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Lípidos y su metabolismo, Apuntes de Bioquímica

Lípidos y metabolismo de las lipoproteínas

Tipo: Apuntes

2020/2021

Subido el 03/09/2021

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LÍPIDOS
LÍPIDOS
Definición: Son un grupo heterogéneo de moléculas
orgánicas insolubles o hidrofóbicas en agua.
Debido a su propiedad hidrofóbica, en el organismo se
encuentran en compartimientos, por ejemplo:
Lípidos asociados a membranas
Gotitas de triglicéridos o triacilglicerol
presentes en adipocitos
Lípidos que se transportan en la sangre
asociados a proteínas, por ejemplo:
- Lipoproteínas
- Albúmina: Transporta a los ácidos grasos
Funciones de los lípidos:
Son una fuente importante de energía para el
cuerpo, pues nos proporcionan 9kcal/g
Nos proporcionan una barrera hidrofóbica
que permite la separación de los contenidos
acuosos de la célula con las estructuras
subcelulares (mitocondria, RER, REL, etc.)
Pueden funcionar como reguladores o
coenzimas, esta función la ejercen las
vitaminas liposolubles: A, D, E y K.
Participan en el control del homeostasis del
cuerpo (prostaglandinas y hormonas
esteroides que tienen composición lipídica)
¿POR QUÉ ESTUDIAMOS A LOS LÍPIDOS
Porque las alteraciones en el metabolismo de los
lípidos pueden producir diabetes, ateroesclerosis y
obesidad
ESTRUCTURA DE ALGUNOS LÍPIDOS
Ácidos Grasos:
Son ácidos
orgánicos de
cadena larga,
tienen un grupo
carboxilo y una
cola no polar
hidrocarbonada, pueden ser saturados si tienen 1 solo
enlace simple; o pueden ser insaturados si por lo
menos tienen 1 doble enlace.
Triacilglicerol: Antes eran llamados triglicéridos, están
conformados
por una
molécula de
glicerol y 3
ácidos grasos
unidos
mediante un enlace éster.
Glicerofosfolípido: Es la unión del glicerol (alcohol), 2
ácidos
grasos, 1
ácido
fosfórico y
1 cabeza
polar (es
un grupo nitrogenado)
Esteroides: El
principal
representante es el
colesterol, este es
un anillo que tiene
un radical HO
(oxidrilo) y una cadena alifática.
Esfingoglicolípido: Está conformado por la esfingosina
(alcohol), 1 ácido
graso y 1
carbohidrato
(puede ser un
monosacárido,
disacárido y polisacárido)
DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LÍPIDOS
Hace 5 años se realizó un estudio denominado ELAS a
nivel de América Latina, donde se obtuvo como
resultado que
o La ingesta calórica promedio de los peruanos es
de 2030 kilocalorías diarias, de esa cantidad
diaria el 22% está compuesto de lípidos (sabiendo
que lo ideal es de 30% a 35%). Esto quiere decir
que Consumimos lípidos en menor porcentaje a lo
recomendado porque el mayor componente de
nuestra dieta son los carbohidratos
De estos lípidos el 90% está constituido por
Triacilgliceroles
Pero existen otros lípidos como: colesterol, ésteres de
colesterilo (colesterol esterificado + ácido graso),
fosfolípidos y ácidos grasos no esterificados (también
llamados libres)
La digestión inicia en el estómago
Los ácidos grasos de cadena corta o media (o sea, los
que tienen menos de 12 carbonos) van a ser catalizados
por una lipasa lingual
Además, a este nivel actúa una lipasa gástrica.
Dato: Este proceso es importante en la digestión de los
neonatos (pues su principal fuente de calorías es la leche y
también en pacientes que padecen insuficiencia
pancreática, por ejemplo, los que tienen fibrosis quística.
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¡Descarga Lípidos y su metabolismo y más Apuntes en PDF de Bioquímica solo en Docsity!

LÍPIDOS

LÍPIDOS

Definición: Son un grupo heterogéneo de moléculas

orgánicas insolubles o hidrofóbicas en agua.

