7.OXIDAO DOS ACIDOS GRAXOS NOS TECIDOS ANIMAIS

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Universidade Estadual do Ceará / Faculdade de Veterinária 
Bioquímica Veterinária II 
 
 
Prof. Dr. Genário Sobreira Santiago 
 
 
OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS NOS 
TECIDOS ANIMAIS 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 A oxidação dos ácidos graxos de cadeia longa em acetil-CoA é uma via central 
liberadora de energia nos animais, em muitos protistas e em algumas bactérias. Os 
elétrons removidos, durante a oxidação dos ácidos graxos, passam através da cadeia 
respiratória mitocondrial e a energia assim liberada é empregada na síntese de ATP. O 
produto dessa oxidação, o acetil-CoA, pode ser completamente oxidado até CO2 por 
meio do ciclo do ácido cítrico, resultando na conservação de mais energia. Em alguns 
organismos e em alguns tecidos, o acetil-CoA produzido pela oxidação dos ácidos 
graxos tem destinos alternativos. No fígado, o acetil-CoA pode ser convertido em 
corpos cetônicos – combustíveis hidrossolúveis exportados para o cérebro e outros 
tecidos, quando a glicose não está disponível. Nos vegetais superiores, o acetil-CoA 
serve principalmente como precursor biossintético e apenas de forma secundária 
como combustível. Embora o papel biológico da oxidação dos ácidos graxos seja 
diferente de organismo para organismo, o mecanismo dela é essencialmente o 
mesmo. Este texto está centrado nesse processo repetitivo de quatro passos chamado 
β −oxidação, por meio do qual os ácidos graxos são convertidos em acetil-CoA. 
 Já foram descritas as propriedades dos triacilgliceróis que os fazem 
especialmente apropriados para funcionar como combustíveis de armazenamento. As 
longas cadeias alquila dos ácidos graxos que formam suas estruturas são, em essência, 
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hidrocarbonetos, estruturas altamente reduzidas e com energia de oxidação completa 
(~ 38 Kj / g), mais de duas vezes aquela derivada do mesmo peso de carboidratos ou 
proteínas (quadro 1). 
 
Quadro 1. Reservas energéticas em um homem típico de 70 Kg 
 Energia Disponível em Kj (Kcal) 
Órgão Glicose ou 
glicogênio 
Triacilgliceróis Proteínas 
mobilizáveis 
Sangue 250 (60) 200 (45) 0 0 
Fígado 1.700 (400) 2.000 (450) 1.700 (400) 
Cérebro 30 (8) 0 0 0 0 
Músculo 5.000 (1.200) 2.000 (450) 100.000 (24.000) 
Tecido 
adiposo 
330 (80) 560.000 (135.000) 170 (40) 
Fonte: BERG et al.(2008) 
 
 
 Devido a sua hidrofobicidade e extrema insolubilidade em água, os 
triacilgliceróis são segregados em gotículas lipídicas, as quais não aumentam a 
osmolaridade do citosol e, diferentemente dos polissacarídeos, não contêm peso extra 
como água de solvatação. A relativa inércia química dos triacilgliceróis permite sua 
estocagem intracelular em grandes quantidades sem o risco de ocorrerem reações 
químicas não desejadas com outros componentes celulares. 
 Os triacilgliceróis fornecem mais da metade da energia consumida por alguns 
órgãos, especialmente o fígado, o rim e o músculo esquelético em repouso. Nos 
animais que hibernam, os estoques de triacilgliceróis são, praticamente, a única fonte 
de energia. A utilidade dos triacilgliceróis como fonte energética é muito bem 
ilustrada pela capacidade dos pássaros migratórios, que podem voar grandes 
distâncias sem se alimentar, depois de ter armazenado energia na forma de 
triacilgliceróis. Exemplos são o batuiruçu (ou tarambola dourada pequena) e o beija-
flor de papo vermelho. O batuiruçu pode voar do Alasca até o extremo sul da 
 3 
 
América do Sul; uma grande parte do vôo (3.800 km) é sobre o oceano, onde os 
pássaros não se alimentam. O beija-flor de papo vermelho pode voar sem parar 
através do Golfo do México. Cerca de 95 % da energia biologicamente obtenível dos 
triacilgliceróis reside nos seus três ácidos graxos de cadeia longa, apenas 5 % desta 
energia é fornecida pelo glicerol. 
 
 
2. DIGESTÃO, MOBILIZAÇÃO E TRANSPORTE DE ÁCIDOS GRAXOS 
 
2.1. Absorção e transporte de gorduras 
 
Para serem absorvidos, através da parede intestinal, os triacilgliceróis ingeridos 
precisam ser convertidos em partículas gordurosas macroscópicas insolúveis em 
micelas microscópicas finamente dispersas. Os sais biliares, como o ácido taurocólico, 
são sintetizados no fígado a partir do colesterol estocados na vesícula biliar e, depois 
da ingestão de uma refeição gordurosa, liberados no intestino delgado 
 
 
 
 
 
