Lpido

Los lpidos son un conjunto de molculas orgnicas (la mayora biomolculas) compuestas principalmente por carbono e hidrgeno y en menor medida oxgeno, aunque tambin pueden contener fsforo, azufre y nitrgeno. Tienen como caracterstica principal el ser hidrfoba (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgnicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lpidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son solo un tipo de lpidos procedentes de animales.

Los lpidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energtica (como los triglicridos), la estructural (como los fosfolpidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides).

INTRODUCCION

Los lpidos, junto con las protenas y los carbohidratos, son macronutrientes necesarios en la nutricin humana. Los lpidos representan la principal fuente de energa, son fundamentales en la formacin de estructuras celulares como las membranas; proveen de cidos grasos esenciales necesarios para la sntesis de los eicosanoides y de otros derivados bioactivos; constituyen el vehculo de vitaminas liposolubles, y organolpticamente aportan la palatabilidad y el sabor de las comidas adems de ser los componentes mas importantes en la saciedad post-prandial que producen los alimentos. El manejo tecnolgico de los lpidos es mas complejo que el de los otros macronutrientes (las protenas y los carbohidratos) bsicamente por la condicin de insolubilidad o de escasa solubilidad en agua de sus constituyentes (triglicridos, fosfolpidos, y esteroles). Aunque los lpidos que se encuentran como componentes de la dieta son de gran complejidad y variedad estructural, desde el punto de vista cuantitativo los triglicridos son los constituyentes mayoritarios (93%-95% del total de lpidos ingeridos), por lo cual los esfuerzos tecnolgicos orientados al desarrollo de nuevos tipos de lpidos estn focalizados principalmente a la elaboracin de nuevos tipos de triglicridos (1). Un triglicrido es el producto de la esterificacin del polialcohol glicerol con tres cidos grasos, los que pueden ser iguales o diferentes en sus caractersticas moleculares (tamao de cadena, grado de insaturacin, isomera, entre otras).

Digestin de los lpidos: la importante funcin de las lipasas

La digestin de los lpidos es un proceso complejo que ocurre en la cavidad bucal, gstrica e intestinal del ser humano. El proceso de hidrlisis de los triglicridos requiere de la participacin de varias enzimas lipolticas, denominadas lipasas, y de cofactores, hormonas y sales biliares que son necesarios para la actividad especfica de cada una de ellas. Las lipasas, cuya denominacin bioqumica es acil-ester-hidrolasas, son enzimas relativamente especficas en su actividad cataltica y algunas de ellas se distinguen por su alta estereoespecificidad (2). Para comprender mejor este concepto, es necesario considerar que los triglicridos son molculas estructuralmente asimtricas, de modo que cada unin del glicerol con un cido graso particular es diferente de otra, dependiendo de la posicin de la unin del cido graso con el respectivo grupo hidroxilo del glicerol. De esta forma, cada unin se designa mediante una letra (a , b , o g , en la nomenclatura antigua) o mas especficamente como sn-1, sn-2 y sn-3 (sn = enumeracin estereoespecfica), (figura 1). De esta forma la estereoespecificidad de las lipasas se referir a la capacidad de estas enzimas para distinguir e hidrolizar en forma especfica una o algunas de las uniones ster del cido graso con el glicerol en las posiciones sn-1, sn-2 o sn-3 (3).

