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1 Bioquímica II - LM DIGESTÃO E TRANSPORTE DE GORDURAS GORDURAS DA DIETA: As gorduras mais abundantes da dieta são as gorduras neutras, os triaglicerídeos (TAG) Triglicerídeos = glicerol esterificado com três moléculas de ácidos graxos, principais constituintes dos alimentos de origem animal Fosfolipídios, colesterol, ésteres de colesterol e ácidos graxos não-esterificados, também estão presente na dieta usual Colesterol = composto esterol que não contém ácido graxo, mas exibe algumas características químicas e físicas das gorduras Lipase lingual e gástrica: digere os triglicerídeos com ácidos graxos de cadeia curta ou média (gordura do leite) • Essa primeira digestão representa 10% e sem grande importância para o indivíduo adulto • Portadores de fibrose cística não possuem as enzimas liberadas pelo pâncreas, sendo essencial as lipases lingual e gástrica DIGESTÃO: Emulsificação: quebra física dos glóbulos de gordura em partículas menores e ação das enzimas digestivas hidrossolúveis nas superfícies junto com a agitação do estômago • A emulsificação ocorre no duodeno pela ação dos sais biliares, o fosfolipídio lecitina e pelo peristaltismo, tornando os glóbulos gordurosos fragmentáveis sob agitação Bile: produzida pelo fígado, armazenada na vesícula biliar e secretada no duodeno; contém grande quantidade de sais biliares, com propriedades detergentes • Projeções polares solúveis nos líquidos aquosos circundantes diminuem a tensão interfacial da gordura, a tornando solúvel • Porções solúveis em gordura se dissolvem na camada superficial dos glóbulos de gordura • Área superficial do glóbulo gorduroso aumenta • Na medida em que os glóbulos se tornam menores elas são impedidas de coalescer Micelas: elas são formadas pela ação adicional dos sais biliares ao removerem os monoglicerídeos e os ácidos graxos das partículas em digestão, impedindo a reversão da hidrolise dos TAG, formando as micelas (compostos por 20 a 40 moléculas de sais biliares) • Essa agregação dos sais biliares com a gordura possibilita que a micela se dissolva na água dos líquidos digestivos e permaneça estável até a sua absorção Lipase pancreática: presente no suco pancreático, suficiente para digerir em 1 minuto todos os TAG Lipase entérica: presente no intestino delgado, mas não é normalmente necessária no indivíduo saudável DEGRADAÇÃO DOS TAG: Degradação de triacilgliceróis: as moléculas de TAG são muito grandes para serem captadas eficientemente pelas células mucosas das vilosidades intestinais. ✓ TAG – lipase pancreática e colipase → ácidos graxos + 2-monoglicerídeos Degradação dos ésteres de colesterol: a maior parte do colesterol da dieta está presente na forma livre (não-esterificado), com 10 a 15% presente na forma esterificada. ✓ Ésteres de colesterol –hidrólise pelo colesterol-esterase → colesterol + ácidos graxos livres A atividade da hidrolase dos ésteres de colesterol é bastante aumentada na presença de sais biliares. Degradação dos fosfolipídios: o suco pancreático é rico na pró-enzima da fosfolipase A2 que é ativada 2 Bioquímica II - LM pela tripsina e necessita de sais biliares para sua atividade ótima. ✓ Fosfolipídios –fosfolipase A2 → lisofosfolipídeo + ácidos graxos ✓ Ácidos graxos remanescentes – lisofosfolipase→ glicerilfosforil ABSORÇÃO DE GORDURA: Produto final: ácidos graxos livres, colesterol livre e 2- monoacilgliceróis → são incorporados na parte lipídica contra as micelas • Monoglicerídeos e os ácidos graxos são carreados nas micelas para a borda em escovado dos enterócitos e entram para o espaço interno do enterócito • As micelas livres voltam ao quimo para serem usadas novamente, aproximadamente 97% da gordura é absorvida na presença abundante de micelas Sangue porta: pequenas quantidades de ácido graxos de cadeias curta e média, como os da gordura do leite, são absorvidas diretamente pelo sangue porta, em vez de serem reconvertidas em TAG e transferidas para a linfa, por serem