 Esses compostos anfipáticos agem como detergentes biológicos convertendo as 
gorduras alimentares em micelas mistas de sais biliares e triacilgliceróis (figura 2(1)). 
 A formação de micelas aumenta enormemente a fração de moléculas lipídicas 
acessíveis a ação das lipases hidrossolúveis no intestino, e a ação dessas lipases 
Figura 1. Sais biliares 
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converte os triacilgliceróis em monoacilgliceróis, diacilgliceróis, ácidos graxos livres e 
glicerol (figura 2(2)). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Esses produtos da ação das lipases se difundem para o interior das células 
epiteliais que recobrem a superfície intestinal interna (mucosa intestinal)(figura 2(3)), 
onde eles são reconvertidos em triacilgliceróis e agrupados com o colesterol da dieta e 
com proteínas específicas, formando agregados lipoproteicos chamados quilomícrons 
(QM), que é uma das lipoproteínas (figura 2(4)) e figura 3. 
 As apolipoproteinas são proteínas existentes no sangue, que se ligam aos 
lipídeos. Elas são responsáveis pelo transporte dos triacilgliceróis, fosfolipídeos, 
Figura 2. Processamento dos lipídeos alimentares em vertebrados. A digestão e 
a absorção dos lipídeos ocorrem no intestino delgado, e os ácidos graxos 
liberados dos triacilgliceróis são reunidos e enviados para os músculos e tecido 
adiposo. 
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colesterol e ésteres de colesterol entre os vários órgãos. Apolipoproteinas (“apo” 
designa a fração da proteína na sua forma livre de lipídeos) podem combinar-se com 
vários de lipídeos para formar várias classes de partículas lipoprotéicas (quadro 2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quadro 2. Algumas propriedade das principais classes de lipoproteínas 
Fração Densidade Origem Composição (% em peso) 
 P FL CL EC TG 
Quilomicrons < 0,95 Intestino 2 9 1 3 85 
VLDL 0,95–1,006 Fígado 10 18 7 12 50 
LDL 1,0061,063 Plasma 23 20 8 37 10 
HDL 1,0631,210 Intestino, 
fígado 
55 24 2 15 4 
P - Proteina; FL – Fosfolilipídeo; CL – Colesterol livre; EC – Éster de colesterol e TG – triacilgliceróis 
Fonte: BACILA (1980); RIEGEL (2002) 
 
(a) (b) 
Figura 3: (a) Estrutura geral de uma lipoproteína; (b) Estrutura molecular 
de um quilomícrons – A superfície é uma camada de fosfolipídeos com grupos 
cabeça fazendo face para a fase aquosa. Os TG sequestrados no interior 
perfazem mais de 80% da massa total. Várias apolipoproteinas que protruem 
da superfície (B-48, C-III e C-II) agem como sinais na captação e 
metabolismo do conteúdo dos quilomícrons. 
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 Estas são agregados esféricos (figura 3) com lipídeos hidrofóbicos no centro e, 
na superfície, as cadeias laterais protéicas hidrofílicas e os grupos iônicos dos lipídeos. 
As várias combinações possíveis de lipídeos e proteínas produzem partículas de 
densidade diferentes (quadro 2), variando dos QM e das lipoproteínas de muito baixa 
densidade (VLDL – “Very Low density lipoprotein”) até lipoproteínas de alta densidade 
(HDL – “High density lipoprotein”), todas elas podendo ser separadas entre si por 
ultracentrifugação. 
 As porções proteicas das lipoproteínas são reconhecidas por receptores 
existentes na superfície celular. Na captação dos lipídeos do intestino, os quilomícrons 
que contêm a apoC-II movem-se da mucosa intestinal para o sistema linfático, de onde 
saem para a corrente sanguínea e são transportados para os músculos e para o tecido 
adiposo (figura 2(5)). Nos capilares desses tecidos, a enzima extracelular lipoproteína 
lipase é ativada pela apoC-II. Esta enzima hidrolisa os triacilgliceróis em ácidos graxos 
e glicerol (figura 2.(6)), que são captados pelas células dos tecidos-alvo(figura 2(7)). 
Nos músculos, os ácidos graxos são oxidados para obtenção de energia. No tecido 
adiposo, eles são reesterificados e armazenados como triacilgliceróis (figura 2(8)). 
 Os remanescentes dos QM desprovidos da maior parte dos seus triacilgliceróis, 
mas ainda contendo colesterol e as apolipoproteinas, viajam pelo sangue até o fígado, 
onde eles são captados por endocitose mediada por receptores para suas 
lipoproteínas. Os triacilgliceróis que entram no fígado por essa via podem ser oxidados 
para fornecer energia ou precursores para a síntese de corpos cetônicos. Quando a 
dieta contém uma quantidade de ácidos graxos maior que aquela imediatamente 
necessária como combustível, ou como precursores, eles são convertidos em 
triacilgliceróis no fígado e estes são agrupados com apolipoproteinas específicas em 
VLDLs. Essas VLDLs são transportadas pelo sangue do fígado até o tecido adiposo, onde 
os triacilgliceróis são absorvidos e armazenados como gotículas lipídicas no interior 
dos adipócitos. 
 