El proceso digestivo de los triglicridos dietarios comienza en la cavidad bucal y se inicia con la actividad de la lipasa lingual, enzima descrita en 1924 (tambin conocida como esterasa pre-gstrica o lipasa salival) que es secretada por un grupo de glndulas serosas (glndulas de von Ebner) ubicadas bajo la zona dorsal posterior de la lengua (4) La lipasa lingual se secreta en forma constante en baja cantidad. Sin embargo, ante la presencia del alimento en la boca (factor mecnico) y/o por estimulacin parasimptica (factor neurolgico), la enzima es secretada en gran cantidad en la cavidad bucal (5). Esta lipasa acta sobre el bolo alimentario en su trnsito hacia el estmago y tambin durante la permanencia del alimento en este rgano. El pH ptimo de la lipasa lingual es de 4,5 pero su actividad comienza a pH 2 y an es activa a pH 7,5. La enzima no es inactivada por la actividad proteoltica de la pepsina gstrica, por lo cual sigue actuando en la cavidad gstrica. La lipasa lingual es una acil-ester-hidrolasa de alta especificidad, ya que reconoce casi especficamente la posicin sn-3 de los triglicridos, siendo mucho menos efectiva para actuar en la posicin sn-1 y no acta sobre la posicin sn-2 (5). Adems se ha descrito una lipasa gstrica secretada por la mucosa de este rgano (6). Sus caractersticas estructurales y catalticas son similares a la de la lipasa lingual y por lo general se les considera a ambas enzimas como una sola unidad estructural e hidroltica (7). De esta forma, en adelante se har mencin a la lipasa lingual-gstrica.

El destino metablico de los cidos grasos liberados por la lipasa lingual-gstrica en el estmago va a depender del tamao (extensin) de la cadena hidrocarbonada. Los cidos grasos de cadena corta (C4-C10) y que son solubles en el contenido gstrico, sern absorbidos en este rgano, siendo transportados, unidos a la albmina a travs de la sangre por la venas tributarias de la vena porta y luego a travs de esta casi exclusivamente al hgado, donde sern utilizados principalmente con fines energticos (oxidados por beta oxidacin mitocondrial) (8). Esto significa que los triglicridos que contienen cidos grasos de cadena corta en la posicin sn-3, constituirn un aporte energtico de muy rpida disposicin metablica tras la actividad de la lipasa ligual-gstrica (9). Esta enzima ya es activa en el recin nacido y se considera que tiene un rol muy importante en la desestructuracin del glbulo graso lcteo para facilitar la accin hidroltica de la lipasa lctea que ser discutida mas adelante (10). Los otros productos de la hidrlisis; cidos grasos libres C12 o mas, sn-1 y sn-2 diglicridos, y una pequea proporcin de sn-2 monoglicridos, continuarn su trnsito hacia la primera porcin del intestino delgado (duodeno) donde se producir un cambio del pH y enfrentarn las acciones hidrolticas de las enzimas lipasa pancretica y carboxil ster hidrolasa, tambin de origen pancretico (11). La actividad hidroltica de ambas enzimas es facilitada por el jugo biliar, particularmente por las sales primarias (colato). Adems la lipasa pancretica requiere, adems, de la presencia de la colipasa, (protena activadora de la lipasa pancretica). De la misma forma que la lipasa lingual-gstrica, la lipasa pancretica tambin presenta estereoespecificidad. Esta lipasa hidroliza especficamente las posiciones sn-1 y sn-3 de los triglicridos (siendo ligeramente mas activa para la posicin sn-1). La carboxil ester hidrolasa puede romper indistintamente las posiciones sn-1, sn-2 o sn-3, pero a partir de sn-1, sn-2 o de sn-2, sn-3 diglicridos y no a partir de triglicridos. La lipasa pancretica es poco efectiva para hidrolizar aceites marinos que contienen cidos grasos de cadena larga (C20 o mas carbonos), por lo cual para este tipo de grasas, la presencia de la carboxil ster hidrolasa es fundamental (12). Como resultado de la accin conjunta de estas enzima, se producen sn-2 monoglicridos y cidos grasos libres, de diferente longitud de cadena e insaturacin provenientes de la posiciones sn-1 y sn-3 de los triglicridos dietarios. Se estima que la acil migracin desde la posicin sn-2 a la posicin sn-1 o sn-3 es poco importante debido a que el pH intestinal no favorece esta transferencia (13).

