Aula 8 Metabolismo de Lipideos e lipoproteínas BIOQUÍMICA (1)

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Bioquímica
Prof. Dr. Humberto Moreira Spindola
Metabolismo dos Lipídios e Lipoproteínas
Aula 8
TÓPICOS DA AULA
Conceitos e funções dos lipídios
Classificação 
Metabolismo dos lipídios 
Lipoproteínas plasmáticas 
Conceito de Lipídios
Biomoléculas compostas por: 
Carbono (C) 
Hidrogênio (H) 
Oxigênio (O)
Insolúveis em água
Solúveis em solventes orgânicos:
-álcool
-benzina
-éter
-clorofórmio
-acetona
Conceito de Lipídios
Distribuídos por todos os tecidos:
-membranas celulares 
-células de gordura 
Grande variedade de formas estruturais:
-hidrofóbicas 
-biossintetizadas a partir da Acetil-CoA
Funções dos Lipídios
Fonte energética
Vitamínica
Hormonal 
Estrutural 
Isolante térmico 
Proteção mecânica
Classificação dos Lipídios
BASEADA NA PRESENÇA OU NÃO DE ÁCIDOS GRAXOS NA COMPOSIÇÃO:
Ácidos graxos 
Acilglicerois 
Fosfolipídios
Esfingolipídios
Ceras
Esteroides 
Vitaminas A, D, E, K
ÁCIDOS GRAXOS
São ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas de 4 a 36 carbonos
Função energética e estrutural
Maioria são lineares
Podem ser:
-saturados (a) 
-insaturados (b)
ÁCIDO GRAXO SATURADO
Não possuem duplas ligações
Geralmente sólidos em temperatura ambiente
Gorduras de origem animal
ÁCIDO GRAXO SATURADO
Fontes gorduras saturadas
Alimentos de origem animal:
Carne
Gema de ovo 
Leite integral e derivados
 
Industrializados: 
Biscoitos 
Chocolates 
ÁCIDO GRAXO INSATURADO
Possuem uma ou mais duplas ligações:
-monoinsaturados 
-poli-insaturados
São líquidos a temperatura ambiente
Dupla ligação de AG natural é sempre “cis”
Óleos de origem vegetal 
Se tiver mais de 1 dupla ligação, estas são separadas por 3 carbonos
ÁCIDO GRAXO INSATURADO
ÁCIDO GRAXO INSATURADO
Fontes gorduras insaturadas
PRINCIPAIS ÁCIDOS GRAXOS COM FUNÇÕES FISIOLÓGICAS 
ACILGLICEROIS
São os principais lipídios de reserva tanto animais quanto vegetais 
Moléculas mais calóricas do metabolismo celular 
Armazenados tecido adiposo 
	-capacidade de absorver grandes quantidades de 	triglicerídeos da alimentação
ACILGLICEROIS
Moléculas compostas por grupamentos ACIL (ácidos graxos) (R-COO-) ligados ao GLICEROL
Monoglicerídios
Diglicerídios 
Triglicerídeos
FOSFOLIPÍDIOS
Uma molécula de glicerol, duas cadeias de ácidos graxos (uma saturada outra insaturada), um grupo fosfato e uma molécula polar ligada a ele
Formações em bicamadas formando vesículas
FOSFOLIPÍDIOS
ANFIPÁTICAS: cabeça hidrofílica e cauda hidrofóbica
Na membrana: só atravessam moléculas por difusão
Alta capacidade de regeneração e elasticidade
Espaço extracelular
Espaço intracelular
ESFINGOLIPÍDIOS
Formados por:
1 molécula de ácido graxo de cadeia longa apolar
1 molécula esfingosina (aminoálcool cadeia longa)
1 cabeça polar alcoólica
Classificados de acordo com grupo ligado à base esfingoide
Comuns em tecido cerebral 
CERAS
Ésteres de ácidos graxos
Saturados e insaturados de cadeia longa (14 – 16 C)
Álcoois de cadeias longas (16 – 34 C)
Ponto de fusão mais alto que ácidos graxos
CERAS
Funções das Ceras:
Folhas e frutos evitam perda de água e ataque microrganismos
Glândulas da pele de vertebrados: proteger pelos e pele mantendo lubrificados e à prova d´água