2.2. Mobilização dos triacilgliceróis armazenados 
 
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Figura 4 
 
Mecanismos de ação postulados para o AMP cíclico, e de como 
a interação do hormônio com seu receptor de membrana 
estimularia o sistema adenilciclase-AMP cíclico (Fonte: 
REZENDE Jr.,1979). 
Os tecidos periféricos podem ganhar acesso às reservas energéticas de lipídeos 
armazenados no tecido adiposo através de três estágios de processamento (figura 6). 
Primeiro, os lipídeos têm de ser mobilizados. Neste processo, os triacilgliceróis são 
degradados a ácido e glicerol, que são liberados do tecido adiposo e transportados aos 
tecidos que necessitam de energia. Segundo, nestes tecidos, os ácidos têm de ser 
ativados e transportados para dentro das mitocôndrias, para degradação. Terceiro, os 
ácidos graxos são degradados até acetil-CoA, que é a seguir processado pelo ciclo do 
ácido cítrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Antes que os lipídeos possam ser utilizados como fonte de energia, os 
triacilgliceróis, a forma de armazenamento, têm de ser hidrolisados para originar 
ácidos graxos isolados. Esta reação é catalisada por uma lípase controlada por 
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hormônios. Em condições fisiológicas, onde há 
necessidade dessa mobilização estão presentes 
glucagon e epinefrina. No tecido adiposo estes 
hormônios disparam receptores que ativam a 
adenilato ciclase. O nível aumentado de AMP 
cíclico (figura 4) a seguir estimula a proteína 
quinase A, que fosforila duas proteínas 
importantes: perilipina A, uma proteína 
associada às gotículas de lipídeo, e a lipase 
sensível a hormônio. A fosforilação da 
perilipina A reestrutura a gotícula de gordura, de 
modo que os lipídeos tornem-se mais sensíveis à 
lipase sensível a hormônio. A lípase fosforilada 
hidrolisa triacilgliceróis a ácidos graxos livres. 
Assim, epinefrina e glucagon induzem lipólise. 
 
 Os ácidos graxos liberados não são 
solúveis no plasma sanguíneo, e assim a 
albumina da corrente sanguínea liga-se a eles e 
serve como transportadora. Por estes meios, os 
ácidos graxos tornam-se disponíveis como fonte 
de energia para outros tecidos. 
 
 
 
 
O glicerol formado pela lipólise é absorvido pelo fígado e depois fosforilado e 
oxidado a diidroxiacetona fosfato (DHAP), que por sua vez se isomeriza a gliceraldeído 
3-fosfato. Esta molécula é um intermediário que pertence às vias da glicólise e da 
gliconeogênese. 
 
Figura 5.Palmitoil-S-CoA. O grupo carboxila do ácido palmítico e o 
grupo tiol da coenzima A estão unidos em uma ligação tioéster. 
 
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Figura 6 
 
Estágios na oxidação dos ácidos graxos. Estágio 1: Oxidação 
dos ácidos graxos de cadeia longa, com produção de acetil-
CoA. Estágio 2: Oxidação dos resíduos acetil-CoA 
 Daí, o glicerol pode converter-se a piruvato ou a glicose no fígado, que contém 
as enzimas apropriadas. O processo inverso pode ocorrer pela redução de DHAP a 
glicerol 3-fosfato. A hidrólise por uma fosfatase dá, então, glicerol. Deste modo, o 
glicerol e os intermediários da glicólise são facilmente interconversíveis. 
 
2.3. Ativação e transporte dos ácidos graxos para mitocôndria 
 
 Os ácidos graxos são liberados no citosol a partir de duas fontes. Alguns ácidos 
graxos chegam ao citoplasma através do sangue ligados à albumina sérica. São, então, 
liberados e atravessam a membrana celular. A segunda fonte são os triacilgliceróis 
celulares que são quebrados pela ação de lípases. 
 
 
 
 
 
 
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Os ácidos graxos livres no citosol não podem atravessar como tais, as 
membranas mitocondriais. Eles precisam sofrer uma série de três reações enzimáticas 
antes de ganharem a matriz mitocondrial, onde ocorre a sua oxidação. O primeiro 
passo é catalisado por enzimas presentes na membrana mitocondrial externa, as acil-
CoA sintetases, que catalisam a reação: 
 
RCOOH + ATP + CoA-SH ⇌ 
R-C-S-CoA
 ||
 O
+ AMP+ PPi 
 
 Nela RCOOH representa um ácido graxo de cadeia longa e PPi representa 
pirofosfato inorgânico. Nesta reação forma-se um tioéster pela ligação entre o grupo 
carboxila e o grupo tiol da coenzima A, este tioéster é denominado acil-CoA graxo 
(figura 5); simultaneamente, o ATP é clivado em AMP e pirofosfato inorgânico. Esta é 
uma reação acoplada: a energia derivada da quebra do ATP em AMP e pirofosfato no 
interior do sítio ativo é empregada na síntese da ligação tioéster. 
 Os ésteres acil-CoA graxos não conseguem atravessar a membrana 
mitocondrial interna e ocorre, então, a segunda reação do processo de introdução dos 
ácidos graxos na mitocôndria (figura 7). 
 Esta reação é catalisada pela enzima carnitina aciltransferase I, 
presente na superfície externa da membrana mitocondrial interna: 
 
Acil-S-CoA graxo + carnitina ⇌ Acil graxo-carnitina + CoA-SH 
 
 O éster acil graxo-carnitina pode atravessar a membrana interna e chegar ao 
compartimento da matriz mitocondrial. 
 No terceiro, e último, passo do processo de introdução na mitocôndria 
de ácidos graxos, o grupo acil graxo é tranferido enzimaticamente da carnitina para a 
CoA intramitocondrial pela carnitina aciltransferase II; esta forma da enzima está 
localizada na superfície interna da membrana interna e aí ela regenera o acil CoA graxo 
e o libera para o interior da matriz: 
 
