Digestión de los lípidos: pasos, enzimas y productos

La digestión y absorción de los lípidos son procesos complejos. En ellos intervienen enzimas solubles, sustratos con diferente grado de solubilidad, y se producen principalmente en el estómago y el intestino delgado.
Los lípidos dietéticos son los triglicéridos, los fosfolípidos, los esteroides, especialmente el colesterol y los ésteres de colesterol, las vitaminas liposolubles, es decir, la vitamina A, D, E y K, y los carotenoides.
Los lípidos pueden ser sólidos o líquidos a temperatura ambiente y se denominan grasas y aceites, respectivamente.

• Los triglicéridos o triacilgliceroles representan aproximadamente el 90% de los lípidos de la dieta. Están formados por una molécula de glicerol esterificada a tres ácidos grasos, en su mayoría ácidos grasos de cadena larga (16-20 átomos de carbono). Tienen una densidad energética que duplica la de los hidratos de carbono (9 kcal/g frente a unas 3,75) y la de los aminoácidos. Deben liberar sus ácidos grasos para ser utilizados como fuente de energía.
• Los fosfolípidos, principales constituyentes de las membranas biológicas, están formados por una molécula de glicerol esterificada con dos ácidos grasos en las posiciones sn-1 y sn-2, y un ácido fosfórico en la posición sn-3. A su vez, el grupo fosfato se une a un grupo hidrófilo, como la colina, la serina o el inositol, mediante un enlace éster. La ingesta diaria de fosfolípidos es baja, de 1 a 2 g; sin embargo, también se vierten fosfolípidos biliares en el intestino delgado, unos 10-20 g al día, sobre todo fosfatidilcolina.
• El colesterol y sus ésteres, junto con pequeñas cantidades de hormonas esteroides, sólo se encuentran en los productos animales, a diferencia de los lípidos vistos hasta ahora que también se encuentran en los productos vegetales.
  En el intestino delgado, además del colesterol dietético (que no debe superar los 300 mg/día), también hay colesterol biliar, aproximadamente 1 g/día. Tanto el colesterol dietético como el biliar se encuentran en su mayoría en forma no esterificada, alrededor del 85-90%, la única forma de colesterol que puede absorberse en el intestino delgado.
  Al igual que las vitaminas, incluso esta molécula esteroidea no es una fuente de energía.
  Una variedad de estanoles y esteroles vegetales, en particular el β-sitosterol (que no se absorbe en condiciones fisiológicas), también se incluyen entre los esteroides dietéticos.

A pesar de que las sociedades científicas recomiendan una ingesta de lípidos (básicamente triacilgliceroles) que no supere el 30% de la ingesta calórica diaria, en la dieta occidental, las grasas y aceites aportan entre el 30 y el 45% de la ingesta calórica diaria.

La hidrofobia, una de las propiedades distintivas de muchos lípidos de la dieta, que hace que los triglicéridos sean excelentes moléculas para el almacenamiento de energía, crea problemas cuando dichas moléculas se digieren en el tracto gastrointestinal, se absorben en el intestino delgado y, finalmente, se transportan en la circulación tras su absorción o movilización desde las reservas corporales.
En efecto, los lípidos como los triglicéridos con ácidos grasos de cadena larga, y el colesterol y los ésteres de vitaminas liposolubles son extremadamente hidrofóbicos, y se agregan en grandes gotas en el estómago y el intestino delgado. Estas gotas se emulsionan para permitir que las hidrolasas catalicen la digestión de los lípidos.

CONTENIDOS

• Pasos, enzimas y productos
  • Digestión de los lípidos y lipasa lingual
  • Digestión de los lípidos y lipasa gástrica
  • Las sales biliares y la emulsión de las gotas de lípidos
  • Digestión de los lípidos y lipasa pancreática
  • Digestión de lípidos y lipasa en la leche materna
  • Digestión de lípidos y colesterol esterasa
  • Digestión de lípidos y fosfolipasas

Pasos, enzimas y productos

La digestión de los lípidos comienza en la boca, continúa en el estómago y termina en el intestino delgado.
Las enzimas que participan en la digestión del triacilglicerol se denominan lipasas (EC 3.1.1.3). Son proteínas que catalizan la hidrólisis parcial de los triglicéridos en una mezcla de ácidos grasos libres y acilgliceroles. Existen varias lipasas, la más importante de las cuales es producida por el páncreas exocrino; las otras son la lipasa lingual, la lipasa gástrica y la lipasa de la leche materna.