Pássaros secretam ceras nas glândulas do bico para manter penas repelentes à água 
Cera de ouvido: proteger de infecções
ESTEROIDES
Estrutura básica de 17 átomos de carbono dispostos em quatro anéis ligados entre si: 
Estrutura química em comum: 
CICLO-PENTANO-PERIDRO-FENANTRENO
Principal: COLESTEROL
COLESTEROL
Importante para estrutura das membranas biológicas
Precursor na biossíntese de esteroides biologicamente ativos:
	-hormônios esteroides
	-ácidos e sais biliares
COLESTEROL
Estrutura do corpo (células)
Crescimento
Reprodução 
Produção vitamina D
Excesso pode ser fatal 
(aterosclerose) 
COLESTEROL
Fontes:
Carne 
Frango 
Peixes 
Ovos 
Manteiga 
Leite integral 
COLESTEROL
Sintetizado por quase todos tecidos humanos
Fígado 
Intestino 
Córtex adrenal 
Tecidos reprodutivos 
-ovários 
-testículos
-placenta
Responsáveis por 70% da produção de colesterol
COLESTEROL
ESTERÓIS: 8 a 10 átomos no carbono 17 e 1 grupo hidroxila (OH) no carbono 3
ÉSTER DE COLESTERILA: colesterol esterificado – ácido graxo ligado ao carbono 3
2 formas: esterol e éster de colesterila
SÍNTESE DO COLESTEROL
Duas reações para produzir 
3-hidroxi-3-metilglutaril CoA (HMG CoA)
2 acetil CoA condensam-se
Mais 1 acetil CoA 
Sofre ação da HMG CoA redutase
SÍNTESE DO COLESTEROL
SÍNTESE DO COLESTEROL
REGULAÇÃO DA SÍNTESE
HMG CoA redutase
Enzima limitante da velocidade da síntese de colesterol
INIBIÇÃO RETROATIVA: colesterol inibidor da síntese da HMG CoA redutase
REGULAÇÃO HORMONAL:
 insulina (+) e glucagon (-) sobre 
 HMG CoA redutase
INIBIÇÃO POR DROGAS:
 inibidores reversíveis para 
 diminuir níveis de colesterol
SÍNTESE DO COLESTEROL
DEGRADAÇÃO
Estrutura do anel do colesterol não pode ser metabolizada até CO2 e H2O 
Anel esterol eliminado intacto do corpo:
-conversão em ácidos biliares e excretados 	nas fezes 
-secreção na bile que transporta-o ao intestino
 para ser eliminado
Fígado 
Intestino 
SÍNTESE DO COLESTEROL
DEGRADAÇÃO
ÁCIDOS GRAXOS
RESUMO: metabolismo lipídios
LIPÍDIOS
Energia
Vitaminas
Hormônios
Isolante térmico
Proteção mecânica
C – H – O
Insolúvel H2O
CLASSIFICAÇÃO
ACILGLICEROIS
FOSFO E GLICOLIPÍDIOS
ESFINGOLIPÍDIOS
ESTEROIDES
VITAMINAS 
Saturados: sem dupla ligação
Insaturados: com dupla
Lipídios de RESERVA (ácido graxo + glicerol)
Lipídios de MEMBRANA
Lipídios de TECIDO CEREBRAL
 (ác. graxo + esfingosina + cabeça polar)
LIPOSSOLÚVEIS K, A, D , E
HORMONAL, ESTRUTURA MEMBRANA CELULAR
COLESTEROL
SÍNTESE
Condensação 3 AcetilCoa (HMGCoA)
HMGCoA reduzido a Ácido Mevalônico
Ácido Mevalônico fosforilado a Esqualeno
Esqualeno forma lanosterol
Lanosterol forma Colesterol
DEGRADAÇÃO
ANEL ESTEROL ELIMINADO 
INTACTO; ELIMINAÇÃO NA FORMA
 DE ÁCIDO BILIAR: FEZES
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
Ingestão diária de um adulto: 60 – 150 g
90% triacilglicerol (triglicerídeo)
Restante:
Colesterol 
Ésteres de colesterila
Fosfolipídios 
Ácidos-graxos livres 
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
DIGESTÃO 
Principalmente no INTESTINO DELGADO
Ação conjunta de:
*enzimas lipases pancreáticas- catalisam hidrólise de triglicerídios e fosfolipídios 
*enzima colesterol estearase- catalisa hidrólise de colesterol
*bicarbonato de sódio e potássio- neutraliza pH intestinal 