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Acil graxo-carnitina + CoA-SH ⇌ acil-S-CoA graxo + carnitina 
 
 Embora este processo de transporte de três passos para a introdução dos 
ácidos graxos na mitocôndria possa parecer desnecessariamente complexo, ele tem a 
função de manter separadas as moléculas de CoA citosólicas das mitocondriais, uma 
vez que suas funções são diferentes. 
 A CoA mitocondrial é empregada preponderantemente na degradação 
oxidativa do piruvato, dos ácidos graxos e de alguns aminoácidos, enquanto a CoA 
existente no citosol é empregada na biossíntese dos ácidos graxos. O acil-CoA graxo 
está, agora, pronto para a oxidação de seu componente gorduroso, o que será feito 
por um conjunto de enzimas presentes na atriz mitocondrial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.4. Degradação dos ácidos graxos 
 
 Depois que os ácidos graxos forem introduzidos na mitocôndria eles são 
oxidados por um processo que se desenvolve em dois estágios (figura 6). No primeiro, 
os ácidos graxos sofrem uma sucessão de remoções oxidativas de unidades com dois 
átomos de carbono, começando pela extremidade carboxila da cadeia do ácido graxo, 
 
 
Figura 7 
 
Transporte de ácidos graxos para a mitocôndria, por ação da carnitina acil 
transferase. 
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através de uma série repetitiva de passos catalisados por um conjunto de enzimas que 
removem uma unidade de ácido graxo por vez, na forma de acetil-CoA. Assim, o 
ácido palmítico que tem 16 átomos de carbono sofre sete passagens através deste 
conjunto de enzimas, cada passo retirando uma unidade de dois carbonos na forma de 
acetil-CoA. Ao final de sete passagens, aúltima unidade de dois carbonos do ácido 
palmítico aparece na forma de acetil-CoA. O resultado final é a conversão da cadeia de 
16 carbonos do ácido palmítico em 8 fragmentos de 2 átomos de carbono, na forma de 
grupos acetil do acetil-CoA. A formação de cada uma das moléculas de acetil-CoA exige 
a remoção de quatro átomos de hidrogênio do ácido graxo, através da ação de 
desidrogenases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8 
 
Ciclo de oxidação dos ácidos graxos. (a) Em uma volta do ciclo é removido um resíduo acetil na forma 
de acetil-CoA, da extremidade carboxílica do ácido palmítico (C:16), o qual entra no ciclo como 
palmitoil-CoA. (b) Ocorrem seis voltas do ciclo e mais sete moléculas de acetil-CoA são produzidas, a 
sétima é formada pelos dois últimos átomos da cadeia antes constituída por 16 átomos de carbono. 
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 No segundo estágio da oxidação dos ácidos graxos, os resíduos acetil-CoA são 
oxidados a CO2 e H2O através do ciclo do ácido cítrico. Desta forma, o acetil-CoA 
derivado da oxidação dos ácidos graxos, entra na final comum de oxidação juntamente 
com o acetil-CoA provindo da glicose através da oxidação do piruvato. 
 Os dois estágios da oxidação dos ácidos graxos resultam em um fluxo de 
átomos de hidrogênio ou de seus elétrons correspondentes, através da cadeia 
transportadora de elétrons até o oxigênio. Acoplada a este fluxo de elétrons está a 
fosforilação oxidativa do ADP a ATP. Desta forma, a energia liberada nos dois 
estágios da oxidação dos ácidos graxos é conservada na forma de ATP. 
 
2.4.1. Primeiro estágio de oxidação dos ácidos graxos. 
 
 Quatro reações catalisadas enzimaticamente estão envolvidas no primeiro 
estágio de oxidação dos ácidos (figura 8). 
 
(a) Primeiro passo de desidrogenação 
 Depois de penetrar na matriz mitocondrial, o acil-CoA graxo saturado sofre 
desidrogenação enzimática nos átomos de carbono α e β (átomos de carbono 2 e 3) 
para formar uma dupla ligação na cadeia carbônica, dando como produto o trans-
Δ2-enoil-CoA; este passo é catalisado pela acil-CoA desidrogenase, uma enzima 
que contém FAD como grupo prostético e designada por E na reação: 
 
Acil-S-CoA graxo + E-FAD ⇌ trans-Δ2-enoil-CoA + E-FADH2 
 
 O símbolo Δ2 indica a posição da dupla ligação (figura 5). É importante notar 
que a dupla ligação formada tem a configuração trans. No entanto, os ácidos graxos 
que ocorrem normalmente na natureza têm, quando insaturados, a dupla ligação na 
configuração cis. Nesta reação, os hidrogênios retirados do acil-CoA graxo são 
transferidos para o FAD, o grupo prostético firmemente ligado à acil-CoA 
desidrogenase. A forma reduzida da enzima doa, então, seus elétrons para um 
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transportador de elétrons chamado flavoproteína transportadora de elétrons 
(ETFC) o qual, por sua vez, transfere os elétrons para a ubiquinona da cadeia 
respiratória mitocondrial (figura 6). Durante o transporte subseqüente deste par de 
elétrons pela cadeia respiratória dois ATPs são gerados através da fosforilação 
oxidativa. 
 