mais hidrossolúveis • Uma má absorção de lipídios, pode ser causada por distúrbios na digestão e/ou absorção de lipídios. Tais distúrbios podem originar de diversas condições, incluindo fibrose cística e encurtamento do intestino SECREÇÃO DA BILE A secreção pancreática das enzimas que degradam os lipídeos é controlada hormonalmente Colecistocininca (CCK): hormônio peptídico produzidos no duodeno e secretado em resposta à presença de TAG e proteínas parcialmente digeridas. A CCK age: − Sobre a vesícula biliar, fazendo-a contrair e liberar bile − Sobre as células exócrinas do pâncreas, liberando as enzimas digestivas − Ela também diminui a motilidade gástrica, resultando na liberação mais lenta do quimo. Secretina: hormônio secretado pelas células intestinais em resposta ao baixo pH do quimo e induz o pâncreas e o fígado a liberarem uma solução rica em bicarbonato. Síntese de sais biliares: sintetizados no fígado a partir do colesterol LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS E TRANSPORTE DE LIPÍDEOS Os TAG e os ésteres de colesterol sintetizados são muito hidrofóbicos, agregando-se em meio aquoso É então necessário que eles sejam embalados como gotículas de gordura circundadas por uma fina camada composta de fosfolipídios, evitando, dessa maneira, a coalescência de múltiplas partículas, impedindo a aderência às paredes dos vasos linfáticos. A maioria do colesterol e dos fosfolipídios, absorvidos do trato gastrointestinal, penetra nos quilomícrons. A linfa após uma refeição fica com uma aparência leitosa, chamada de quilo Os quilomícrons são liberados dos enterócitos por exocitose para os vãos lacteais (vasos linfáticos que se originam nas vilosidades do ID) → seguem pelo sistema linfático até o ducto torácico e são então transportados pela veia subclávia esquerda, onde entram para o sangue. Hidrolisados nos capilares do musculo esquelético e do tecido adiposo, em menor extensão no coração, pulmões, rins e fígado Lipase lipoproteica: degrada os TAG em ácidos graxos livres e glicerol, também causa hidrólise dos fosfolipídios; isso também libera ácidos graxos 3 Bioquímica II - LM AG livres: podem entrar diretamente nas células musculares ou para o tecido adiposo adjacente ou podem ser transportados no sangue em associação a albumina sérica, até serem captados pelas células → usados como combustível através da beta-oxidação Glicerol: é utilizado quase que exclusivamente pelo fígado para produzir glicerol-3-fosfato, o qual pode entrar tanto na glicólise como na gliconeogênese Após a remoção da maior parte dos triglicerídeos, os quilomicra remanescentes ligam-se a receptores no fígado e sofrem endocitose (invaginação). Os colesterol e as bases nitrogenadas dos fosfolipídios podem ser reciclados pelo corpo LIPOPROTEÍNAS – TRANSPORTE DO COLESTEROL E FOSFOLIPÍDIOS: Depois que todos os quilomícrons tiverem sido removidos do sangue, mais de 95% de todos os lipídios no plasma estarão sob forma de lipoproteínas → partículas pequenas contendo triglicerídeos, colesterol, fosfolipídios e proteínas. As lipoproteínas são importantes para manterem solúveis seus componentes lipídicos, como por promoverem um eficiente mecanismo de transporte de lipídios entre os tecidos Além dos quilomícrons, existem quatro tipos importantes de lipoproteínas classificados segundo suas densidades: 1. VLDLs: as lipoproteínas de muito baixa densidade, contendo altas concentrações de triglicerídeos e moderadas de colesterol e fosfolipídios; 2. IDLs: as lipoproteínas de densidade intermediaria, com menos partes de triglicerídeos e aumento da concentração de colesterol e fosfolipídios; 3. LDLs: as proteínas de baixa densidade, com remoção de quase todos os triglicerídeos, deixando a concentração especialmente elevadade colesterol e aumento moderado de fosfolipídios; 4 Bioquímica II - LM 4. HDLs: as lipoproteínas de alta densidade, contendo concentração elevada de proteínas (cerca de 50%), mas concentrações muito menores de colesterol e fosfolipídios. Quase