Debido a su propiedad hidrofóbica, en el organismo se

encuentran en compartimientos, por ejemplo:

 Lípidos asociados a membranas

 Gotitas de triglicéridos o triacilglicerol

presentes en adipocitos

 Lípidos que se transportan en la sangre

asociados a proteínas, por ejemplo:

  • Lipoproteínas
  • Albúmina: Transporta a los ácidos grasos

Funciones de los lípidos:

 Son una fuente importante de energía para el

cuerpo, pues nos proporcionan 9kcal/g

 Nos proporcionan una barrera hidrofóbica

que permite la separación de los contenidos

acuosos de la célula con las estructuras

subcelulares (mitocondria, RER, REL, etc.)

 Pueden funcionar como reguladores o

coenzimas, esta función la ejercen las

vitaminas liposolubles: A, D, E y K.

 Participan en el control del homeostasis del

cuerpo (prostaglandinas y hormonas

esteroides que tienen composición lipídica)

¿POR QUÉ ESTUDIAMOS A LOS LÍPIDOS

Porque las alteraciones en el metabolismo de los

lípidos pueden producir diabetes, ateroesclerosis y

obesidad

ESTRUCTURA DE ALGUNOS LÍPIDOS

Ácidos Grasos:

Son ácidos

orgánicos de

cadena larga,

tienen un grupo

carboxilo y una

cola no polar

hidrocarbonada, pueden ser saturados si tienen 1 solo

enlace simple; o pueden ser insaturados si por lo

menos tienen 1 doble enlace.

Triacilglicerol: Antes eran llamados triglicéridos, están

conformados

por una

molécula de

glicerol y 3

ácidos grasos

unidos

mediante un enlace éster.

Glicerofosfolípido: Es la unión del glicerol (alcohol), 2

ácidos

grasos, 1

ácido

fosfórico y

1 cabeza

polar (es

un grupo nitrogenado)

Esteroides: El

principal

representante es el

colesterol, este es

un anillo que tiene

un radical HO

(oxidrilo) y una cadena alifática.

Esfingoglicolípido: Está conformado por la esfingosina

(alcohol), 1 ácido

graso y 1

carbohidrato

(puede ser un

monosacárido,

disacárido y polisacárido)

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LÍPIDOS

 Hace 5 años se realizó un estudio denominado ELAS a nivel de América Latina, donde se obtuvo como resultado que o La ingesta calórica promedio de los peruanos es de 2030 kilocalorías diarias, de esa cantidad diaria el 22% está compuesto de lípidos (sabiendo que lo ideal es de 30% a 35%). Esto quiere decir que Consumimos lípidos en menor porcentaje a lo recomendado porque el mayor componente de nuestra dieta son los carbohidratos  De estos lípidos el 90% está constituido por Triacilgliceroles  Pero existen otros lípidos como: colesterol, ésteres de

colesterilo (colesterol esterificado + ácido graso),

fosfolípidos y ácidos grasos no esterificados (también llamados libres)

La digestión inicia en el estómago

 Los ácidos grasos de cadena corta o media (o sea, los que tienen menos de 12 carbonos) van a ser catalizados por una lipasa lingual  Además, a este nivel actúa una lipasa gástrica. Dato: Este proceso es importante en la digestión de los neonatos (pues su principal fuente de calorías es la leche y también en pacientes que padecen insuficiencia pancreática, por ejemplo, los que tienen fibrosis quística.

Los lípidos son emulsificados en el intestino delgado  En el duodeno se emulsionan los lípidos de los alimentos.  Lo anterior permite aumentar el área superficial de las gotas lipídicas hidrófobas para que actúen las enzimas en forma eficaz. Esto se realiza por 2 mecanismos:

  1. Usando las propiedades detergentes de las sales biliares conjugadas
  2. Proceso mecánico de mezcla por el peristaltismo del intestino.  Las sales biliares interactúan con las partículas lipídicas de los alimentos y el contenido acuoso del duodeno, de esta forma estabilizan las partículas a medida que se vuelven más pequeñas por el peristaltismo y evitan su coalescencia. Sales Biliares – Características  Se producen en el hígado y se almacenan en la vesícula biliar (pregunta de examen)  Son derivados anfipáticos del colesterol  Las sales conjugadas constan de una estructura esteroidea unido a una molécula de glicina o taurina mediante un enlace covalente de tipo amida.  Esto quiere decir que los ácidos biliares, sea ácido cólico o ácido quenodesoxícólico + la glicina o taurina = sales biliares. Como ejemplo, vemos en la imagen al ácido glucocólico que es una sal biliar conjugada y está formada por: ácido fólico (derivado de colesterol) + la glicina. En el páncreas son degradadas por enzimas pancreáticas Hidrólisis del Triacilglicerol  La lipasa pancreática hidroliza los ácidos grasos en los carbonos 1 y 3, quedando como productos el 2- monoacilglicerol y liberando ácidos grasos libres.  Actúa también la colipasa, que tiene la función de anclar a la interfase lipídica/acuosa y restablece la actividad de la lipasa en presencia de inhibidores como las sales biliares. Dato: En el mercado existe un fármaco que se utiliza en el tratamiento de obesidad que es el Orlistat que inhibe las lipasas, reduciendo la absorción de grasa. Hidrólisis de los ésteres de colesterilo  Son hidrolizados por la enzima colesterol esterasa, produciendo colesterol libre más ácidos grasos, se debe tener en cuenta que la actividad de la enzima aumenta con las sales biliares. Hidrólisis de los fosfolípidos  Son hidrolizados por acción de la enzima fosfolipasa A2, produciendo un lisofosfolípido y ácido graso. Control hormonal de la secreción pancreática de enzimas Está controlada por 2 hormonas:  Colecistocinina (CCK): Es producida por las células de la mucosa del duodeno y yeyuno. Tiene como función contraer la vesícula biliar, permitiendo la liberación de la bilis (que es una mezcla de sales biliares, fosfolípidos colesterol libre) e inducen la liberación de enzimas pancreáticas. También reduce la motilidad gástrica.  Secretina: Induce la liberación de contenido pancreático rico en bicarbonato, de esta manera permite un pH neutro, que es óptimo para que actúen las enzimas como la lipasa y colipasa. Absorción por enterocitos  Los Ácidos grasos, él colesterol, el 2 - monoacilglicerol (productos de la digestión enzimática) junto a las sales biliares y vitaminas liposolubles, forman micelas mixtas, que son solubles en medios acuosos, porque tienen una parte hidrofílica y en su interior la parte hidrófoba.  La superficie hidrófila de las micelas facilita el transporte de los lípidos, hacia la membrana de los enterocitos, para ser absorbidas.  Las sales biliares se absorben en el íleon terminal.  Los ácidos grasos de cadena corta y media son solubles en agua y no necesitan ayuda de micelas para su absorción

 LDL: lipoproteínas de baja densidad  HDL: lipoproteínas de alta densidad Dato: Estas lipoproteínas difieren en la composición, el tamaño, la densidad y el lugar de origen de los lípidos y proteínas. Composición de las lipoproteínas plasmáticas  Se componen de un núcleo lipídico neutro: contiene triacilglicerol (TAG) y esteres de colesterilo, rodeado de una capa de apolipoproteínas anfipáticas, fosfolípidos y colesterol no esterificado (libre).  Estos compuestos (parte externa) están orientados de forma que sus porciones polares están expuestas en la superficie de la lipoproteína, haciendo que la partícula sea soluble en una disolución acuosa.  Los TAG y el colesterol transportado proceden de la dieta (origen exógeno) o proceden de la síntesis de novo (origen endógeno). Nota: Se puede decir que las lipoproteínas son una especie de carros cuyos pasajeros son los triglicéridos y el colesterol esterificado Tamaño y densidad  Los quilomicrones son las partículas lipoproteícas de menor densidad y mayor tamaño, y que contienen el mayor porcentaje de lípidos (como TAG) y el menor porcentaje de proteínas.  Las partículas VLDL y LDL son sucesivamente más densas, presentando mayores cocientes de proteínas a lípidos.  Las HDL son las más pequeñas y densas. En esta microfotografía electrónica podemos apreciar el orden de mayor a menor en diámetro de las lipoproteínas plasmáticas, y va de esta manera:

  1. Quilomicrones: Hasta 500 nm de diámetro
  2. VLDL: Hasta 28-70 nm de diámetro
  3. LDL: Hasta 20-25 nm de diámetro
  4. HDL: Hasta 8-11 nm de diámetro TAMAÑO Y DENSIDAD APROXIMADA DE LAS LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
  • Si nos centramos en el tamaño, los quilomicrones son las de mayor tamaño y las HDL de menor tamaño
  • Lo contrario sucede si nos centramos en la densidad en g/ml, los de mayor densidad son las HDL y las de menor densidad son los quilomicrones Tamaño y densidad de las lipoproteínas plasmáticas
  • Las lipoproteínas plasmáticas pueden separarse en función de su movilidad electroforética o de su densidad por ultracentrifugación. En esta imagen vemos el resultado de una electroforesis de lipoproteínas, donde vemos que cada una ellas tienen diferentes movilidades, se ve lo siguiente:
  • Las HDL o alfa-lipoproteínas (de acuerdo a esta electroforesis) migran al ánodo (polo positivo)
  • Las VLDL o pre-beta-lipoproteína (de acuerdo a esta electroforesis)
  • Las LDL o beta- lipoproteína (de acuerdo a esta electroforesis)
  • Los quilomicrones que migran muy poco al origen, debido a su tamaño

Composición de las lipoproteínas plasmáticas

  • En amarillo observamos a los triacilgliceroles, que se encuentra en un 90% en los quilomicrones, en 60% en las VLDL, en un 8% en las LDL y en 5% en las HDL.
  • En azul observamos a las proteínas, que en las HDL se encuentran en un 40%, en las LDL en un 20%, en las VLDL 5% y en los quilomicrones en un 2%.
  • En celeste observamos a los fosfolípidos, que en las LDL se encuentran en un 22%, en las HDL se encuentran en un 30%, en las VLDL en un 15% y en los quilomicrones en un 3%.
  • En anaranjado observamos al colesterol y los ésteres de colesterilo, en las LDL se encuentran en un 50%, en las HDL en un 25%, en las VLDL en un 20% y en los quilomicrones en un 5% Apolipoproteínas Sus funciones son:  Proporcionar sitios de reconocimiento para receptores de la superficie celular.  Servir de activadores o coenzimas para las enzimas que intervienen en el metabolismo de las lipoproteínas, como la lipoproteína lipasa.  Algunas constituyen componentes estructurales esenciales de las partículas y no pueden ser eliminadas mientras que otras se transfieren libremente entre las lipoproteínas.  Se dividen por estructura y función en varias clases principales, denominadas por letras y cada clase se divide en subclases (por ejemplo: Una clase es la apo C, a su vez se subdivide en subclases apo C-I, apo C- II, apo C-III)

METABOLISMO DE LOS QUILOMICRONES

Se ensamblan en las células de la mucosa intestinal y su función es transportar los TAG exógenos (90 %), el colesterol, las vitaminas liposolubles y los esteres de colesterilo alimentarios hacia los tejidos periféricos. Primero, se da la síntesis de las apolipoproteínas  La síntesis de la apo B-48 comienza en el RE Luego, se da el ensamblaje de los quilomicrones

  • Las partículas se empaquetan en vesículas secretoras. Se fusionan con la membrana plasmática liberando la lipoproteína que entra al sistema linfático y luego viaja a la sangre En la sangre, ocurre la modificación de las partículas de los quilomicrones nacientes  Este es funcionalmente incompleto, al llegar al plasma recibe apo E y C, cuya fuente es la HDL circulante. Degradación de TAG mediante la enzima lipoproteína lipasa (LPL)  La LPL es una enzima extracelular anclada en las paredes capilares del tejido adiposo y muscular. Es activada por la apo C-II, hidroliza el TAG contenido en el quilomicrón y proporciona ácidos grasos y glicerol. Regulación de la actividad de la LPL  Es regulada por el estado nutricional y la concentración hormonal. Ejemplo: Luego de comer (tenemos la insulina elevada), entonces la síntesis de la enzima LPL aumenta en el tejido adiposo y disminuye en el musculo. Por último, ocurre la formación de Remanentes de Quilomicrón  El 90% de los TAG es degradada, por eso la partícula disminuye de tamaño y su densidad aumenta. La apo C vuelven a las HDL. El remanente es retirado de la circulación por el hígado que tiene receptores específicos para la apo E, ingresando por endocitosis. 1. Las células de la mucosa intestinal van a secretar los quilomicrones nacientes ricos en triglicéridos que son derivados de la dieta (son de vía exógena) 2. Luego, la Apo C-II y la apo E se transfieren a partir de las HDL al quilomicrón naciente, estos viajan hacia los tejidos. 3. En donde, en los capilares encontramos a la enzima lipoproteína lipasa que es activada por la apo C-II, por lo tanto, se degradan los triglicéridos en quilomicrones. Los ácidos grasos se liberan y se van a los tejidos y los gliceroles liberados viajan al hígado 4. Las lipoproteínas devuelven la Apo C-II y la apo E a las HDL. 5. Estos remanentes de quilomicrones ricos en colesterol esterificado se unen a través de receptores Apo E específicos en el hígado y se va a endocitar