(b) Passo da hidratação 
 No segundo passo do ciclo de oxidação dos ácidos graxos, uma molécula de 
água é adicionada a dupla ligação do trans-Δ2-enoil-CoA formando o L-estereoisômero 
do β-hidroxiacil-CoA (também chamado 3-hidroxiacil-CoA) numa reação catalisada pela 
enoil-CoA hidratase 
 
 
 trans-Δ2-enoil-CoA + H2O ⇌ L-3-hidroxiacil-CoA 
 
(c) Segundo passo de desidrogenação 
 
 No segundo passo do ciclo de oxidação dos ácidos graxos, o L-3-hidroxiacil-CoA 
é desidrogenado a 3-cetoacil-CoA pela ação da 3-hidroxiacil-CoA desidrogenase, sendo 
o NAD+ o receptor de elétrons desta reação 
 
L − 3 − hidroxiacil − CoA + NAD+ ⇌ 3 − cetoacil − S − CoA + NADH + H+ 
 
 Esta enzima tem especificidade absoluta pelo estereoisômero L. O NADH 
formada nesta reação doa seus equivalentes redutores para a NADH desidrogenase da 
cadeia respiratória (figura 6). Como em todas as outras desidrogenações de substratos 
que reduzem o NAD na mitocôndria, também nesta são gerados três ATPs por par de 
elétrons que passam do NADH para o oxigênio através da cadeia respiratória. 
 
(d) Passo da clivagem 
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Figura 9 
 
Os equivalentes redutores removidos do acil-CoA graxo pela acil-
CoA graxo desidrogenase (FP
3
 representa flavoproteína 3) são 
transferidos pela flavoproteína transferidora de elétrons (ETFP) 
para a ubiquinona (Q) da cadeia de transporte de elétrons 
mitocondrial. Dois ATPs são gerados por par de elétrons que vão da 
ubiquinona até o oxigênio Desta forma a ubiquinona coleta 
elétrons da NADH desidrogenase (FP
1
), da succinato desidrogenase 
(FP
2
) e a acetil-CoA graxo desidrogenase (FP
3
). 
 O quarto e último passo do ciclo de oxidação dos ácidos graxos é catalisado 
pela acetil-CoA acetiltransferase (tiolase). Ela promove a reação do 3-cetoacil-
CoA com uma molécula de CoA-SH livre, separando o fragmento carboxílico terminal 
de dois átomos de carbono da cadeia original do ácido graxo na forma de acetil-CoA. O 
outro produto desta reação é a cadeia do ácido graxo original encurtada de dois 
átomos de carbono esterificada com CoA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3-cetoacil-S-CoA + CoA-SH ⇌ acil-S-C + acil-S-CoA (encurtado) 
 
 Acabamos de completar uma passagem pelo ciclo de oxidação dos ácidos 
graxos. Uma molécula de acetil-CoA e dois pares de átomos de hidrogênio foram 
retirados do acil-CoA graxo de cadeia longa que entrou neste ciclo e que foi, assim, 
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encurtado em dois átomos de carbono. A equação para esta passagem quando 
iniciamos com o éster da côa do ácido palmítico (16 átomos de carbono) é: 
 
Palmitoil-S-CoA + CoA-SH + FAD + NAD+ + H2O ⇌ miristoil-S-CoA + acetil-S-CoA + FADH2 + NADH + H+ 
 
 Depois da remoção de uma unidade de acetil-CoA do palmitoil-CoA, ficamos 
com o éster da CoA com o ácido graxo encurtado, ou seja, com o éster do ácido 
mirístico. O miristoil CoA pode, agora, entrar no ciclo de oxidação dos ácidos graxos e, 
percorrer o mesmo conjunto de quatro reações de forma exatamente igual a do 
palmitoil-CoA, isto resultará na formação de uma segunda molécula de acetil-CoA e de 
lauril-S-CoA, o éster da CoA com o ácido de 12 átomos de carbono chamado ácido 
láurico. Sete passagens pelo ciclo de oxidação dos ácidos graxos são necessárias para 
oxidar uma molécula de palmitoil-CoA e liberar oito moléculas de acetil-CoA 
 
Palmitoil-S-CoA + 7CoA-SH + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O ⇌ 8 acetil-S-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+ 
 
 Cada molécula de FADH2 formada durante a oxidação do ácido graxo doa um 
par de elétrons para a ubiquinona da cadeia respiratória; duas moléculas de ATP são 
geradas a partir de ADP e fosfato durante o transporte deste par de elétrons até o 
oxigênio acoplado a fosforilação oxidativa. Da mesma forma, cada molécula de NADH 
formada durante a oxidação do ácido graxo doa um par de elétrons para a NADH 
desidrogenase mitocondrial e o transporte subsequente deste par de elétrons até o 
oxigênio resulta na formação de três moléculas de ATP a partir de NAD e fosfato. 
Assim, cinco moléculas de ATP são formadas para cada molécula de acetil-CoA 
removida em cada passo da sequência que ocorre nos tecidos animais, como o fígado 
e o coração. Podemos, portanto, escrever a equação global da oxidação do palmitoil-
CoA a oito moléculas de acetil-CoA, incluindo o transporte de elétrons e a fosforilação 
oxidativa. 
 