todas as lipoproteínas são formadas no fígado A função primaria das lipoproteínas é a de transportar seus componentes lipídicos no sangue As VDLs transportam os triglicerídeos no fígado, em sua maior parte para os tecidos adiposos, enquanto as outras lipoproteínas são especialmente importantes nos diferentes estágios de transporte dos fosfolipídios e colesterol do fígado para os tecidos periféricos ou da periferia de volta ao fígado Apolipoproteínas: associadas às lipoproteínas e exercem diversas funções, como servirem de sítios de reconhecimento para receptores na superfície de células, ou como ativadores ou coenzimas para enzimas envolvidas no metabolismo das lipoproteínas 5 Bioquímica II - LM VIA EXÓGENA: 1. Os quilomícrons são sintetizados a partir de gorduras da dieta nas células epiteliais do intestino delgado e então se movem pelo sistema linfático e entram na corrente sanguínea pela veia subclávia esquerda 2. A apoC-II ativa a lipase lipoproteica nos capilares do tecido adiposo, do coração, do músculo esquelético e glândula mamária em lactação, permitindo a liberação de AGL para esses tecidos 3. Os remanescentes dos quilomícrons movem-se pela corrente sanguínea para o fígado 4. Receptores existentes no fígado ligam a apo-E nos remanescentes dos quilomícrons e controlam sua captação por endocitose. No fígado, os remanescentes liberam seu colesterol e são degradados nos lisossomos 6 Bioquímica II - LM VIA ENDÓGENA: 5. Os TAG e ésteres de colesterila são empacotados no fígado com apolipoproetínas específicas, formando a lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL) que são transportadas pelo sangue para o músculo e tecido adiposo 6. Nos tecidos capilares do musculo e tecido adiposo a apoC-II da VLDL ativa a lipase lipoproteica, que catalisa a liberação dos AGL, produzindo IDL (lipoproteína de densidade intermediária) e após LDL (de densidade baixa) 7. Os tecidos extra-hepáticos têm receptores que reconhecem a apo-B-100 e controlam a captação de ésteres de colesterila 8. A LDL também entrega o colesterol para os macrófagos, algumas vezes convertendo-os em células espumosas 9. A LDL não captada pelos tecidos periféricos retorna ao fígado onde são captados via receptor de LDL que reconhece a apoB-100 TRANSPORTE REVERSO DO COLESTEROL: 10. A HDL (alta densidade) origina-se no fígado como pequenas partículas ricas em proteína que contém pouco colesterol e não contém ésteres de colesterila. A HDL contém a enzima lectina-colesterol-aciltransferase (LCAT). Esta enzima está presente na superfície da HDL e é estimulada pelo componente apo-A-I da HDL. Os ésteres de colesterila acumulam-se nas HDL nascentes, convertendo-as em HDL maduras 11. A HDL nascente além de captar colesterol dos remanescente de quilomícrons e da VLDL circulante, capta colesterol de células extra-hepáticas ricas em colesterol, inclusive de macrófagos e células espumosas 12. A HDL madura retorna ao fígado, onde o colesterol é descarregado por meio do receptor SR-BI. A HDL descarregada se dissocia e recircula na corrente sanguínea 13. Parte dos ésteres de colesterila da HDL também pode ser transferida ao LDL pela proteína transportadora de ésteres de colesterila 14. A maior parte do colesterol proveniente do transporte reverso do colesterol é convertido em sais biliares no fígado e armazenado na vesícula biliar CATABOLISMO DE ÁCIDOS GRAXOS MOBILIZAÇÃO DOS TRIACILGLICERÓIS ARMAZENADOS NO TECIDO ADIPOSO Ácidos graxos armazenados no tecido adiposo, na forma de triglicerídeo, servem como principal reserva de combustível do organismo. A oxidação completa dos ácidos graxos a CO2 e H2O gera 9 kcal/g de gordura (comparadas às 4 kcal/g produzidas por proteínas ou carboidratos). A mobilização dos lipídios armazenados requer a liberação hidrolítica do ácido graxo e do glicerol a partir dos triglicerídeos. Esse processo inicia-se por uma lipase sensível a hormônio, que remove o ácido graxo do carbono 1 e/ou do carbono 3. O glicerol liberado durante a