c. La vesícula que contiene LDL pierde su recubrimiento de clatrina y se fusiona con otras vesículas similares formando los endosomas. d. El pH del endosoma disminuye y se separa la LDL de su receptor, estos migran a un lado del endosoma y las LDL permanecen libres en la luz de la vesícula. e. Los receptores se reciclan y los remanentes se transfieren a lisosomas y son degradados por hidrolasas acidas liberando colesterol libre, aminoácidos, ácidos grasos y fosfolípidos, para volver a ser utilizados por la célula. Las LDL van a ser reconocidas por receptores específicos de la Apo B100, ingresan a las células por endocitosis y van a estar rodeados por la proteína estabilizadora clatrina. Las vesículas se transforman en endosomas, se va liberar la clatrina que va regresar a la superficie, el pH del endosoma disminuye y se liberan todos los componentes, los receptores de LDL se van a reciclar de nuevo hacia la superficie celular y estos componentes liberados forman aminoácidos y liberan colesterol hacia el hígado

  1. Efecto del colesterol endocitado sobre la homeostasis del colesterol celular  Va a Inhibir de la enzima HMG-CoA reductasa (hidroxi- metil-glutavil coenzima A reductasa, clave en la síntesis de colesterol)  Disminuye la síntesis del receptor de LDL nueva.  Si no se necesita se esterifica mediante la acil-CoA (colesterol aciltransferasa (ACAT).
  2. Captación de las LDL, químicamente por receptores barredores de macrófagos.  Los macrófagos poseen niveles elevados de receptores barredores de clase A (RB-A), capaces de unir varios ligandos y median la endocitosis de las LDL químicamente modificados por oxidación de los componentes lipídicos o de la apo B. Los esteres de colesterilo se acumulan en los macrófagos, se transforman en células espumosas que participan en la formación de la placa aterosclerótica.

METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS DE

ALTA DENSIDAD (HDL)

Las HDL constituyen una familia heterogénea de lipoproteínas con un metabolismo complejo. Se forman en la sangre mediante la adición de lípido a la apo A-1, producida en el hígado e intestino. La apo A-1 representa el 70% de las apo de las HDL. Funciones: a) Provisión de apolipoproteínas.  Son una reserva circulante de apo C-II (VLDL y quilomicrones, activador de la LPL) y de apo E (endocitosis de quilomicrón e IDL). b) Absorción de colesterol no esterificado  Las HDL nacientes son partículas discoidales que contienen fosfolípidos y las apo A, C y E. Captan colesterol de tejidos periféricos y lo devuelven al hígado como esteres de colesterilo. c) Esterificación del colesterol  Una vez captada por las HDL, el colesterol es inmediatamente esterificado por acción de la enzima plasmática: lecitina colesterol aciltransferasa (LCAT) sintetizada en el hígado.  La LACT se une a la HDL naciente y es activada por la apo A-I.  Transfiere el ácido graso del carbono 2 de la fosfatidilcolina al colesterol, resultando un éster de colesterilo hidrófobo secuestrado en el núcleo de la HDL y lisofosfatidilcolina que se une a la albumina.  A medida que la HDL naciente acumula esteres de colesterilo se convierte en una HDL3 esférica pobre en esteres y luego en HDL2 rica en ésteres y se transporta al hígado.  La enzima PETC desplaza algunos de los esteres de la HDL a la VLDL a cambio de TAG lo cual inhibe la enzima LACT. d) Transporte inverso del colesterol  La transferencia selectiva de colesterol desde las células periféricas a las HDL, desde las HDL al hígado y a las células para síntesis de hormonas, es un componente clave del homeostasis del colesterol.