Otras enzimas implicadas en la digestión de los lípidos son la colesterol esterasa y las fosfolipasas A1 y A2.

Digestión de los lípidos y lipasa lingual

En la boca, los alimentos se rompen en pequeñas partículas y se mezclan con la lipasa lingual.
La enzima es producida y secretada por las glándulas serosas linguales, también llamadas glándulas de von Ebner.
Es estable en un entorno ácido y, por tanto, permanece activa en el estómago, y también en el intestino delgado en el caso de que no haya una secreción pancreática adecuada de bicarbonato.
La reacción catalizada por la enzima libera un único ácido graso, preferentemente un ácido graso de cadena corta o media, y un 1,2-diacilglicerol, que se hidroliza en el duodeno.
Nota: los ácidos grasos de cadena corta se esterifican principalmente en la posición sn-3 del triacilglicerol.
La lipasa lingual desempeña un papel modesto en la digestión de los triacilgliceroles, ya que:

• tiene una actividad más lenta que la lipasa pancreática;
• actúa en el estómago, un medio acuoso en el que los lípidos tienden a coalescer, formando una fase separada del medio circundante, lo que limita las oportunidades de la enzima para hidrolizar los triacilgliceroles.

La actividad de la lipasa lingual no es especialmente importante para los adultos sanos. Por el contrario, es muy importante para los lactantes, en los que la lipasa pancreática es todavía inmadura, favorecida también por el hecho de que los triglicéridos de la leche son ricos en ácidos grasos de cadena corta y media. Además, al igual que la lipasa gástrica (véase más adelante), es capaz de penetrar en los glóbulos de grasa de la leche, iniciando así el proceso digestivo (la lipasa pancreática no es capaz de penetrar en estos glóbulos de grasa).
Obviamente, la acción de esta enzima es importante también cuando la lipasa pancreática está ausente.
Como la lengua es sensible al sabor de los ácidos grasos libres, especialmente los poliinsaturados, más que al de los triglicéridos, la actividad de la lipasa lingual podría desempeñar un papel en la detección de los alimentos grasos como fuente de energía y, por tanto, influir en la elección de los alimentos.
Por último, la liberación de los ácidos grasos de cadena corta y media y de los diacilgliceroles es importante también porque son moléculas anfipáticas, es decir, tienen una región hidrofílica, que interactúa con la fase acuosa circundante, y una región hidrofóbica, que se orienta hacia el núcleo de las gotas de lípidos. Debido a la acción de estos tensioactivos, las gotas de grasa obtienen una superficie hidrofílica, es decir, una interfaz estable con la fase acuosa circundante. Esto, junto con la acción de agitación del estómago, conduce a la formación de una emulsión de gotas, que disminuyen de tamaño. La emulsión será entonces liberada en el duodeno como quimo. Otras moléculas anfipáticas presentes en los alimentos son la lecitina y los fosfolípidos, y todas juntas permiten aumentar la superficie disponible para la actividad de la hidrolasa.
En el estómago, los lípidos se mezclan también con el jugo gástrico y el ácido clorhídrico. El ácido también desnaturaliza las proteínas de los complejos lípido-proteína; los polipéptidos son entonces digeridos por las proteasas gástricas, y los lípidos son liberados.