degradação do triglicerídeo não pode ser metabolizado nos adipócitos, porque estes não possuem a enzima glicerol-cinase. Logo, o glicerol é transportado pela circulação sanguínea ao fígado, onde pode ser fosforilado. O glicerol-fosfato resultante pode ser utilizado para sintetizar triglicerídeo no fígado ou ser convertido em DHAP, esse pode participar na glicólise ou na gliconeogênese Os ácidos graxos livres movem-se através da membrana celular dos adipócitos e imediatamente se ligam à albumina no plasma. Eles são transportados aos tecidos, entram nas células, tornam-se ativados formando derivados de CoA e são oxidados para produzir energia. O transporte ativo de ácido graxos através da membrana é mediado por uma proteína ligadora de ácidos graxos. 7 Bioquímica II - LM ATIVAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS E TRANSPORTE PARA A MITOCÔNDRIA O triglicerídeo é uma molécula muito rica em hidrogênio e, portanto, muito rica em energia LIPÓLISE: SEPARA O GLICEROL DAS CADEIA DE ÁCIDO GRAXOS Destino do glicerol: ganha um ATP ganhando um fosfato (glicerol 3-fosfato) → perde dois hidrogênios formando NADH+ H+ → di-hidroxiacetona fosfato (DHAP) (há ganho de energia, pois o NADH vai para a cadeia respiratória e forma 2,5 ATP) A DHAP pode seguir dois caminhos, caso a célula necessite de energia segue pela glicólise para formar piruvato, caso a célula precise de glicose ela segue pela gliconeogênese para produção de glicose Destino dos ácidos graxos: a quebra do ácido graxo ocorre pela separação de carbonos de dois em dois pela beta- oxidação → antes disso é preciso que o AG se una a um acetil-CoA, formando acil-CoA (muito rica em energia), para essa junção uma molécula de ATP é quebrada liberando dois fosfato restando uma AMP. A CoA não consegue passar pela membrana interna da mitocôndria, apenas o AG se une a Carnitina, formando a molécula acil-carnitina → passam na proteína de membrana entrando na mitocôndria → a carnitina sai e o AG volta a se unir a um CoA dentro da mitocôndria, voltando a ser acil-CoA e a carnitina volta para o citosol para carrear outro AG OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS – ß -OXIDAÇÃO Ácido graxo tem cadeia longa e oxidação em 4 etapas: 1. Desidrogenação: dois H são passados para o FAD → formando FADH2 2. Hidratação: entra uma molécula de água 3. Oxidação: NAD+ recebe dois H e se converte em NADH+H+ 4. Tiólise: Dois carbonos são liberados → forma o acetil-CoA (2C). Um novo CoA volta a se ligar ao AG para recompor o acil-CoA (4C) A cada ciclo da ß oxidação o ácido graxo perde dois carbonos, gerando um FADH2 + NADH+H+ + Acetil-CoA Na última volta restam 4 carbonos → forma-se dois acetil-CoA + FADH2 +NADH+H+ → esses entram no ciclo de Krebs e na cadeia respiratória para formar ATP 8 Bioquímica II - LM SALDO FINAL: ➢ O ácido palmítico tem 16C – ele passa por 7 voltas e seu produto final é: 8 acetil-CoA, 7 NADH e 7 FADH2 ➢ Todos os acetil-Coa entram no ciclo de Krebs, sendo 8 voltas no ciclo de Krebs, consumindo todos ➢ Cada volta do ciclo de Krebs produz 3 NADH e 1 FADH2: em 8 voltas são produzidos 24 NADH e 8 FADH2 ➢ O ciclo de Krebs produz ainda 8 ATP na forma de GTP ➢ A cada acil-CoA é gasto 2 ATP (ativação do palmitato) ➢ Esse número pode cair devido aos custos do ciclo palmítico e cadeia respiratória CORPOS CETÔNICOS: A mitocôndria hepática tem a capacidade de converter acetil-CoA proveniente da beta-oxidação de ácidos graxos em corpos cetônicos − Acetoacetato − 3-hidroxibutirato (ou beta-hidroxibutirato) − Acetona • O acetoacetato e o beta-hidroxibutirato são transportadospelo sangue aos tecidos periféricos, ali, eles podem ser convertidos novamente em acetil-CoA, que pode ser oxidado no ciclo do ácido cítrico Os corpos cetônicos são importantes fontes de energia pois: 1. São solúveis em meio aquoso e, assim, não necessitam ser incorporados a lipoproteínas ou albumina 2. São produzidos no fígado, em períodos em que a quantidade de acetil-CoA excede a capacidade oxidativa