La leche humana contiene una lipasa que puede hidrolizar indistintamente las posiciones sn-1, sn-2 y sn-3, identificada como lipasa lctea (14). Esta enzima cuando est presente en la leche es inactiva y solo adquiere actividad despus del contacto con las sales biliares en el intestino, por lo cual se le conoce tambin como lipasa lctea estimulada por las sales biliares (15). Esta enzima permite a los recin nacidos y a los lactantes hidrolizar totalmente los triglicridos de la leche materna, an en ausencia de la lipasa lingual-gstrica y de la lipasa pancretica (16). Es importante destacar que la actividad exocrina del pncreas est poco desarrollada en el recin nacido, por lo cual en estos bebs la actividad de la lipasa pancretica y de la carboxil ster hidrolasa es casi inexistente. De esta manera, la presencia de la lipasa lctea aportada por la lactancia materna, pasa a tener una funcin digestiva fundamental en los primeros das de vida (14). Despus de la tercera semana desde el nacimiento, comienza la actividad enzimtica pancretica, por lo que a partir de esta edad, la lipasa lctea solo adquiere importancia en la hidrlisis de la posicin sn-2 de los mono y diglicridos producidos por la actividad hidroltica de la lipasa lingual-gstrica y de la lipasa pancretica (17). La actividad lipsica de la leche de vaca es muy baja y se desactiva totalmente durante la pasteurizacin o el tratamiento UHT que prolonga su vida til. La figura 2 resume el proceso digestivo de los triglicridos.

Destino metablico de los productos de la hidrlisis de los triglicridos en el tracto digestivo

Como ya se mencion, los cidos grasos de cadena corta liberados en el estmago y tambin en el intestino, son absorbidos rpidamente y conducidos va vena porta al hgado. De esta forma constituyen una forma muy rpida de proveer de combustible metablico a este rgano. Cabe recordar que el hgado es un rgano mayoritariamente gluconeogentico mas que glicoltico, por lo cual requiere del aporte de cidos grasos como principal fuente energtica. Los monoglicridos junto con los cidos grasos insaturados, son emulsionados por las sales biliares y los fosfolpidos de la secrecin biliar, formndose as las micelas mixtas que favorecen su transferencia hacia las clula del epitelio intestinal para su absorcin. Se ha propuesto, aunque no demostrado en forma inequvoca, la existencia de un transporte activo de cidos grasos y de monoglicridos en las clulas del epitelio intestinal (18). En estas clulas los monoglicridos son reesterificados a triglicridos mediante la utilizacin de los cidos grasos absorbidos o biosintetizados por las propias clulas intestinales. Posteriormente, son secretados en la forma de quilomicrones hacia la linfa y finalmente hacia la circulacin sistmica (19). Los cidos grasos saturados de cadena igual o superior a C18, y que ocupaban las posiciones sn-1 y sn-3 de los triglicridos dietarios no son fcilmente absorbidos debido a que a la temperatura del lumen intestinal se encontrarn como slidos o semi slidos por su alto punto de fusin, superior a 37C en la mayora de ellos (20). Estos cidos grasos van a reaccionar con iones divalentes, particularmente con el calcio, para formar jabones insolubles que no son ni emulsionados ni absorbidos y que sern posteriormente eliminados en las deposiciones. De esta forma, un triglicrido que contenga cidos grasos saturados de mas de 16 carbonos en las posiciones sn-1 y sn-3 va a liberar cidos grasos que no sern absorbidos y que precipitarn en el lumen intestinal como jabones insolubles de calcio (8). El consumo de grasas con alta proporcin de estos cidos grasos en las posiciones sn-1 y sn-3 es una de las causas mas frecuentes de estreimiento en los nios y adultos, particularmente en aquellos que por otras causas tambin presentan baja actividad hidroltica intestinal y/o trastornos de la absorcin. La figura 3 esquematiza el destino metablico de los cidos grasos dietarios.