Digestión de lípidos y lipasa gástrica

En el estómago, los lípidos son hidrolizados también por una segunda lipasa ácida, la lipasa gástrica. Esta enzima es secretada por las células principales de la mucosa gástrica, y tiene un pH óptimo alrededor de 4, pero sigue siendo bastante activa en valores de pH menos ácidos, de 6 a 6,5. Por lo tanto, es probable que permanezca activa incluso en la parte superior del duodeno, donde el pH está entre 6 y 7.
La enzima cataliza preferentemente la hidrólisis de triglicéridos con ácidos grasos de cadena corta y media, pero también puede hidrolizar ácidos grasos de cadena larga. Independientemente del tipo de ácidos grasos, la lipasa gástrica escinde preferentemente los que se encuentran en la posición sn-3, dando lugar a la liberación de un ácido graso libre y un 1,2-diacilglicerol, moléculas que pueden actuar como tensioactivos, como se ha visto anteriormente.
Al igual que la lipasa lingual, es particularmente activa sobre los triglicéridos de la leche, también de la leche materna, que son ricos en ácidos grasos de cadena corta y media. Además, también es activa en los triacilgliceroles de algunos aceites tropicales, por ejemplo, el aceite de coco, que son ricos en ácidos grasos de cadena media.
La enzima puede representar entre el 10 y el 30% de la hidrólisis de triacilglicerol que se produce en el tracto gastrointestinal, y hasta el 50% en los lactantes alimentados con leche materna.

Las sales biliares y la emulsión de gotas de lípidos

El quimo, que contiene una emulsión de lípidos formada por gotas de diámetro inferior a 0,5 mm, entra en la porción superior del intestino delgado, el duodeno, donde continúa la hidrólisis de los triglicéridos.



En el duodeno, el quimo se mezcla con la bilis, cuya liberación por parte de la vesícula biliar es estimulada por la colecistoquinina, hormona secretada por las células de la mucosa del duodeno y del yeyuno en respuesta a la ingestión de una comida, especialmente si es rica en grasas. En la bilis, entre otros componentes, hay sales biliares, fosfolípidos y colesterol. Las sales biliares son ácidos biliares conjugados con glicina o taurina. A su vez, los ácidos biliares son derivados oxigenados del colesterol. Tanto los ácidos biliares como las sales biliares son sintetizados por el hígado. Son moléculas anfipáticas, en cuya estructura anular planar se puede identificar una cara hidrofóbica y otra hidrofílica. Por lo tanto, son capaces de emulsionar aún más las gotas de lípidos, aumentando la superficie para la actividad de la hidrolasa.
En particular, las sales de ácido cólico, que contienen tres grupos hidroxilos, son mejores emulsionantes que las sales de ácido desoxicólico, que en cambio sólo contienen dos grupos hidroxilos.
Nota: la vesícula biliar secreta unos 30 g de sales biliares cada día, junto con fosfolípidos y colesterol. La mayor parte de las sales biliares y el colesterol se reabsorben después, de modo que la pérdida fecal diaria de sales biliares y esteroides es bastante baja, de 0,2-1 g.
El mecanismo de peristaltismo y los tensioactivos vistos hasta ahora (ácidos grasos libres, acilgliceroles, fosfolípidos y sales biliares) aseguran la formación de micelas microscópicas, que aumentan aún más las áreas de superficie disponibles para las actividades enzimáticas hidrolíticas.

Hay que subrayar que los triacilgliceroles con ácidos grasos de cadena corta y media pueden ser tanto hidrolizados como absorbidos en ausencia de sales biliares, aunque su presencia aumenta la absorción.

Digestión de los lípidos y lipasa pancreática

La colecistoquinina también estimula al páncreas exocrino para que secrete un jugo pancreático que contiene, entre otras moléculas, lipasa pancreática. Esta enzima cataliza la digestión de la mayoría de los triglicéridos ingeridos, principalmente en la porción superior del yeyuno, y tiene un pH óptimo de 7,0 a 8,8 (por lo tanto, no es una lipasa ácida, como las lipasas linguales y gástricas). Cataliza la escisión de los ácidos grasos, normalmente con 10 o más átomos de carbono, principalmente en las posiciones sn-1 y sn-3 del esqueleto de glicerol. Los productos de la reacción son ácidos grasos libres y 2-monoacilgliceroles. El 2-monoacilglicerol, la forma principal en la que se absorben los monoacilgliceroles en el intestino delgado, puede sufrir un proceso de isomerización en el que el ácido graso restante se desplaza al carbono 1 o 3. Sin embargo, la velocidad de isomerización es más lenta que la velocidad de absorción de la molécula desde el intestino delgado. In vitro, la lipasa pancreática es inhibida por las sales biliares, mientras que in vivo hidroliza los triglicéridos de forma muy eficiente, debido a la presencia de un cofactor proteico secretado por el páncreas exocrino, la colipasa. Esta proteína no tiene actividad catalítica, se produce en forma inactiva, llamada procolipasa, y es activada por la tripsina en el duodeno. Las gotas de lípidos están recubiertas de fosfolípidos y sales biliares, que les confieren una carga negativa que impide la unión de la lipasa, pero atrae a la colipasa. A su vez, la colipasa se une a la lipasa pancreática (la lipasa y la colipasa se unen en una proporción molar de 1:1), anclando así la enzima a la interfaz agua-lípido de las gotas de lípidos.