*sais biliares- emulsionam sais de ácidos graxos e lipídios não hidrolisados 
ABSORÇÃO
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
ABSORÇÃO MUCOSA INTESTINAL 
Ácidos graxos livres 
Colesterol livre 
2-monoacilglicerol 
Produtos primários da degradação dos lipídios da dieta no jejuno
Sob ação dos sais biliares
FORMAÇÃO MICELAS MISTAS
Conjunto de lipídios anfipáticos que agrupam com grupos hidrofóbicos no interior e hidrofílicos no exterior 
Ficam solúveis em água
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
RESSÍNTESE TRIACILGLICEROL E ÉSTERES DE COLESTERILA
Ácidos graxos convertidos em sua forma ativada pela acil CoA sintase graxa (tioquinase)
Ajuda converter 2-monoacilglicerois “livres” em triacilglicerois
2-monoacilglicerois + 2 acil CoA graxa = triacilglicerol + 2 CoA
PARAMOS AQUI
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METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
SECREÇÃO DA MUCOSA INTESTINAL 
Triacilglicerois e ésteres de colesterila recém sintetizados são muito hidrofóbicos e se agregam em ambiente aquoso (dentro célula mucosa intestinal).
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
SECREÇÃO DA MUCOSA INTESTINAL 
Precisam ser agrupados em gotas de lipídio rodeadas por camada delgada de proteína, fosfolipídio e colesterol não-esterificado (livre)  QUILOMICRAS
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
SECREÇÃO DA MUCOSA INTESTINAL 
Função camada de fosfolipídios: estabilizar a partícula e aumentar a solubilidade
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
SECREÇÃO DA MUCOSA INTESTINAL 
Quilomicras liberadasdas células da mucosa intestinal para os vasos linfáticos do intestino delgado  pela linfa chega ao canal torácico  veia subclávia esquerda  CIRCULAÇÃO SANGUÍNEA
SISTEMA LINFÁTICO
FUNÇÃO NO METABOLISMO LIPÍDICO
TRANSFERÊNCIA DO QUILOMICRON PARA CORRENTE SANGUÍNEA
CAPTAÇÃO LINFÁTICA DO QUILOMICRON
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
USO DOS LIPÍDIOS DA DIETA PELOS TECIDOS
O triacilglicerol das quilomicras é degradado principalmente pelo músculo esquelético e tecido adiposo
Outros órgãos que degradam: coração, pulmão, rim e fígado
Enzima lipase lipoprotéica degrada triglicerídeos a:
 ácidos graxos livres + glicerol 
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
USO DOS LIPÍDIOS DA DIETA PELOS TECIDOS
Destino dos ÁCIDOS GRAXOS livres: 
*Entrar diretamente nas células musculares ou adipócitos adjacentes 
*Ser transportado no sangue associado à albumina sérica até ser captado por alguma célula 
GRANDE PARTE DAS CÉLULAS OXIDAM ÁCIDOS GRAXOS PARA PRODUZIR ENERGIA 
METABOLISMO DOS LIPÍDIOS DA DIETA
USO DOS LIPÍDIOS DA DIETA PELOS TECIDOS
Destino do GLICEROL livre: 
*usado quase exclusivamente pelo fígado 
*produz gliceraldeído 3-fosfato
*participante da glicólise e da gliconeogênese
METABOLISMO DOS ÁCIDOS GRAXOS E TRIACILGLICEROL
Ácidos graxos livres seguem uma rota desde a origem até o local de consumo (tecidos)
Também são precursores de outros compostos (glicolipídios, fosfolipídios, esfingolipídios, prostaglandinas e ésteres de colesterila)
Ácidos graxos esterificados na forma de triacilglicerois são as PRINCIPAIS RESERVAS ENERGÉTICAS do corpo. 
