elementos (HREs) lo que regula la expresin. Uno de los principales objetivo de FXR es el socio pequeo heterodimer (SHP) de genes. La activacin de expresin por SHP FXR resultados en la inhibicin de la transcripcin de genes diana SHP. De importancia a sntesis de cidos biliares, SHP reprime la expresin del colesterol 7-hidroxilasa gen (CYP7A1). CYP7A1 es la enzima que limita la velocidad en la sntesis de los cidos biliares a partir del colesterol.

En la tradicin de la medicina ayurvdica, la resina que es recolectada por tocando el tronco de un rbol se llama guggul (o guggal). El colesterol reduccin de la accin de la guggul Mukul rbol de la mirra (Commiphora mukul) de la India es que un componente lipdico de este extracto llamado guggulsterone (tambin llamado guggul lpidos) es un antagonista de FXR. Sin embargo, en Adems de sus efectos sobre la funcin FXR, guggulsterone ha demostrado activar el receptor de pregnane X (PXR), que es otro miembro de la central nuclear superfamilia de los receptores. PXR es reconocido por los receptores de cido lithocholic y otros cidos biliares precursores. PXR activacin conduce a la represin de la sntesis de cidos biliares, debido a su fsica asociacin con factor nuclear de hepatocitos 4 (HNF-4) causantes de este factor de transcripcin que no podrn asociarse con la co-activador transcripcional PGC-1 (PPAR co-activador 1), que en ltima instancia conduce a la prdida de la activacin del factor de transcripcin CYP7A1.

La expresin de otros genes implicados en la sntesis de cidos biliares es tambin reguladas por FXR accin. La accin de FXR puede ser para inducir o reprimir la expresin de estos genes. Genes que son reprimidos, adems de CYP7A1 incluir SREBP-1c, esteroles 12-hidroxilasa (gen simbolo=CYP8B1), y transporte de solutos familia 10 (sodio / cotransportador familia de cidos biliares), miembro 1 (gen simbolo=SLC10A1). Este ltimo gen es identificado como el Na+-taurocholate cotransporting polipptido (NTCP). Genes que, adems de la SHP, re inducido por el hgado FXR incluir la exportacin de bombas de sales biliares (BSEP), multirresistencia protena 3 (MDR3), y la resistencia a mltiples protenas asociadas 2 (MRP2). Este ltimo dos genes estn involucrados en la exportacin de compuestos orgnicos y se identificaron basada a su capacidad de transporte de drogas en las clulas de ese modo, permitir que las clulas para resistir los efectos de las drogas administradas. De las principales clnicas importancia es que muchos de estos genes diana FXR han estado implicados en colestsica hered varios trastornos hepticos. Las mutaciones en BSEP y MDR3 re asociados a colestasis intraheptica familiar tipo 2 y 3, respectivamente. En MRP2 mutaciones se asocian con sndrome de Dubin-Johnson una forma heredada de la hiperbilirrubinemia.

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Importancia Clnica de la Sntesis de los cidos BiliaresLos cidos biliares realizan cuatro funciones fisiolgicas importantes:

1. su sntesis y subsiguiente excrecin en las heces representan el nico mecanismo significativo para la eliminacin del exceso de colesterol.

2. los cidos biliares y los fosfolpidos solubilizan el colesterol en la bilis, de tal modo previenen la precipitacin del colesterol en la vescula biliar.



3. facilitan la digestin de triglicridos dietticos actuando como agentes emulsificadores que hacen a las grasas accesibles a las lipasas pancreticas.

4. facilitan la absorcin intestinal de vitaminas solubles en la grasa.

En los ltimos aos nuevos conocimientos sobre la actividad biolgica de los cidos biliares se han dilucidado. Tras el aislamiento y la caracterizacin de la farnesoid X receptores (FXRs, vase ms arriba), para que los cidos biliares son los ligandos fisiolgicos, la funciones de los cidos biliares en la regulacin de la homeostasis de la glucosa y de lpidos se ha comenzado a surgir. Como se indic anteriormente, la unin de los cidos biliares a FXRs resultados atenuados en la expresin de varios genes implicados en el total de cidos biliares la homeostasis. Sin embargo, los genes implicados en el metabolismo de los cidos biliares no son las nicas los que estn regulados por FXR accin como consecuencia de la encuadernacin de cidos biliares. En el hgado, FXR se tiene conocimiento de regular la expresin de genes implicados en metabolismo de lipoprotenas (por ejemplo, apoC-II), el metabolismo de la glucosa (por ejemplo, PEPCK), y hepatoprotection (por ejemplo, CYP3A4, que fue originalmente identificado como nifedipino oxidasa; nifedipino ser miembro de los medicamentos bloqueadores de los canales de calcio).