La formacin de jabones clcicos de los cidos grasos es particularmente importante en el recin nacido y en el lactante, ya que el estreimiento es una de las causas mas frecuentes de consulta al pediatra y gastroenterlogo y un motivo de constante preocupacin y afliccin de las madres que observan alteraciones en la frecuencia y en el aspecto de las deposiciones de sus bebs, particularmente cuando estos son alimentados con frmulas lcteas cuya composicin lipdica es muy diferente a la de la leche materna (21).

La leche humana y su particular composicin de lpidos

La grasa de la secrecin lctea humana tiene una composicin de cidos grasos relativamente variable ya que depende del estado nutricional de la madre, del tipo de alimentacin que esta recibe antes y durante la lactancia, de la intensidad, duracin y frecuencia de la lactancia (22), e incluso de factores psicolgicos y/o ambientales que pueden afectar su disposicin a lactar adecuadamente (23). Sin embargo, a pesar de esta variabilidad, es posible establecer una composicin promedio para esta secrecin (24). La tabla 1 muestra la composicin promedio de cidos grasos de la leche materna y la de la leche de vaca, cuya composicin tambin es variable. Ambas secreciones tienen un contenido de cidos grasos relativamente parecido, donde predominan los cidos palmtico y oleico, presentando la leche humana una mayor proporcin de cido linoleico que la leche de vaca, y esta a su vez una mayor cantidad de cido esterico. Es destacable, que la leche de vaca no contiene cido docosahexaenoico, cido graso poliinsaturado muy importante para el desarrollo del sistema nervioso (25) y que en este caso es un atributo exclusivo de la leche humana y de algunos de mamferos monogstricos (26). Sin embargo, a pesar de la similitud en la composicin de cidos grasos de la leche humana y la de vaca, es un hecho conocido que al menos en lo que a composicin lipdica se refiere, la leche de vaca no reemplaza nutricionalmente a la leche humana. La diferencia radica particularmente en la estereoqumica de los triglicridos que componen ambas secreciones (27).

TABLA 1

La distribucin de los cidos grasos en los triglicridos que forman parte del glbulo graso en la leche humana es relativamente constante y caracterstica. El 60%-70% del cido palmtico (P) se encuentra en la posicin sn-2 de los triglicridos; el 80%-90% del cido oleico (O) se encuentra ocupando las posiciones sn-1 y sn-3; el 80% del cido linoleico (L) se encuentra distribuido entre las posiciones sn-2 y sn-3; el cido araquidnico ocupa casi exclusivamente la posicin sn-2; y el 100% del cido docosahexaenoico est ocupando la posicin sn-2 (27). La distribucin estereoqumica de los cidos grasos en los triglicridos de la grasa lctea bovina es totalmente diferente, ya que casi todo el cido palmtico ocupa las posiciones sn-1 y sn-3, y el cido oleico se distribuye casi equitativamente entre las posiciones sn-1, sn-2 y sn-3 (26). De esta forma, el triglicrido OPO es el componente mas importante de la leche humana, en cambio el triglicrido POP es el componente mayoritario de la leche de vaca. Esta es una de las la razones por las cuales, desde el punto de vista de nutricin de lpidos, la leche de vaca no es equivalente a la leche humana (28).

De esa manera, aunque una leche o una frmula tenga los mismos cidos grasos y en la misma cantidad que la leche materna, esto es un perfil de cidos grasos (o acidograma) similar, no tendr la misma bioequivalencia, ya que su comportamiento frente a las lipasas digestivas no ser el mismo. Esto es particularmente relevante en el caso de un lactante que solo recibe frmula y no lactancia materna, ya que no contar con la actividad de la lipasa lctea, que como ya se coment, por su inespecificidad, permite un mejor aprovechamiento nutricional de los cidos grasos liberados durante la hidrlisis digestiva. Debido a estas razones, una frmula cuyos triglicridos tienen una estereoqumica diferente a la de la leche materna, frente al proceso de hidrlisis por parte de las lipasas digestivas puede liberar una cantidad mayor de cidos grasos saturados, provenientes de posiciones sn-1 y sn-3, favoreciendo la formacin de jabones insolubles de calcio. Estos jabones van a contribuir a la formacin de deposiciones de mayor consistencia, lo cual conduce al estreimiento, el que como ya se coment es una situacin de consulta peditrica frecuente y de preocupacin de las madres. Cabe destacar que esta situacin adems produce una prdida considerable de calcio.

