Prévia do material em texto
Lipídeos 1 Lipídeos Moléculas derivadas de AG Estrutura → AG de cadeia longa + álcool AG → são derivados de hidrocarbonetos → ac carboxílicos de cadeias hidrofóbicas Estruturas variam de 4 a 36 carbonos Mais comuns → número par de carbonos → estrutura de 12 a 24 carbonos monoinsaturados → geralmente entre C9 e C10 poli-insaturados → quase nunca conjugados → normalmente separados por um metileno → instaurações entre C12 e C15 Normalmente → configuração cis nas duplas Lipídios de armazenamento Triglicerídeos - gorduras ou gorduras neutras Ésteres de ácidos graxos com glicerol → reação de esterificação 3 AG + glicerol Triglicerídeos simples → mesmo tipo de AG Lipídeos 2 Moléculas apolares, hidrofóbicas e insolúveis em água Armazenam energia e fazem o isolamento térmico Adipócitos → armazenam gliceróis (contém lipases que hidrolisam os triglicerídeos armazenados e liberam AG Porque armazenar ? Carbonos mais reduzidos do que os açúcares → oxidação de uma quantidade X de lipídeos libera mais energia que a mesma quantidade de carboidratos Lipídeos são insolúveis e não armazenam água junto de sua composição → diferente do glicogênio → não precisa armazenar o peso da água Ceras biológicas - reserva de energia e impermeabilizantes Ésteres de AG saturados e insaturados de cadeia longa + álcoois de cadeia longa Lipídios estruturais em membranas Anfipáticos → extremidade polar e outra apolar Parte polar pode ser simples ou mais complexa Glicerofosfolipídeos - membrana - bicamada fosfolipídica Dois AG ligados ao glicerol (Ligação éster) + grupo fortemente polar ligado ao terceiro carbono do glicerol (ligação fosfodiéster) Álcool aderido na parte polar dá a nomenclatura Plasmogênios → ligação éter em vez de éster → insaturada → tecido cardíaco Esfingolipídeos Grupo cabeça apolar + duas caudas apolares Não contém glicerol → aminoácool = esfingosina de cadeia longa Ceramida → quando o AG é unido à esfingosina por ligação amida do NH2 no C2 da esfingosina → percursor estrutural de todos os esfingolipídeos Esfingomielinas → grupo cabeça polar = fosfocolina ou fosfoetanolamina → fosfolipídeos →mielina = bainha de mielina que protege os axônios Glicoesfingolipídeos → Face externa das membranas plasmáticas → grupos cabeça com um ou mais açúcares ligados diretamente ao -OH no C1 da ceramida 3 carbonos análogos ao glicerol Carregados em pH 7 Cerebrosídeos → Único açúcar ligado à ceramida → galactose = tecido neural → glicose = tecidos não neurais → neutro em pH 7 Globosídeos → Dois ou mais açúcares → neutro em pH 7 Lipídeos 3 Gangliosídeos → Oligossacarídeos como grupo cabeça + um ou mais resíduos de ácido N- acetilneuramínico = carga negativa em pH 7 Formam sítios de reconhecimento biológico Alguns carboidratos nos glicoesfingolipídeos definem grupos sanguíneos Gangliosídeos → pontos de reconhecimento para moléculas extracelulares Fosfolipídeos e esfingolipídeos → têm enzimas lisossomais que os degradam em cada célula → hidrólise das ligações Fosfolipases A → removem um dos dois AG → lisofosfolipideo → lisofosfolipases → removem o AG restante Gangliosídeos → enzimas retiram os açúcares → ceramida Esteróis Lipídios estruturais de membrana da maioria dos eucariotos Núcleo esteroide rígido → quatro anéis fusionados 3 com 6 C e um com 5 → não permite rotação em torno das ligações C-C COLESTEROL → principal esteroide dos animais → GCP = grupo hidroxila em C-3 → corpo = núcleo esteroide + cadeia carbonada no C-17 Sintetizados a partir de subunidades de isopreno simples de 5 carbonos Hormônios esteroides → sinalizadores Ácidos biliares → derivados polares do colesterol Lipídios como sinalizadores, cofatores e pigmentos SINALIZADORES INTERCELULARES Fosfatidilinositóis → derivados de esfingosina Fosfatidilinositol-4,5-bifosfato → membrana interna → reservatório de moléculas mensageiras Ex: vasopressina → ativa fosfolipase C → hidrolisa o fofatidilinositol-4,5-bifosfato → libera o IP3 (inositol- 1,4,5-trifosfato + Diaglicerol I3 → liberação de Ca+ pro RE Diaglicerol → ativa proteína cinase C Pontos de nucleação para complexos supramoleculares → sinalização → exocitose Algumas proteínas sinalizadoras se agrupam a esse composto na membrana → forma complexos de sinalização Esfingolipídeos → também participam da sinalização intracelular → divisão celular Eicosanoides → hormônios parácrinos → carregam mensagens à células próximas Hormônios esteroides → derivados oxidados de esteróis → têm núcleo esterol mas sem cadeia alquila ligada ao anel D do colesterol → circulam na corrente sanguínea carreados por carregadores proteicos → entram nas células → receptores altamente específicos