do fígado 3. São usados pelos tecidos extra-hepático em quantidade proporcional a sua concentração no sangue Desse modo, os corpos cetônicos permitem economia de glicose, especialmente importante durante o jejum prolongado PRODUÇÃO DE CORPOS CETÔNICOS NO FÍGADO - CETOGÊNESE Em humano, e na maior parte de outros mamíferos, o acetil-CoA formado no fígado durante a oxidação dos ácidos graxos pode entrar no ciclo do ácido cítrico ou sofrer conversão a corpos cetônicos (acetona, acetoacetato e beta-hidroxibutirato) A produção e exportação de corpos cetônicos pelo fígado no jejum permite que a beta-oxidação continue, uma vez que os intermediários do ciclo do ácido cítrico estão desviados para a gliconeogênese Durante o jejum, o fígado é inundado com ácidos graxos mobilizados do tecido adiposo → eleva-se a produção de acetil-CoA, inibindo a piruvato- desidrogenase e ativa o piruvato-carbixilase (formação de OAA) O OAA produzido é usado pelo fígado na gliconeogênese, mais do que no ciclo do ácido cítrico Desse modo, a acetil-CoA é canalizada para a síntese de corpos cetônicos 9 Bioquímica II - LM ETAPAS: 1. Reversão da reação da tiolase → acetil-CoA + acil-CoA graxo → acetoacetil-CoA 2. acetoacetil-CoA + HMG-CoA-sintase → HMG- CoA (3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA 3. HMG-CoA –clivagem→ acetoacetato + acetil- CoA − Acetatoacetato + NADH → 3- hidroxibutirato − Aceroacetato –decarboxilação espontânea → acetona + CO2 ❖ Corpos cetônicos são produzidos em excesso na diabetes: BIOSSÍNTESE DE LIPÍDEOS − Inclui sequência de reações endergônicas e redutoras − Utilizam ATP como fonte de energia metabólica e um transportador de elétrons reduzindo (NADPH) como agente redutor − Ocorre no citosol e tem como precursor o acetil-CoA − O malonil-CoA é um importante intermediário, formado pela carboxilação do acetil-CoA CONSUMOS DE CORPOS CETÔNICOS EXTRA-HEPÁTICOS - CETÓLISE O cérebro usa preferencialmente glicose como combustível, mas pode se adaptar ao uso de corpos cetônicos em condições de jejum Os tecidos extra-hepáticos, excluindo as células sem mitocôndrias, oxidam eficientemente o acetoacetato e o 3- hidroxibutirato O fígado não possui a enzima tioforase, sendo incapaz de usar corpos cetônicos como combustível ETAPAS: − 3-hidroxibutirato é oxidado a acetoacetato + NADH (3-hidrobibutirato-desidrogenasa) − Acetoacetato + CoA (vindo da succil-CoA) → acetoacetil-CoA (tioforase) − Acetoacetil-CoA → 2 acetil-CoA Quando a velocidade de formação dos corpos cetônicos é maior do que a velocidade de seu consumo, seus níveis começam a aumentar no sangue (cetonemia) e, por fim, na urina (cetonuria) 10 Bioquímica II - LM FORMAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS ❖ Ocorre principalmente no fígado, nas glândulas mamárias e menor extensão no tecido adiposo ❖ Esse processo citosólico incorpora carbonos a partir da acetil-CoA na cadeia de ácido graxo em crescimento ❖ Uso de ATP e NADPH Depois de entrar na célula epitelial, os ácidos graxos e os monoglicerídeos são captados pelo retículo endoplasmáticos liso, onde ocorre a biossíntese de lipídios complexos, novos triglicerídeos, que serão, sob a forma de quilomícrons, transferidos para os lactíferos das vilosidades (vasos linfáticos). Pelo ducto linfático torácico, os quilomícrons são transferidos para o sangue circulante. A mistura de lipídios, absorvida pelos enterócitos, migra para o retículo endoplasmático, onde ocorre a biossíntese de lipídios complexos. • Os ácidos graxos são primeiro convertidos em sua forma ativada pela sintetase dos acil-CoA graxo • Os 2-monacilgliceróis absorvidos pelos enterócitos são convertidos em triacilgliceróis pelo complexo enzimático triacilglicerol- sintase • Os lisofosfolipídios são acilados novamente para formar fosfolipídios e o colesterol é esterificado com um ácido graxo principalmente pela acil-CoA Os ácidos graxos de cadeia curta e média não são convertidos em seus derivados CoA e não são reesterificados em 2-monoglicerois. Em