El desarrollo de los lpidos estructurados y sus perspectivas nutricionales

El mejor conocimiento del comportamiento de las lipasas digestivas, de la estereoqumica de los triglicridos alimentarios, y de los mecanismos de absorcin y transporte de los cidos grasos, ha motivado el desarrollo de una nueva tecnologa referida a la estructuracin de lpidos (29). Un lpido estructurado, por ejemplo, un triglicrido estructurado, es una molcula "hecha a la medida", formulada para una funcin nutricional o tecnolgica especfica. De esta forma se puede decidir el tipo de cidos grasos y la posicin de estos en los triglicridos que se deseen estructurar. El principio qumico de esta tecnologa no es nuevo. De hecho se realiza cierto nivel de estructuracin cuando mezclas de aceites se someten a un proceso conocido como transesterificacin (1), que permite el intercambio de cidos grasos entre triglicridos para obtener un producto con una nueva composicin de triglicridos, aunque al azar, que puede cambiar sus caractersticas fsicas, qumicas y organolpticas. Por ejemplo, en la fabricacin de margarinas y mantecas se puede realizar transesterificacin de aceites y/o grasas para mejorar el punto de fusin y la plasticidad del producto, siendo posible adems, modificar positivamente sus efectos a nivel de los lpidos sanguneos (30).

El uso de enzimas estereoespecficas ha permitido mediante tcnicas biotecnolgicas, la obtencin de lpidos estructurados con una estereoqumica establecida y constante (29). Las lipasas, como todas las enzimas, permiten bajo ciertas condiciones la reversibilidad de las reacciones que catalizan. Una lipasa puede hidrolizar un triglicrido en un medio acuoso pero puede permitir la unin de un cido graso al glicerol en un medio virtualmente anhidro. Esto es, puede operar como una "sintetasa" en estas condiciones (31). La accin de la enzima, en trminos de eficiencia y de estabilidad de esta, se puede mejorar con tcnicas de inmovilizacin. Para esto la enzima se fija a un sistema soporte, el que permite mejorar la estabilidad y la eficiencia cataltica (29). Las lipasas se obtienen de bacterias o de hongos que han sido especialmente elegidos (seleccin gentica o modificacin gentica) para obtener altos rendimientos y/o actividades lipolticas. La figura 4 muestra en forma esquemtica el procedimiento para obtener un lpido estructurado mediante un proceso enzimtico.

Figura 4

Utilizando la tecnologa comentada, ya es posible contar con lpidos estructurados para usos especficos. El mas interesante de estos es un producto identificado como Betapol (producto de Loders & Croklaan, Dinamarca), que es un triglicrido obtenido mediante un procedimiento enzimtico y cuya estructura es OPO, esto es tiene la misma estructura del triglicrido mayoritario de la leche materna humana. Mediante la adicin de este triglicrido a frmulas de remplazo a la leche materna, es posible igualar con mucho mayor aproximacin la composicin y la estereoqumica de los lpidos de la leche humana, con los beneficios nutricionales y de salud que esto conlleva. Uno de los efectos mas particulares es que un producto formulado con Betapol o con otro lpido de estructura similar, puede disminuir sustancialmente la formacin de jabones de cidos grasos saturados en el lumen intestinal, favoreciendo la formacin de deposiciones mas blandas y permitir una mejor biodisponibilidad de los cidos grasos liberados por la hidrlisis, por lo cual puede evitar o disminuir las situaciones ya comentadas de estreimiento en los lactantes.

