Metabolismo De Lipídeos: Bioquímica Geral

Bioquímica geral

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Metabolismo de Lipídeos

Hemerson Rosa

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Como os ursos conseguem ficar longos períodos hibernando?

Metabolismo de Lipídeos Catabolismo Fontes lipídicas

Estoque – Tecido adiposo

Dieta

Síntese e exportação p outros tecidos

As gorduras e óleos usados quase universalmente como armazenamento de energia nos seres vivos são derivados de ácidos graxos

Digestão, mobilização e transporte de gorduras o Principal gordura obtida na dieta e armazenada nos adipócitos – Triacilglicerol ou Triglicerídeo

1.Digestão das gorduras da dieta • Após a dieta, nos vertebrados, para serem absorvidos através da parede intestinal, os Lipídeos (Triacilgliceróis) precisam ser convertidos em partículas microscópicas dispersas. • Essa solubilização é feita pelos sais biliares (ácido taurocólico), sintetizados a partir do colesterol (no fígado) e armazenado na vesícula biliar.

1.Digestão das gorduras da dieta Para evitar a agregação na corrente sanguínea e sist. Linfático é necessário que os triglicerídeos sejam envolvidos por uma camada delgada de proteína, fosfolipídio e colesterol nãoesterificado

Esta camada estabiliza a partícula e aumenta sua solubilidade

quilomicras ou quilomícron.

80% do quilomícron é formado por triacilgricerol

1.Digestão das gorduras da dieta 1 – Sais biliares emulsificam as gorduras da dieta no instestino delgado; 2 – Lipases intestinais degradam os triglicerídeos em mono, diglicerídeos; 3 – Após absorvidos são convertidos novamente em Triglicerídeos; 4 – São agrupados com colesterol e apolipoproteínas em estruturas chamadas Quilomícrons;

5 - Pela corrente sanguínea os quilomícrons chegam aos tecidos onde a enzima Lipase lipoproteica (ativada pela apoC-II) quebra os triglicerídeos em ac. Graxos; 6 – Os ac. Graxos entram nas células e são oxidados para obtenção de energia ou estocados em armazenamento.

2.Mobilização das gorduras armazenadas

o Em baixas concentrações de glicose, e consequente demanda energética (ex.: jejum) os Triglicerídeos estocados são mobilizados. o Eles respondem a elevadas concentrações dos hormônios Glucagon e Adrenalina.

Membrana Reservatório de gordura Núcleo

2.Mobilização das gorduras armazenadas 1- O hormônio se liga ao receptor na membrana do adipócito e ativa a Adenilciclase via proteína-G.

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2- Adenil-ciclase libera cAMP, o qual ativa a Proteina Kinase (PKA). 3- a PKA ativa a lipase sensível a hormônio (HSL) fosforila e ativa a enzima triacilglicerol lipase que irá quebrar os triglicerídeos armazenados.

HSL

2.Mobilização das gorduras armazenadas o Ação da Triacilglicerol lipase sobre os triglicerídeos armazenados

2. Mobilização das gorduras armazenadas o Os ac. Graxos liberados passam para o sangue e se ligam a uma proteína chamada Albumina sérica (de outra maneira os ac. Graxos seriam insolúveis) o Assim são transportados aos tecidos cardíaco, musculo esquelético e córtex renal.

Albumina

2. Mobilização das gorduras armazenadas o O glicerol liberado pela ação da lipase é captado principalmente pelo fígado onde é fosforilado pela Glicerol-cinase. o O Glicerol-3-fosfato resultante é oxidado a di-hidroxiacetona fosfato. o A di-hidroxiacetona fosfato é convertida em gliceraldeído 3fosfato e pode então entrar na Glicólise ou Gliconeogênese.

2.Mobilização das gorduras armazenadas o Destino do Glicerol liberado durante a mobilização dos triglicerídeos armazenados

3.Ativação e transporte dos Ácidos graxos o Após sua entrada nas células os ácidos graxos provenientes da quebra dos triglicerídeos possuem dois destines possíveis: (1) oxidação para liberação de energia por enzimas mitocondriais; (2) conversão em triglicerídeos ou lipídeos de membrana por enzimas no citosol

3.Ativação e transporte dos Ácidos graxos o As enzimas que oxidam o ácido graxo em combustível estão dentro da mitocôndria. o Assim, é necessário a ligação de uma Coenzima-A (CoA) a um ácido graxo formando um ACIL-CoA-Graxo no citosol pela ação da enzima Acil-CoA Sintetase o Gasto de 2 ATP´s

3.Ativação e transporte dos Ácidos graxos o Após ativado o transporte de Acil-CoA-Graxo (+14C) para dentro da mitocôndria (matriz mitocondrial), onde ocorre a -oxidação, é realizado pela carnitina e este processo de transporte chama-se lançadeira de carnitina

3.Ativação e transporte dos Ácidos graxos 1. Acil-CoA-Graxo se liga a Carnitina (ação feita pela Carnitina aciltransferase I) 2. Carnitina com o Ac. Graxo entra na mitocôndria por uma proteína transportadora (translocase); 3. Carnitina libera o Ac. Graxo que se liga novamente a uma CoA, regenerando O Acil-CoA-Graxo (ação da Carnitina aciltransferase II) 4. A Carnitina volta para o citosol

3.Ativação e transporte dos Ácidos graxos

o Uma vez dentro da mitocôndria, a molécula de ácido graxo (Acil-CoAGraxo) sofrerá a oxidação para obtenção de combustível, num

processo chamado de beta-oxidação (β-oxidação). Assim, esse ponto é um ponto de regulação da oxidação de ácidos graxos.