 Este proceso es en parte la base de la relación inversa observada entre la concentración de HDL y la aterosclerosis (colesterol “bueno”).  El ejercicio y el estrógeno aumentan la HDL.  Este proceso consiste en el flujo de salida del colesterol desde las células periféricas a las HDL, la esterificación del colesterol por la LACT, la unión de las HDL2 ricas en esteres de colesterilo al hígado y la transferencia selectiva de estos esteres a estas células y la liberación de HDL3 carente de lípidos.  El flujo de salida de colesterol desde las células periféricas esta mediado por la proteína transportadora ABACA1.  La captación de esteres de colesterilo por el hígado esta mediada por un receptor de la superficie celular: RB-B1 (receptor barredor de clase B, tipo 1), que se une a la HDL.  No se absorbe la partícula de HDL propiamente, sino que hay una absorción selectiva del éster de colesterilo de la partícula de HDL.  La lipasa hepática también participa en la conversión de HDL 2 en HDL 3.

  • La HDL naciente de forma discoidal se va transformar en HDL3, acá recibe el colesterol libre de los tejidos periféricos, está HDL3 se transforma en HDL2, esta transfiere al VLDL y al colesterol, luego parte de esta HDL regresa hacia el hígado.

RESUMEN DEL TEMA

Las lipoproteínas son 4: HDL, VLDL, LDL y los quilomicrones

  • Las HDL se sintetizan en el hígado e intestino.
  • Las LDL en el hígado.
  • Los quilomicrones en el intestino
  • Las VLDL en el hígado Las HDL están compuestas por colesterol elevado, menor nivel de triglicéridos. Las VLDL tiene alta concentración de triglicéridos y baja de colesterol. La LDL bajo en triglicéridos y colesterol mucho más alto que los demás. Los quilomicrones tienen la mayor cantidad de triglicéridos y una menor de colesterol. Funciones:
    • Las HDL envían colesterol desde los tejidos periféricos al hígado para su eliminación.
    • Las VLDL envían triglicéridos endógenos a los tejidos periféricos.
    • Las LDL envían colesterol a los tejidos periféricos y de regreso al hígado.
    • Los quilomicrones envían triglicéridos de la dieta (exógenos) a los tejidos periféricos En esta fotografía se observa de plasma.
    • Vemos que el plasma luego de ayuno tiene una coloración transparente.
    • Vemos que el plasma luego de la ingesta tiene un color turbio, se sospecha que es un paciente con alteración metabólica ALTERACIONES METABÓLICAS DE LOS LÍPIDOS  Hiperlipoproteinemia tipo I o quilomicronemia hereditaria, por deficiencia de LPL o de apo C-II, provocando muy altas concentraciones de triglicéridos en plasma (≥ 1 000 mg/dL) incluso en el ayuno. Tienen un alto riesgo de tener pancreatitis aguda.  Hiperlipoproteinemia hereditaria tipo III (disbetalipoproteinemia hereditaria o enfermedad de beta ancha), con hipercolesterolemia y ateroesclerosis prematura. Apo E-2 se une mal a los receptores y los pacientes homocigóticos para apo E- 2 presentan una eliminación deficiente de IDL y de remanentes de quilomicrones.  Hiperlipidemia tipo IIa (hipercolesterolemia hereditaria), presentan ateroesclerosis prematura, por defectos en la síntesis de los receptores funcionales de LDL causando una elevación significativa en LDL-C del plasma.  El hígado graso no alcohólico (esteatosis hepática), se presenta en condiciones en las que hay un desequilibrio entre la síntesis de TAG hepático y la secreción de VLDL. Tales condiciones incluyen obesidad y diabetes mellitus tipo 2.