Adems de sus funciones en la emulsificacin de lpidos en el intestino y la activacin de FXR, los cidos biliares participar en varios de transduccin de seales procesos a travs de la activacin de c-JUN-cinasa N-terminal (JNK), as como la mitgeno-activada protena quinasa (MAPK) va. Otros miembros de la central nuclear familia de receptores que son activados por los cidos biliares son los pregnane X receptor (PXR), la androstane constitutiva del receptor (CAR), y el receptor de la vitamina D. Un adicionales del receptor activado en respuesta a los cidos biliares que pueden tener implicaciones para el control de la obesidad es el G-protena transmembrana junto bilis los receptores de cido 1 (originalmente identificado como TGR5). La activacin de TGR5 en marrn tejido adiposo en los resultados de activacin de thermogenin (disociacin de protenas 1, UCP1) conduce a mayor gasto de energa. As, cada vez es ms claro que los cidos biliares servir no slo como funciones intestinales lpidos emulsionantes, sino como participantes importantes en numerosos bioqumicos y procesos fisiolgicos.

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Errores Innatos del Contenido de cidos Biliares SntesisAlteraciones metablicas asociadas a la sntesis de cidos biliares y el metabolismo son clasificar como trastornos primarios o secundarios. Primaria trastornos implican deficiencias hereditarias de las enzimas responsable de catalizar reacciones clave en la sntesis de los cidos clico y quenodeoxiclico. La bilis trastornos cido clasificados como secundarios se refieren a metablico defectos que afectan a la sntesis de cidos biliares primarios, sino que se no se debe a defectos en las enzimas responsables de la sntesis. trastornos secundarios del metabolismo de cidos biliares incluyen enfermedades peroxisomales como el sndrome de Zellweger y relacionados enfermedades peroxisomales y la biognesis Smith-Lemli-Opitz Sndrome que resulta de una deficiencia de 7-dehidrocolesterol reductasa (DHCR7). Se muestra en la tabla de abajo son seis de el conocidos trastornos primarios del metabolismo de los cidos biliares.

A los que afecta la enzima Gen Smbolo Fenotipo / Comentarios



7 colesterol-hidroxilasa CYP7A1

sin disfuncin heptica, se manifiesta el fenotipo clnico con el colesterol total muy elevados, as como el LDL, los clculos biliares prematuro, parto prematuro coronaria y vascular perifrica la enfermedad, el colesterol srico elevado no responde a la terapia con estatinas de drogas

esterol 27-hidroxilasa CYP27A1 la disfuncin neurolgica progresiva, colestasis neonatal, las cataratas bilaterales, la diarrea crnica

oxiesteroles 7-hidroxilasa CYP7B1

un solo caso ha sido reportado, un nio de 10 semanas de edad con severa y progresiva colestasis, hepatoesplenomegalia, cirrosis y fallo heptico, ALT y AST fueron muy elevados

3-hidroxi-5-C27 oxidorreductasa esteroides

HSD3B7

con mayor frecuencia defecto en la sntesis de cidos biliares, presentacin clnica heterognea que incluye ictericia progresiva, hepatomegalia, puritis, malabsorcin con esteatorrea resultante (Diarrea grasa), la deficiencia de vitamina soluble en grasa, el raquitismo

4-3-oxosteroid 5-reductasa AKR1C4

manifestacin clnica similar a la deficiencia de HSD3B7 aunque con la presentacin anterior los recin nacidos afectados tendrn un ms severo enfermedad del hgado, con rpida progresin a cirrosis y la muerte si no se lleva a cabo la intervencin clnica, pruebas de funcin heptica se muestran marcada elevacin de AST y ALT, las pruebas de suero mostrar bilirrubina conjugada elevada, coagulopata tambin se har evidente

racemasa 2 metilacil-CoA reductasa AMACR

por primera vez en 3 adultos que se present con una neuropata motora sensorial, tambin se encuentra en un beb de 10 semanas de edad que haba graves solubles en grasa las deficiencias de vitaminas, hematoquecia (paso de las heces de color rojo brillante), y leves colestsica enfermedad heptica

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Regreso a la Pgina de Bioqumica Mdica

Michael W. King, Ph.D / IU School of Medicine / miking at iupui.edu

ltima modificacin: 8 de diciembre de 2010


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