Relação do metabolismo dos ácidos graxos com metabolismo de carboidratos
MOBILIZAÇÃO DAS GORDURAS ARMAZENADAS E OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS
ÁCIDOS GRAXOS NO TECIDO ADIPOSO
Oxidação completa dos AG até CO2 e H2O é de 9 kcal/g (carboidrato e proteína produz 4 kcal/g)
Duas fases principais para uso dos AG como fonte energética:
	- Liberação dos ácidos graxos a partir dos 	triacilglicerois
	- Beta-oxidação dos ácidos graxos
LIBERAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS 
Triacilglicerol 
Lipases
Removem ácidos graxos
Transportado ao fígado onde será fosforilado 
Transportados com albumina para os tecidos 
Entrada na célula para ser OXIDADO e fornecer ENERGIA
BETA-OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS 
1-Ácido graxo (acil) entra na célula e é convertido no derivado CoA no citosol 
2-AG deve passar para a matriz mitocondrial para ser BETA-OXIDADO
3-Lançadeira de Carnitina: transportador leva grupo acil do citosol à matriz mitocondrial
4-Na matriz o AG poderá ser OXIDADO para produzir energia 
Carnitina aciltransferase I
Carnitina aciltransferase II
Complexo com L-carnitina
BETA-OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS 
Reações de beta-oxidação:
Sequência de 4 reações que liberam Acil CoA e Acetil CoA 
1-Oxidação produz FADH2
2-Hidratação 
3-Oxidação produz NADH
4-Clivagem TIOLÍTICA
PRODUÇÃO DE ENERGIA POR OXIDAÇÃO ÁCIDOS GRAXOS
A beta-oxidação produz muita energia (exemplo palmitoil CoA) 
De palmitoil CoA a 8 acetil CoA
7 NADH, cada um fornece 3 ATP oxidado na cadeia de transporte de elétrons
7 FADH2 cada um fornece 2 ATP oxidado na cadeia de transporte de elétrons
Dos 8 acetil CoA
Cada Acetil CoA fornece 12 ATP quando convertido em CO2 e H2O no Ciclo de Krebs
ATP 
formados
21
14
96
TOTAL 131
CORPOS CETÔNICOS: UM COMBUSTÍVEL ALTERNATIVO PARA AS CÉLULAS
Mitocôndrias hepáticas desviam o excesso de acetil CoA para os corpos cetônicos:
-acetoacetato
-3-hidroxibutirato
-acetona
Transportados no sangue aos tecidos periféricos sendo reconvertidos em acetil CoA e oxidados pelo ciclo de Krebs
CORPOS CETÔNICOS: UM COMBUSTÍVEL ALTERNATIVO PARA AS CÉLULAS
Importante fonte de energia para tecidos periféricos:
- São solúveis em solução aquosa 
Não precisam de transportadores como albumina ou lipoproteínas
São produzidos no fígado sempre que a quantidade de acetil CoA é elevada
PRODUTOS
Ácidos graxos
2-monoacilglicerol
colesterol
RESUMO: metabolismo lipídios
Metabolismo LIPÍDIOS
LIPASES PANCREÁTICAS
COLESTEROL ESTEARASE
BICARBONATO DE Na E K
SAIS BILIARES
DIGESTÃO: INTESTINO DELGADO
Absorção Mucosa Intestinal
MICELAS MISTAS 
(sais biliares)
HIDROLISADAS
 Mucosa Intestinal
Ácidos graxos e colesterol 
ABSORVIDOS 
Nova síntese: TRIACILGLICEROL E 
ÉSTER DE COLESTERILA
AMBIENTE AQUOSO:
Agregam formando QUILOMICRONS
Linfa  Corrente sanguínea  TECIDOS
PRODUÇÃO DE 
ENERGIA TRIACILGLICEROL
LIPASE LIPOPROTÉICA 
DEGRADA
Ácidos graxos livres
Glicerol 
Beta-oxidação forma Acil e Acetil CoA
*energia Krebs
*corpos cetônicos
Produz 
Gliceraldeído 3-fosfato
Glicólise 
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
SISTEMA DE ENTREGA DE LIPÍDIOS EM SERES HUMANOS NÃO É PERFEITO