vez disso, eles são liberados para a circulação porta, sendo carregados para o fígado pela albumina do soro. 11 Bioquímica II - LM Reações: PRODUÇÃO DE ACETIL-COA: • Transferência de unidades de acetato a partir da acetil-CoA mitocondrial para o citosol • Apenas o grupo acetila, na forma de citrato, pode atravessar a membrana mitocondrial interna • Esse processo ocorre quando a concentração mitocondrial de citrato é alta, inibindo a isocritrato- desidrogenase (citrato→isocritrato), devido a grande quantidade de ATP • O aumento do ATP e citrato intensifica a rota para a produção de acetil-CoA citosólica FORMAÇÃO DE MALONIL-COA PELA CARBOXILAÇÃO DE ACETIL-COA: O primeiro passo na síntese de ácidos graxos é a formação de malonil-CoA, catalisada pela acetil-CoA carboxilase A energia para as condensações C-C na síntese de ácidos graxos é suprida pelo processo de carboxilação e descarboxilação dos grupos acetila no citosol A carboxilação de acetil-CoA para formar malonil-CoA é catalisada pela acetil-CoA-carboxilase e requer CO2 e ATP ÁCIDO GRAXO SINTASE: Após a formação do malonil-CoA, todo o resto da síntese ocorre a partir de um único complexo multienzimático, a ácido graxo sintase O NADPH formado na via das pentoses fosfato ou pela enzima málica fornece os equivalentes redutores A cadeia do ácido graxo cresce em unidades de dois carbonos doados pelo manonil-CoA, com perda de CO2 a cada adição REGULAÇÃO RECÍPROCA DA SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS: REGULAÇÃO A CURTO PRAZO DE ACC: A carboxilação de acetil-CoA é etapa limitante e regulada na síntese de ácidos graxos 12 Bioquímica II - LM A forma inativada da acetil-CoA-carboxilase (ACC), um dímero sofre ativação alostericamente por citrato → polimerização dos dímeros e inativação alostérica por acil-CoA de cadeia longa → causando dua despolimerização Um segundo mecanismo: a proteína cinase ativada por AMP (AMPK) fosforila e inativa a acetil-CoA-carboxilase A AMPK é alostericamente ativada por AMP e covalentemente inativada por fosforilação via diversas cinases, além de hormônios contrarregulatórios, como adrenalina e glucagon → inativa a AMPK Na presença de insulina, a acetil-CoA-carboxilase é desfosforilada e, portanto, ativada REGULAÇÃO DE LONGA DURAÇÃO DA ACC: O consumo prolongado de dieta com excesso de calorias provoca aumento na síntese da acetil-CoA-carboxilase, aumentando a síntese de ácidos graxos Dietas com poucas calorias ou dietas com alto conteúdo de gordura provocam redução na síntese de ácidos graxo por diminuir a síntese da acetil-CoA carboxilase Obs: a síntese da carboxilase é estimulada por insulina METFORMINA: utilizada no tratamento do diabetes tipo 2, diminui os TAG no soro por meio da ativação da AMPK, inibindo a ACC e sua expressão com o ácido graxo-sintase; também diminui a glicose sanguínea por aumentar a captação de glicose mediada por AMPK no músculo 13 Bioquímica II - LM FONTES DO NADPH: A via das pentoses-fosfato é o maior fornecedor do NADPH para a síntese de ácidos graxos →dois NADPH são produzidos por molécula de glicose que entra nessa via A conversão citosólico do malato a piruvato (enzima málica citosíloca) também produiz NADPH SÍNTESE DE LIPÍDEOS NO FÍGADO A PARTIR DE CARBOIDRATOS: REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS: 14 Bioquímica II- LM ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS DE CADEIA LONGA – PALMITATO: • O palmitato é um ácido graxo de cadeia longa com 16 carbonos saturados e é o produto final da atividade da ácido graxo-sintase • Ele pode ser, ainda, alongado pela adição de dois carbonos no REL • A alongação requer um sistema de enzima separadas • A Malonil-CoA é o doador de dois carbonos e NADPH fornece os elétrons • O encéfalo possui capacidade adicional de elongação, permitindo a produção dos ácidos graxos de cadeia muito longa (necessários para a síntese de lipídeos do SNC) DESNATURAÇÃO DOS AG DE CADEIA LONGA: − Enzimas dessaturases presentes no REL são responsáveis pela