Palmitoil-S-CoA + 7CoA-SH + 7O2 + 35Pi + 35ADP → 8acetil-S-CoA + 35ATP + 42H2O 
 
 
2.4.2. Segundo estágio de oxidação dos ácidos graxos. 
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 O acetil-CoA produzido pela oxidação dos ácidos graxos não é diferente do 
acetil-CoA produzido a partir do piruvato. O seu grupo acetil é oxidado a CO2 e H2O 
pela mesma via, isto é, pelo ciclo do ácido cítrico. A equação que se segue representa o 
balanço do segundo estágio da oxidação dos ácidos graxos, ou seja, a oxidação das oitomoléculas de acetil-CoA formadas a partir do palmitoil-CoA acoplada a fosforilação 
oxidativa: 
 
Acetil-S-CoA + 16O2 + 96Pi + 96ADP → 8CoA-SH + 96ATP + 104 H2O + 16CO2 
 
 Combinando as equações do primeiro e segundo estágios da oxidação dos ácidos 
graxos obtemos a equação global para a oxidação completa do palmitoil-CoA até CO2 e H2O: 
 
Palmitoil-S-CoA + 23O2 + 131Pi + 131ADP → CoA-SH + 131ATP + 16CO2 + 146H2O 
 
 
2.5. Degradação de ácidos graxos insaturados 
 
 A sequência de reações para a oxidação dos ácidos graxos que acabamos de 
descrever constitui a via tomada quando o ácido graxo em questão é saturado, isto é, 
possui apenas ligações simples em sua cadeia carbônica. Entretanto, como já sabemos, 
a maioria dos ácidos graxos encontrados nos triacilgliceróis e nos fosfolipídeos dos 
animais e das plantas são insaturados e têm uma ou mais duplas ligações. Estas duplas 
ligações estão em configuração cis e, geralmente, não estão na posição específica 
da cadeia carbônica do ácido graxo que pode ser atacada pela enoil-CoA hidratase, 
a enzima que normalmente catalisa a adição de H2O a dupla ligação do Δ2-enoil-CoA 
gerado durante a β-oxidação dos ácidos graxos. 
 Entretanto pela ação de duas enzimas auxiliares, o ciclo de oxidação dos ácidos 
graxos descrito anteriormente pode oxidar também os ácidos graxos insaturados 
comuns empregados como combustíveis pelas células. A ação destas duas enzimas, 
uma isomerase e uma epimerase, pode ser ilustrada através de dois exemplos. 
 18 
 
 
 
 
Figura 10 
 
Remoção de três unidades 
acetil-CoA do oleil-CoA com a 
formação do cis-Δ3-enoil-CoA 
com 12 carbonos. 
 
 
Figura 11 
Ação da enoil-CoA isomerase 
na conversão De um cis-Δ3-
enoil-CoA. Este último é então 
convertido em 3-hidroxiacil-
CoA. 
 
2.5.1. Oxidação do ácido oléico 
 
O ácido oléico é um ácido abundante na natureza que possui 18 átomos de 
carbono e uma dupla ligação cis entre os carbonos 9 e 10, representada por Δ9. O 
ácido oléico é primeiro convertido em oleil-CoA o qual é transportado através da 
membrana mitocondrial interna como oleil-carnitina e, depois, reconvertido a oleil-
CoA na matriz mitocondrial, como já descrito para o ácido palmítico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 19 
 
O oleil-CoA sofre, então, três passagens pelo ciclo de oxidação dos ácidos 
graxos e libera três moléculas de acetil-CoA e o éster da CoA com um ácido graxo de 
insaturado de 12 átomos de carbono, com sua dupla ligação cis entre os carbonos 3 e 4 
(figura 10). Este produto não serve como substrato para a enoil-CoA hidratase, pois ela 
atua somente sobre ligações duplas trans. 
 Entretanto, pela ação de uma das duas enzimas auxilares, a enoil-CoA 
isomerase, o cis-Δ3-enoil-CoA é isomerizado em trans-Δ2-enoil-CoA (figura 8), um 
substrato normal para a enoil-CoA hidratase. 
 Este produto, trans-Δ2-enoil-CoA, é submetido a ação das demais enzimas do 
ciclo de oxidação dos ácidos graxos e libera o acetil-CoA e o éster da CoA com um 
ácido graxo saturado de dez átomos de carbono. Este último sofre mais quatro 
passagens pelo ciclo normal de oxidação dos ácidos graxos para liberar no total, nove 
moléculas de acetil-CoA a partir de uma molécula de ácido oléico com 18 átomos de 
carbono. 
 