PERMITE DEPOSIÇÃO GRADUAL DE LIPÍDIOS - COLESTEROL
O acúmulo de gorduras pode levar a aterosclerose
Trombose
Isquemia
Infarto
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
COMPLEXOS MOLECULARES DE LIPÍDIOS E PROTEÍNAS ESPECÍFICAS: APOLIPOPROTEÍNAS
Contém: colesterol, fosfolipídios, apolipoproteínas e triglicerídios
Constante síntese, degradação e remoção do plasma
FUNÇÃO: 
*manter os lipídios solúveis à medida que os transportam pelo plasma
*fornecer mecanismo eficiente para entregar conteúdo lipídico aos tecidos
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
APOLIPOPROTEÍNAS:
Associadas às partículas de lipoproteínas
FUNÇÕES:
	-componente estrutural da partícula 
	-fornecer sítios de reconhecimento para receptores
	-servir como ativadoras ou coenzimas para enzimas do 	metabolismo das lipoproteínas
APOLIPOPROTEÍNAS
Divididas por estrutura e função com classes e subclasses
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
Diferenças nas densidades:
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
QUILOMICRON:
Partículas de lipoproteína de menor densidade e maior tamanho
Maior % de lipídio e menor % de proteína
Sintetizados na mucosa intestinal (digestão lipídios)
Destino dos Quilomicrons
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
VLDL:
Very low density lipoprotein
Mais denso que quilomicrons
Rica em triglicerídeos
Origem hepática 
Transporta lipídios para 
outros tecidos
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
LDL:
Low density lipoprotein
Mais denso que VLDL
Rica em colesterol 
Fonte de colesterol para os tecidos 
Destino da VLDL e LDL
LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS
HDL:
High density lipoprotein
Menor volume e maior densidade 
Rico em proteínas
Removem colesterol dos tecidos para o fígado 
Destino da HDL
Nível de Colesterol
Exercícios de Fixação e Revisão Aula 8
 
1) Descreva: o que são lipídios? Quais são as funções principais dos lipídios? 
2) O que são ácidos graxos? Quais as diferenças entre saturados e insaturados?
3) Do que são formados os acilglicerois? Qual é o principal acilglicerol do metabolismo lipídico? Escreva a estrutura química.
4) O que são esteroides? Descreva o núcleo químico principal dos esteroides. 
5) O que é colesterol? Qual é sua estrutura? Quais funções desempenha no organismo?
6) Qual é a função do ácido mevalônico na síntese do colesterol? Como este ácido é formado? Qual é a enzima limitante na síntese do colesterol?
7) Como o colesterol é degradado no organismo?
8) Descreva os processos de digestão de lipídios (locais, enzimas)
9) Descreva os processos envolvidos na absorção de lipídios pela mucosa intestinal. 
10) O que é quilomicron? Como ele é formado? Como chega na circulação sanguínea?
11) Descreva como os lipídios são utilizados pelos tecidos. Como os ácidos graxos livres geram energia? 
12) Qual é a função da carnitina na beta-oxidação de ácidos graxos?
13) O que são corpos cetônicos? Como são utilizados para gerar energia? 
14) O que são lipoproteínas? Como são formadas? 
15) O que são apolipoproteínas? Quais suas funções? 
16) Dentre as lipoproteínas plasmáticas, descreva o que são e como são formadas: LDL e HDL.