Los lpidos estructurados tambin estn siendo utilizados en la formulacin de productos para nutricin enteral o parenteral, ya que de alguna manera es posible direccionar el destino metablico de los cidos grasos, dependiendo del tamao de la cadena y de la posicin que ocupe un determinado cido graso en la estructura del triglicrido (32). De esta forma no solo se logra obtener beneficios nutricionales en pacientes con requerimientos especficos, tambin es posible prevenir el riesgo de morbilidad y de mortalidad por algunas patologas de gran prevalencia, como es el caso de las enfermedades cardio-vasculares (33), a travs del consumo de aceites diseados con una estereoqumica especfica (9). Con esta misma tecnologa es posible desarrollar grasas o aceites con caractersticas nutricionales especficas. Por ejemplo, se han estructurado lpidos que son similares a los componentes de la manteca de cacao, con lo cual se pueden desarrollar chocolates con las mismas caractersticas funcionales y organolpticas del chocolate confeccionado con manteca de cacao natural (3). En un futuro prximo contaremos con aceites comestibles con propiedades nutricionales, organolpticas y de estabilidad trmica, ad-hoc para cada uso culinario. Estos sern aceites elaborados a partir de lpidos estructurados y sern productos "a la medida" del consumidor.

Consideraciones finales

El complejo proceso de digestin de los lpidos que es realizado por las lipasas digestivas y el proceso posterior de absorcin selectiva de los productos de hidrlisis, puede ser optimizado al incorporar en la dieta triglicridos con estructuras definidas, como es el caso de los lpidos estructurados. Si bien actualmente estos lpidos se utilizan solamente en la preparacin de productos especficos, no cabe duda que su aplicacin se extender a la formulacin de productos innovadores de consumo habitual y masivo. Es particularmente destacable la aplicacin de estos lpidos estructurados en la preparacin de frmulas para la alimentacin infantil, ya que de esta forma su composicin se aproxima con mucha fidelidad a la composicin de la grasa lctea materna, considerada como el "patrn de oro" en trminos nutricionales. El uso del Betapol en frmulas tanto de inicio como de continuacin de la lactancia, no solo favorece una mejor digestin y absorcin de los cidos grasos en el tracto digestivo, adems, disminuye considerablemente la precipitacin de jabones de calcio a partir de los cidos grasos saturados liberados por la hidrlisis enzimtica constituyendo, as, en un factor importante en la modulacin de las caractersticas fsicas de las deposiciones y en el control del estreimiento. Un aspecto importante se refiere a las regulaciones a que estn sujetos estos productos.

Betapol tiene aprobacin de FDA en USA y tambin en Europa, bsicamente porque es un producto similar al natural. Sin embargo, con la aplicacin de la tecnologa enzimtica pueden elaborarse triglicridos y fosfolpidos diferentes a los naturales, como es el caso de algunos productos que se utilizan en nutricin enteral y parenteral. No todos estos productos estn sujetos a una regulacin, por lo cual debe ser motivo de atencin por parte de las organismos reguladores la identificacin, clasificacin y regulacin del uso de estos lpidos innovadores.

RESUMEN

Los lpidos, junto con los carbohidratos y las protenas son los principales componentes de la nutricin humana, y los triglicridos son los principales lpidos presentes en los alimentos. Por lo tanto, toda modificacin en el patrn de consumo de lpidos debe estar orientada a la modificacin de la composicin y estructura de los triglicridos. La digestin de los triglicridos por la lipasas bucal, gstrica e intestinal es altamente estereoespecfica en trminos del reconocimiento por parte de estas enzimas del tipo de cido graso que est unido al glicerol. La lipasa ligual-gstrica, la lipasa pancretica, y la lipasa lctea pueden liberar cidos grasos desde diferentes posiciones de los triglicridos (sn-1, sn-2 o sn-3), permitiendo la formacin de cidos grasos libres, monoglicridos y glicerol. Los cidos grasos de cadenas superiores a C16 pueden formar jabones insolubles de calcio que precipitan en la cavidad intestinal facilitando la formacin de deposiciones de mucha consistencia, las que con frecuencia causan trastornos intestinales en nios y adultos. La frmulas que se han desarrollado para reemplazar a la leche materna, contienen lpidos de origen vegetal o animal que no simulan exactamente la estereoqumica de la leche materna, con lo cual la biodisponibilidad de los cidos grasos disminuye y se facilita la formacin a partir de estos de jabones de calcio insolubles. Esta es una causa comn de estreimiento en lactantes que no reciben lactancia materna y que solo son alimentados con frmulas. La tecnologa enzimtica permite la sntesis de triglicridos con una composicin y estereoqumica de cidos grasos definida. Estos lpidos se conocen como lpidos estructurados y estn ahora disponibles para modificar la composicin de las frmulas con el propsito de lograr una estereoqumica similar a la de la leche humana. La adicin de lpidos estructurados a las frmulas permiten proveer un perfil nutricional similar al de la leche materna, evitando la formacin de jabones insolubles y disminuyendo considerablemente el estreimiento en los lactantes.