 
2.5.2. Oxidação do ácido linoléico 
 
 A outra enzima auxiliar, a epimerase, é necessária para a oxidação de ácidos 
graxos poliinsaturados. Como exemplo, vamos tomar o ácido linoléico, de 18 átomos 
de carbono e que tem duas duplas ligações cis, uma entre os carbonos 9 e 10 (Δ9) e a 
outra entre os carbonos 12 e 13 (Δ12). O linoleil-CoA sofre três passagens através do 
ciclo de oxidação normal originando o éster da CoA com um ácido graxo insaturado de 
12 átomos de carbono com uma dupla ligação cis entre os carbonos 3 e 4, como no 
caso do oleil-CoA, e outra dupla ligação entre os carbonos 6 e 7. 
 A dupla ligação cis em Δ3 é isomerizada pela enoil-CoA isomerase para formar o 
trans-Δ2-enoil-CoA que sofre os passos subseqüentes da sequência oxidativa normal 
para liberar uma molécula de acetil-CoA. Uma nova passagem libera em adição ao 
acetil-CoA um acil-CoA graxo de um ácido insaturado de 8 átomos de carbono e com 
uma dupla ligação cis Δ2. 
 20 
 
Este composto pode sofrer a ação da enoil-CoA hidratase, mas neste caso, 
durante a oxidação normal dos ácidos graxos, forma-se o estereoisômero D do 3-
hidroxiacil-CoA em lugar do L-estereoisômero. Neste ponto entra em ação a segunda 
enzima auxiliar a 3-hidroxiacil-CoA epimerase. Ela epimeriza o D para o L-3-
hidroxiacil-CoA (figura 12), que pode sofrer as reações do ciclo para liberar acetil-CoA e 
um acil-CoA com cadeia de 6 átomos de carbono saturado. Este acil é oxidado na 
forma usual e libera mais três moléculas de acetil-CoA. O resultado final é a conversão 
do ácido linoléico em nove moléculas de acetil-CoA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.6. Oxidação dos ácidos graxos de cadeia ímpar 
 
 
 
 
Figura 12 
 
Formação de um D-3-hidroxiacil-CoA e sua conversão 
no estereoisômero L. Este último pode então sofrer as 
reações subseqüentes da sequência de oxidação dos 
ácidos graxos. 
 21 
 
 
 Embora o maior número de lipídeos de ocorrência natural contenha ácidos 
graxos com número para de átomos de carbono, os ácidos graxos com número ímpar 
são encontrados em quantidades significativas nos lipídeos de muitos vegetais e de 
organismos marinhos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Pequenas quantidades de propionato, com três átomos de carbono, são 
adicionadas a pães e cereais como inibidoras de crescimento de fungos, portanto o 
propionato entra na dieta humana. Além disso, o gado e outros animais ruminantes 
formam grandes quantidades de propionato durante a fermentação de carboidratos 
Figura 13. A oxidação 
do propionil-CoA 
produzido pela 𝜷-
oxidação de ácidos 
graxos com número 
ímpar de átomos 
carbonos. A sequencia 
envolve Carboxilação do 
propionil-CoA e 
formação de D-
metilmalonil-CoA e a 
conversão deste último 
em acetil-CoA. Esta 
conversão requer a 
epimerização da forma 
D para a forma L 
metilmalonil-CoA . 
 
 22 
 
no rúmen. O propionato assim formado é absorvido no sangue e oxidado pelo fígado e 
em outros tecidos. 
 Ácidos graxos de cadeia longa e número ímpar de carbonos são oxidados pela 
mesma via dos ácidos graxos com número par de átomos de carbono, começando 
sempre na extremidade carboxila. Entretanto o substrato para o último passo por meio 
da sequencia de 𝛽-oxidação é um acil-CoA graxo que tem cinco átomos de carbono. 
Quando esse ácido é clivado mais uma vez, os produtos são acetil-CoA e propionil-CoA. 
O acetil-CoA é oxidado pela via do ácido cítrico, mas o propionil-CoA toma uma via 
enzimática incomum, envolvendo três enzimas (figura 13). 
 O propionil-CoA é primeiro carboxilado para formar o estereoisômeros D do 
metilmalonil-CoA pela propionil-CoA carboxilase, que contém o co-fator biotina. 
Nessa reação enzimática, como naquela da reação da piruvato carboxilase, o CO2 ( 
ou sua forma hidratada, o íon 𝐻𝐶𝑂3
−) é ativado pela ligação à biotina, antes de sua 
transferência para o propionato. A formação do intermediário carboxibiotina requer 
energia do ATP até AMP e PPi. O D-metilmalonil-CoA assim formado é 
enzimaticamente epimerizado, formando seu estereoisômeros L pela ação da 
metilmalonil-CoA epimerase. O L-metilmalonil-CoA sofre então um rearranjo 
intramolecular e forma o succnil-CoA, que pode entrar no ciclo do ácido cítrico. Este 
rearranjo é catalisado pela metilmalonil-CoA mutase, que requer como coenzima 
a desoxiadenosilcobalamina, ou coenzima B12, derivada da vitamina B12 (cobalamina). 
 