desnaturação dos ácidos graxos de cadeia longa − Requer NADH, citocromo b5 e sua redutase ligada ao FAD − Uma variedade de ácidos graxos poli-insaturados pode ser produzida por meio de dessaturação adicional combinada com elongação BIOSSÍNTESE DE TRIACILGLICERÓIS − O ácido fosfotatídico é precursor tanto de TAG quanto de glicerofosfolipídeos − A insulina estimula a conversão dos carboidratos e das proteínas da dieta em gordura − Pacientes com diabetes melito que precisam de insulina ou são insensíveis a ela → resulta em diminuição da síntese de ácidos graxos e o acetil-CoA proveniente do catabolismo dos carboidratos e das proteínas é desviada para a produção de corpos cetônicos − Os TAG são muito pouco solúveis, coalescendo dentro dos adipócitos, formando gotículas lipídicas no citosol, formando maior reserva energética do organismo CICLO DOS TRIACILGLICERÓIS: Precursor: glicerol-3-fosfato Cerca de 75% dos ácidos graxos liberados do tecido adiposo são reesterificados no fígado ou no próprio tecido adiposo no jejum Reserva de energia na corrente sanguínea durante o jejum – mobilização mais rápida do que TAG armazenados no tecido adiposo 1. SÍNTESE DE GLICEROL-FOSFATO: Aceptor inicial dos ácidos graxos durante a síntese de TAG Duas vias para a produção de glicerol-fosfato: I. No fígado e no tecido adiposo, a produção de glicerol-fosfato pode ocorrer a partir da glicose, usando a via glicolítica até a produção de DHAP → DHP é reduzido a glicerol-fosfato, pela enzima glicerol-fosfato-desidrogenase II. No fígado o glicerol livre pode ser convertido a glicerol-fosfato pela enzima glicerol-cinase Obs: nos adipócitos, o transportador de glicose [GLUT- 4] é dependente de insulina, quando há níveis de glicose plasmática estão baixos, os adipócitos apresentam apenas uma capacidade limitada de sintezar o glicerol-fosfato e não podem produzir TAG 15 Bioquímica II - LM 2. CONVERSÃO DO ÁCIDO GRAXO LIVRE EM SUA FORMA ATIVADA: ❖ Os AG precisam ser convertidos em sua forma ativada (unidos à CoA) para participarem de processos metabólicos como a síntese de TAG, essa reação é catalisada por uma família de acil- CoA-sintetase (tiocinases) 3. SÍNTESE DE TAG A PARTIR DE GLICEROL- FOSFATO E ACIL-COA: ❖ Essa via envolve quatro reações que incluem a adição sequencial de dois ácidos graxos a partir de acil-CoA, a remoção de fosfato e a adição de um terceiro ácido graxo GLICERONEOGÊNESE: • A gliceroneogênese é uma versão incompleta da gliconeogênese (piruvato → OAA → PEP → DHAP → glicerol-3-fosfato) • Mais de 50% dos AG dos ácidos graxos liberados dos TAG do tecido adiposo são reesterificados ao glicerol-3-fosfato • O tecido adiposo branco não expressa a glicerol- cinase (glicerol → glicerol-fosfato), e o glicerol fosforilado é produzido pela gliceroneogense • Esse processo diminui os ácidos graxos livres plasmáticos, que estão associados a ressistencia à insulina na diabetes tipo 2 e na obesidade • Os ácidos graxos podem ser reesterificados junto ao glicerol-3-fosfato provenientes da gliceroneogenese 16 Bioquímica II - LM BIOSSÍNTESE DE COLESTEROL • O colesterol é um componente estrutural de membranas • Precursor de hormônios esteróides: testosterona, estradiol, aldoesterona • Precursor de ácidos biliares: derivados polares do colesterol • Precursor da vitamina D • O colesterol é sintetizado por praticamente todos os tecidos humanos, embora fígado, intestino, córtex adrenal e os tecidos reprodutivos • Todos os anátomos de carbono do colesterol são derivados do acetato e o NADPH é o doador dos equivalentes redutores • A rota de síntese do colesterol é endoergônica, sendo a energia garantida pela hidrólise de ligações tio éster de alta energia da acetil-coenzima A (CoA) e dos fosfatos terminais do ATP • A velocidade da rota de síntese repsonde a mudanças na concentração de colesterol Etapas: 1. Síntese do mevalonato a partir do acetato (enzima HMG-CoA-redutase) 2. Conversão do mevalonato em dois isoprenos ativados 3. Condensação de seus unidades de