4) β-Oxidação A oxidação completa dos ácidos graxos passa por 3 etapas: (1) β-oxidação; (2) Ciclo de Krebs; (3) Cadeia transportadora de elétrons. o Nosso interesse será somente na βoxidação, a qual é a remoção sucessiva de blocos de 2 carbonos dos ácidos graxos na forma de acetil-CoA. Cada remoção envolve 4 passos enzimáticos.

4) β-Oxidação o Cada ciclo da -oxidação consiste em uma sequência de 4 reações, as quais resultam na diminuição em 2 C da cadeia do ácido graxo. As reações começam na extremidade carboxílica do ácido graxo.

Ácido Graxo (ex.: 16 Carbonos)

1º passo - Oxidação produz FADH2 2º passo - Hidratação

3º passo - Oxidação produz NADH

Ácido Graxo com 14 carbonos

4ºpasso - Clivagem tiólica  libera 1 acetil CoA

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4.1) β-Oxidação

Ácidos graxos saturados com número par de C Enoil CoA Hidratase

Acetil CoA Desidrogenase β-Hidroxiacil CoA desidrogenase

Enoil CoA Hidratase

Acil-CoA acetiltransferase (Tiolase)

β-Oxidação o Uma grande quantidade de energia é produzida pela -oxidação. o A oxidação de uma molécula de ácido palmítico até CO2 e H2O, por exemplo, produz 108 ATP.

4.2) β-Oxidação de ácidos graxos insaturados (mono) • A oxidação de ácidos graxos insaturados requer duas reações a mais. • Por possuírem uma ou mais configurações cis, essa não serve de substrato para a enoil-CoA-hidratase (atua apenas em ligações trans). • Aparece a enzima Enoil-CoAIsomerase (muda a ligação cis para trans).

4.3) β-Oxidação de ácidos graxos insaturados (Poli)

• Ácidos graxos poli-insaturados é necessária outra enzima auxiliar (2,4 dienoil-CoA-redutase).

Enoil CoA Isomerase

• O agente redutor é NADPH 2,4 dienoil CoA redutase Enoil CoA Isomerase

4.4) β-Oxidação de ácidos graxos de número IMPAR de C • Para ácidos graxos saturados com número ÍMPAR de C, a oxidação ocorre pelas mesmas reações dos ácidos graxos de nº par, porém finalizando com a formação de uma molécula de 3 C  propionil-CoA • Esse entra numa via de 3 enzimas diferentes, gerando o produto Succinil-CoA (entra direto no ciclo de Krebs)

5) Corpos Cetônicos São um Combustível Alternativo para as Células

Acetil-CoA – proveniente da β-oxidação

Ciclo de Krebs

Corpos cetônicos

5) Corpos Cetônicos • Os principais corpos cetônicos são: acetona, acetoacetato e βhidroxibutirato. Estes são formados no fígado e exportados para tecidos extra-hepáticos (cérebro, musc. Esquelético, coração e rins), e usados como combustível. • Por que isso ocorre? • Porque em algumas condições especiais, como no caso de jejum muito prolongado ou de Diabetes mellitus não tratado, alguns intermediários do ciclo de Krebs são desviados (oxaloacetato) para Gliconeogênese, assim, o acetil CoA produzido pela beta-oxidação não entra no ciclo de Krebs e vai acumulando.

5) Corpos Cetônicos • Isso pode causar algum problema? • O aumento dos níveis de corpos cetônicos no sangue diminui o pH do sangue, causando uma condição conhecida como acidose. A acidose pode levar ao coma e alguns casos a morte. O excesso de corpos cetônicos no sangue leva sua excreção na urina (cetonúria) • A acetona produzida não é utilizada como combustível, ela é exalada no hálito e provoca um odor característico, usado as vezes para diagnosticar diabetes. • O Fígado só produz mas não usa corpos cetônicos, pois não possui uma enzima específica das reações de utilização de corpos cetônicos.

5) Corpos Cetônicos

5 2

1 4

3

6) Regulação da β-oxidação 1. Ciclo da Carnitina – passo limitante, pois uma vez que os ácidos graxos entram na mitocôndria serão oxidados. 2. Aumento dos níveis de NADH inibem a enzima β-hidroxiacilCoA-desidrogenase; 3. Altas concentrações de Acetil-CoA inibem a última enzima da β-oxidação, a tiolase 4. Níveis baixos de ATP e altos de cAMP ativam a via da βoxidação