Palabras claves: Digestin de lpidos, enzimas digestivas, estereoespecificidad de enzimas, lpidos estructurados, nutricin infantil.

Agradecimientos: Los autores agradecen a FONDECYT, FONDEF y ORDESA S.A. el apoyo a su trabajo de investigacin y extensin.

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Lpidos y lipidmicaArtculo publicado en diciembre de 2013.Jess Balsinde Instituto de Biologa y Gentica Molecular (CSIC-UVa)jbalsindeemailibgm.uva.es Descargar artculo (pdf) Los lpidos son fundamentales en la regulacin de la sealizacin celular y por ello participan decisivamente en el mantenimiento de nuestros procesos homeostticos. Pero adems, los desequilibrios en el metabolismo lipdico causan un nmero variadsimo de patologas. Para poder tratar estas enfermedades con xito, debemos saber primero qu lpidos estn implicados y qu es lo que hacen. Para este fin contamos hoy en da con una poderosa herramienta: el anlisis lipidmico basado en espectrometra de masas. En un artculo reciente en JBC, titulado con fina irona "Ejerciendo la bioqumica sin permiso", su autor H. Franklin Bunn -cientfico cuyo nombre est indisolublemente unido a la hemoglobina- nos cuenta que en el "otoo tardo" de su carrera cientfica se atrevi a adentrarse en el "arcano mundo de los lpidos" (1). La palabra arcano significa misterioso, secreto, oscuro, difcil de entender. Y s, es innegable que, a diferencia de azcares, protenas y sobre todo cidos nucleicos, los lpidos han transitado demasiado tiempo por caminos recnditos, procelosos y, sobre todo, muy poco glamurosos. Recordando que el papel biolgico tradicionalmente asignado a los lpidos es el de ejercer funciones tan bsicas como la formacin de membranas o proveer de soporte energtico a las clulas, todo esto puede llegar a entenderse y tal vez incluso a disculparse. Por fortuna, los tiempos siempre estn cambiando y la imagen reciente de los lpidos ha mejorado notablemente con el descubrimiento de que, adems de cumplir con misiones, digamos tan poco estimulantes, tambin son reguladores fundamentales de los procesos de transduccin de seal que posibilitan la correcta comunicacin intra y extracelular (2). Desde este nuevo punto de vista, puede por tanto decirse que en realidad los lpidos son las biomolculas ms importantes, ya que son imprescindibles y decisivos en la regulacin de nuestros procesos vitales. Pero adems, los desequilibrios en el metabolismo lipdico causan un gran nmero de enfermedades de elevada mortalidad y morbilidad, tales como los trastornos cardiovasculares, diabetes, artritis y Alzheimer entre muchas otras. Puesto que es obvio que nuestro objetivo como cientficos ha de ser el de intentar curar estas enfermedades, una de nuestras primeras tareas deber ser identificar qu lpidos estn implicados y cul es su funcin. Para dar respuesta a estas interrogantes disponemos hoy en da de un arma muy poderosa: la lipidmica.Como viene implcito en su denominacin, la lipidmica es el resultado de aplicar aproximaciones "micas" al estudio del total de lpidos presentes en un sistema biolgico. O, dicho de forma ms elegante, lipidmica es la "caracterizacin completa de las especies moleculares de naturaleza lipdica presentes en un sistema biolgico, as como de sus funciones con respecto a la expresin de las enzimas y protenas implicadas en su metabolismo y a su regulacin gnica" (3). As pues, la lipidmica no slo requiere complejos anlisis, sino que la informacin a