isopreno ativadas para formar esqualeno 4. Conversão do esqualeno no núcleo esteroide de quatro anéis 17 Bioquímica II - LM DESTINOS DO COLESTEROL: • O glicerol liberado durante a degradação de TAG não pode ser metabolizado nos adipócitos, pois o tecido adiposo não possui a enzima glicerol-cinase • O glicerol é transportado para o fígado, através da corrente sanguínea, onde pode ser fosforilado • O glicerol-fosfato resultante pode ser utilizado para a síntese de TAG no fígado ou convertido a DHAP pela pela enzima glicerol-fosfato- desidrogenase (substrato da glicólise e da gliconeogênse) • Uma pequena fração do colesterol sintetizado ali é incorporada em membranas de hepatócitos, mas a maior parte dele é exportada em uma de três formas: ácidos biliares, colesterol biliar ou ésteres de colesterila REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE COLESTEROL: Aumento ou diminuição do nível de colesterol intracelular é responsável pela regulação da transcrição do gene da HMG-CoA redutase: → + [colesterol intracelular] = - transcrição do gene HMG-CoA = - síntese de HMG-CoA → - [colesterol intracelular] = + transcrição do gene da HMG-CoA = + síntese de HMG-CoA A quantidade da HMG-CoA-redutase é controlada por hormônios → o aumento de insulina e tiroxina favorece o aumento da expressão do gene da HMG- CoA-redutase → o glucacon e os glicocorticoides exercem efeito opsoto 18 Bioquímica II - LM ESTATINAS – INIBIDOR DA HMG-COA REDUTASE • Estatina é o nome dado a um conjunto de medicamentos dedicados a reduzir o colesterol em pessoas que não conseguem esse controle com dieta e exercícios, além de apresentarem outros fatores de risco cardiovasculares. Em geral, o uso da estatina reduz em 30% as taxas do colesterol ruim, o LDL. • As estatinas são análogos estruturais do HMG-CoA e são inibidores competitivos e reversíveis da HMG-CoA- redutase • O funcionamento da medicação se baseia no controle da produção de colesterol pelo fígado e no bloqueio de enzimas que estimulam a produção do LDL no corpo. Algumas fórmulas de estatinas são a sinvastatina, atorvastatina, rosuvastatina, fluvastatina, lovastatina, entre outras 19 Bioquímica II - LM CAPTAÇÃO DO COLESTEROL MEDIADA POR RECEPTOR: ATEROSCLEROSE: hipercolesterolemia familiar (HF), ocorre mutações no receptor de LDL nos tecidos, provocando o acúmulo de placas de gordura nas artérias e, consequentemente, dificultando a passagem de sangue dos vasos, podendo causar infartos, derrames e até morte súbita DOENÇA DE NIEMANN-PICK TIPO C (NPC): o colesterol não é transportado para fora dos lisossomos devido à mutações dos genes NPC1 e NPC2, essa condição resulta no acúmulo de colesterol nos lisossomos do fígado, cérebro e pulmões, levando à morte prematura. Essa doença é caracterizada por hepatoesplenomegalia, impossibilidade de ganhar peso e neurodegeneração progressiva. DOENÇA DE TANGIER: Mutação no gene que codifica o transportador ABCA1, responsável pelo transporte de colesterol para HDL. Pacientes com essa doença tem baixo ou nenhum HDL e mostram deposiçãode ésteres de colesterol nos tecidos, tais como as amígdalas, baço, mucosa intestinal e córnea ANORMALIDADES LIPÍDICAS NO ALCOOLISMO • A conversão do etanol a acetaldeído e acetato provoca um aumento na razão [NADH/NAD+] no fígado • Esse aumento inibe a oxidação de ácidos graxos, os quais são reesterificados em TAG e secretados como VLDL para a corrente sanguínea • Como consequência há o aumento de TAG na corrente sanguínea FORMAÇÃO DE PLACAS ATEROSCLERÓTICAS ❖ A aterosclerose é uma inflamação, com a formação de placas de gordura, cálcio e outros elementos na parede das artérias do coração e de outras localidades do corpo humano, como por exemplo cérebro, membros inferiores, entre outros, de forma difusa ou localizada 20 Bioquímica II - LM ❖ As principais consequências da formação das placas são o infarto agudo do miocárdio e AVC isquêmico HORMÔNIOS ESTEROIDES DERIVADOS DO COLESTEROL
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