 
3. REGULAÇÃO DA 𝛽-OXIDAÇÃO 
 A oxidação dos ácidos graxos consome um combustível precioso, assim, ela é 
regulada de modo que ocorra apenas quando a necessidadepor energia requer. No 
fígado, o acil-CoA graxo formado no citosol tem duas grandes vias abertas para si: (1) a 
𝛽-oxidação pelas enzimas da mitocôndria ou (2) a conversão em triacilgliceróis e 
fosfolipídeos no citosol. A velocidade de transferência para o interior das mitocôndrias 
dos acil-CoA graxos de cadeia longa decide qual via será tomada. O processo em três 
passos, por meio do qual os grupos acil-graxos são transferidos do citosol para a matriz 
mitocondrial (figura 7), é o limitante da velocidade de oxidação dos ácidos graxos. Uma 
 23 
 
vez que os grupos acil-graxos entram na mitocôndria, eles são definitivamente 
destinados à oxidação até acetil-CoA. 
 A concentração do malonil-CoA, o primeiro intermediário na biossíntese 
citosólica dos ácidos graxos de cadeia longa a partir do acetil-CoA, aumenta sempre 
que o animal é bem suprido com carboidratos; qualquer excesso de glicose que não 
possa ser oxidada ou armazenada como glicogênio é convertida em ácidos graxos 
citosólicos para estocagem, na forma de triacilgliceróis. A inibição da carnitina 
aciltransferase I pelo malonil-CoA assegura que a oxidação dos ácidos graxos seja 
diminuída sempre que o fígado tenha amplo suprimento de glicose para usar como 
combustível e, ao mesmo tempo, esteja fabricando ativamente triacilgliceróis a partir 
dessa glicose em excesso. 
 Duas das enzimas da 𝛽-oxidação também são reguladas por metabólitos que 
sinalizam o suprimento suficiente de energia. Quando a relação 
[𝑁𝐴𝐷𝐻]
[𝑁𝐴𝐷]+⁄ está 
alta, a hidroxiacil-CoA desidrogenase é inibida; além disso , altas concentrações 
de acetil-CoA inibem a tiolase. 
 
4. LEITURA COMPLEMENTAR 
 
“Os ursos obesos realizam a β-oxidação durante seu período de 
hibernação” 
 Muitos animais dependem da gordura armazenada para obter energia durante 
seu período de hibernação, ou dormência prolongada, durante os períodos migratórios 
e outras situações que envolvem ajustes metabólicos radicais (como no caso do 
camelo, que pode obter a água de que necessita a partir da oxidação de gorduras de 
reserva). 
 Um dos ajustes mais pronunciados do metabolismo lipídico ocorre na 
hibernação do urso pardo norte-americano. Esses ursos entram em um estágio 
contínuo de dormência por períodos tão longos quanto sete meses sem, normalmente, 
despertarem. De forma diferente de muitas outras espécies hibernantes, os ursos 
mantêm a sua temperatura corporal entre 32 e 35∘C, muito próximo do nível normal. 
 24 
 
Embora o animal nesse estado despenda perto de 6.000 Kcal/dia (25.000KJ/dia) ele 
não come, não bebe, não urina ou defeca por meses seguidos. Quando despertado 
acidentalmente, o urso estará quase imediatamente em alerta, pronto e capaz de se 
defender. 
 Estudos experimentais mostraram que o urso emprega a gordura corporal 
como seu único combustível durante a hibernação. A oxidação da gordura libera 
energia suficiente para manter a temperatura corporal, a sínteses ativa de 
aminoácidos e proteínas e outras atividades que necessitam de energia, como o 
transporte através de membranas. A oxidação das gorduras também libera grandes 
quantidades de água, que repõem a água perdida durante a respiração. Em adição, a 
liberação dos triacilgliceróis libera glicerol, o qual em seguida à sua fosforilação 
enzimática em glicerol-3-fosfato e oxidação a diidroxiacetona fosfato, é convertido em 
glicose sanguínea. A uréia formada durante a degradação dos aminoácidos é 
reabsorvida e reciclada pelo urso, sendo os seus grupos amino empregados para a 
síntese de novos aminoácidos que serão empregados na manutenção das proteínas 
corporais. 
 Na sua preparação para os longos períodos de hibernação o urso armazena 
uma quantidade enorme de gordura. Normalmente, um pardo adulto consome perto 
de 9.000Kcal/dia durante os últimos dias da primavera e todo o verão. Mas, à medida 
que o inverno se aproxima, os ursos passam a se alimentar durante 20 horas por dia e 
consomem perto de 20.000Kcal, em resposta às mudanças sazonais na secreção de 
hormônios. Grandes quantidades de triacilgliceróis são formados a partir de grandes 
quantidades de carboidratos ingeridos durante o período de engorda Outras espécies, 
incluindo o arganaz (pequeno camundongo silvestre), também acumulam grande 
quantidade de gordura corporal. O camelo, embora não seja um animal hibernante, 
pode sintetizar triacilgliceróis em grandes quantidades e armazená-los em sua corcova, 
uma fonte metabólica de energia e água que o capacita a suportar as difíceis condições 
do deserto. 
(Fonte: LEHNINGER et al., 1995) 
 
 
5. BIBLIOGRAFIA 
 25 
 
 
BERG, J. M., TYMOCZKO, J. L., STRYER, L. Bioquímica. 6 ª Ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2008. 1114p. 
 
LEHNINGER, A. L. Princípios de bioquímica. São Paulo: SARVIER, 1985, 725p. 
 
 
LEHNINGER, A. L., NELSON, D. L., COX, M. M. Princípios de bioquímica. São Paulo: 
SARVIER. 1995, 975p. 
 
 
NELSON, D. L., COX, M. M. Princípios de bioquímica. São Paulo: SARVIER. 2002, 839p. 
 
REZENDE Jr., L. Hormônios. In: VIEIRA, E. C., GAZZINELLI, G., MARES-GUIA, M. Química 
fisiológica. São Paulo: Atheneu, 1979. p. 225- 244.