obtener ha de ser puesta en el contexto biolgico adecuado a travs de la caracterizacin paralela de enzimas, genes y cualquier otro factor relacionado. Advirtase pues el nfasis integrador de la lipidmica, que, como parte que es de la metabolmica, no pretende sino dotar de significado fisipatolgico al gran nmero de datos genmicos y protemicos que las nuevas tecnologas nos ponen sobre la mesa. Y es que, en muchos casos, lo que es predictivo de enfermedad no es que un gen o protena falten o se sobreexpresen, sino las variaciones que a nivel de metabolitos producen dichos cambios (4). De ah que la lipidmica est encontrando una utilidad cada vez mayor para el diagnstico de diferentes patologas y, sobre todo, para la bsqueda de nuevos marcadores de enfermedad.La herramienta por excelencia de la lipidmica es la espectrometra de masas. Gracias a esta tecnologa es hoy posible identificar con gran sensibilidad (fmol-pmol) una enorme variedad de analitos ionizados en mezclas complejas segn su relacin masa/carga. Tambin proporciona informacin estructural mediante la fragmentacin de los iones producidos, lo que puede realizarse tantas veces como sea necesario. Entre los sistemas de ionizacin empleados habitualmente en lipidmica pueden mencionarse la ionizacin por electrospray (ESI), la ionizacin qumica a presin atmosfrica (APCI) y la ionizacin/desorcin laser asistida por matriz (MALDI). Los analizadores ms utilizados son: trampa inica, triple cuadrupolo y cuadrupolo-tiempo de vuelo (Q-ToF). Todas estas aplicaciones poseen sus ventajas e inconvenientes e, idealmente, la eleccin de la combinacin fuente de ionizacin-analizador de iones a utilizar depender del tipo de muestra a estudiar y de la informacin que se espere obtener. Existen dos modalidades diferentes de anlisis lipidmico, denominadas genricamente "lipidmica global" y "lipidmica dirigida". En la primera de ellas, el objetivo es analizar el lipidoma completo de una muestra biolgica y se realiza en la mayora de los casos inyectando la muestra directamente en el espectrmetro de masas ("shotgun lipidomics") (5). Ello redunda en gran rapidez de anlisis, pero presenta el problema de prdida de seal, que impide la deteccin de determinadas especies. En la segunda estrategia, se busca estudiar slo ciertas clases de lpidos, para lo cual el espectrmetro se acopla a un sistema de separacin cromatogrfica previa, lo que confiere gran sensibilidad, especificidad estructural y precisin cuantitativa (6).Debido a su inherente complejidad, la investigacin lipidmica presenta grandes desafos. A diferencia de lo que ocurre con la genmica y la protemica, no es posible estimar a priori ni el nmero ni la estructura qumica de todos los analitos que pueda haber en una muestra, ni es tampoco posible desarrollar mtodos nicos para la extraccin, separacin y deteccin de tantas especies moleculares distintas. Pese a ello, o quizs precisamente por ello, el mundo de los lpidos bioactivos y la lipidmica concita ltimamente tanto inters. Tal vez tildarlo de arcano no era mala idea despus de todo.

Figura. Separacin e identificacin de glicerofosfolpidos de un homogeneizado de clulas humanas U937 mediante cromatografa lquida de alta resolucin acoplada a espectrometra de masas. Abscisa: separacin cromatogrfica (tiempo de retencin); ordenada: identificacin por espectrometra de masas (relacin masa/carga, m/z).

REFERENCIAS

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