Digestión de lípidos y lipasa en la leche materna

Esta lipasa tiene un pH óptimo neutro, y es estimulada por las sales biliares. La enzima contribuye sustancialmente a la hidrólisis de los triglicéridos en el intestino de los bebés alimentados con leche materna.
En cambio, no hay lipasas en la leche de vaca.

Digestión de los lípidos y colesterol esterasa

Otra enzima presente en el jugo pancreático es la colesterol esterasa (EC 3.1.1.13). La enzima, sintetizada y secretada en forma activa por el páncreas exocrino, es una lipasa con amplia especificidad, siendo activa sobre:

• esteres de colesterol, con colesterol y ácidos grasos libres como productos de reacción;
• triglicéridos, en los que hidroliza los tres enlaces éster, por lo que también se denomina esterasa inespecífica (hidroliza entre el 10% y el 15% de los triglicéridos de la dieta);
• monoacilgliceroles;
• fosfolípidos;
• ésteres de vitaminas A y D.



Al igual que la fosfolipasa A2 (véase más adelante), es principalmente activa sobre los ésteres de colesterol incorporados a las micelas de sales biliares. A diferencia de la lipasa pancreática, su actividad es estimulada por sales biliares, principalmente sales trihidroxi, como el taurocolato de sodio y el glucocolato. Estas sales inducen un cambio conformacional de la proteína que activa la enzima. Además, las sales de trihidroxi promueven su autoasociación en agregados poliméricos, que la protegen de la acción de las proteasas en la luz intestinal.

Digestión de los lípidos y fosfolipasas

La digestión de los fosfolípidos la realizan las fosfolipasas, principalmente la fosfolipasa A2 (EC 3.1.1.4). La enzima está presente en el jugo pancreático en forma de un zimógeno, llamado profosfolipasas A2, y es activada por la tripsina , enzima implicada en la digestión de las proteínas. La fosfolipasa A2 cataliza específicamente la escisión del ácido graso en la posición sn-2 de los fosfolípidos, mientras que tiene una amplia especificidad con respecto tanto a la longitud de la cadena de carbono del ácido graso objetivo como a los grupos de cabeza polares de los fosfolípidos.



Como se ha visto anteriormente, la mayor parte de los fosfolípidos presentes en la luz intestinal son de origen biliar, y sólo una pequeña fracción procede de la dieta. En la bilis, los fosfolípidos forman micelas con el colesterol y las sales biliares, y en la luz intestinal se distribuyen entre las gotas de lípidos y estas micelas, con preferencia por estas últimas. Y en las micelas, los fosfolípidos, principalmente la fosfatidilcolina, actúan como sustrato. En el caso de la fosfatidilcolina, un ácido graso libre y la lisofosfatidilcolina (un lisofosfolípido) son los productos de la reacción.
En el jugo pancreático, está presente también la fosfolipasa A1, que elimina el ácido graso en la posición sn-1 del fosfolípido.
En la mucosa intestinal, parece haber una tercera actividad fosfolipasa, modesta, gracias a una enzima intrínseca de la membrana. Esta enzima se denomina fosfolipasa B o retinil éster hidrolasa, siendo activa también sobre los ésteres de vitamina A.
La digestión de los fosfolípidos puede terminar con la formación de un ácido graso libre y un lisofosfolípido o puede ser completa.

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