no núcleo → mudanças na expressão gênica e metabolismo = hormônios sexuais masculino e feminino e cortisol e aldosterona Vitaminas A e D como percursoras de hormônios → compostos lipossolúveis formados por várias unidades de isopreno D3 = colecalciferol → formada na pela a partir da clivagem catalisada pelo UV de uma molécula de colesterol → é ativada no fígado e rins em calcitriol = hormônio que regula a captação de Ca nos ossos A = retinol → clivagem do lipídeo B-caroteno Vitamina E e K cofatores de oxirredução → compostos lipossolúveis formados por várias unidades de isopreno(lipídio isoprenóide) Lipídeos 4 E → grupo de lipídeos relacionados = tocoferóis → anel aromático substituído + cadeia longa de isoprenoide → antioxidantes K → participa da ativação da protrombina → coagulação Ubiquinona e plastoquinona → derivadas de isopernoides que atuam como transportadores lipofílicos de elétrons em reações de oxirredução → síntese de ATP Dolicóis → ativam e ancoram açúcares às membranas celulares → síntese de carboiratos complexos, glicolipídios e glicoproteínas PIGMENTOS NATURAIS Dienos conjugados à lipídeos → flores, frutos, penas Biossíntese de AG Grupamento tiol da AG sintetase complexo enzimático q catalisa site reações ACP Lipídeos 5 Lipídeos 6 Lipídeos 7 Biossíntese do colesterol Formado a partir de acetil-CoA como os ácidos graxos Regulação HMG coA redutores atividade pela insulina e tiroxina a partir do aumento do colesterol no sangue 1. Condensação de 3 unidades de acetil coA → intermediário 2. Conversão do mevalonato em unidades de isopreno ativas Lipídeos 8 1. Polimerização das seis unidades de isopreno com 5 carbonos → esqualeno linear (30 carbonos) 2. Ciclização do esqualeno → 4 anéis do núcleo esteróide (oxidações + remoção ou migração de grupos metil) → colesterol Lipídeos 9 Tecido Adiposo - Histologia Tipo de TC Adipócitos Lipídeos 10 Comum amarelo - unilocular Humanos adultos Células grandes e esféricas Uma gotícula de gordura Lâmina basal → septos de TC adjacente a LB → nervos, vasos, capilares Histogênese → mesênquima → lipoblasto → adipócito uni e multilocunar Pardo - multilocular Muitas mitocôndrias e vascularização → coloração Feto humano e recém nascido Células menores + muitas gotículas lipídicas Termorregulação → aquece a rede capilar → alta circulação Não é formado após o nascimento Locais: Subcutâneo → Tecido individual Omento Mesentério → adipócitos viscerais → quando a subcutânea já está saturada Funções Armazenamento de energia → triglicerídeos → Libera energia mais lentamente → saciedade → subcutânea, inter e intramuscular e visceral Participa do metabolismo hormonal Amortecimento → cochino Isolamento térmico Preenchimento de espaço → ajuda a manter os órgãos na posição Lipídeos 11 Modelamento do corpo Bioimpedância → massa magra, gordura corporal e água Digestão dos Lipídios Digestão Hidrólise → três moléculas de água para cada ligação éster → triglicerídeos = 3 H2O Dietética → triglicerídeos (+++), fosfolipídios, colesterol e ésteres de colesterol (- - -) Estômago → lipase lingual → glândulas linguais → 10% Intestino → duodeno → emulsificação → bile → sais biliares → fosfolipídios (lecitina) → micelas → redução da tensãosuperficial → agitação → quebra → glóbulos de gordura → lipases = hidrossolúveis = atacam os glóbulos apenas nas superfície → quebra Lipase pancreática → mais importante Lipase entérica nos enterócitos → menos utilizada Triglicerídeo → AG livre + 2-monoglicerídeos Lipídeos 12 Micelas → meio de transporte para os produtos da digestão das gorduras pelas lipases → mantém estável Ésteres de colesterol e fosfolipídios → lipases = hidrolase de éster de colesterol e fosfolipase A2 → micelas carregam = monogliccerídeos e AG livres Secreção pancreática para digestão de GORDURAS - enzimas Lipase pancreática → Hidrolisa gorduras neutras → ácidos graxos e monoglicerídeos Colesterol esterase → Hidrolisa ésteres de colesterol Fosfolipase → Cliva ácidos graxos dos fosfolipídios A Bile e a digestão de gorduras Hepatócitos → bile = sais biliares + colesterol → canalículos biliares entre as células hepáticas → septos interlobulares → ductos biliares terminais → ducto hepático → ducto hepático comum → duodeno ou → ducto cístico → vesícula biliar Precursor dos sais biliares = colesterol (presente na dieta OU sintetizado nas células hepáticas) Colesterol → convertido em ácido cólico ou ácido quenodesoxicólico quantidades aproximadamente iguais Esses ácidos se combinam (maior parte) com glicina e (menor escala) com taurina → ácidos biliares glico e tauroconjugados → sais desses ácidos (em especial sais de sódio) secretados para a bile Esvaziamento → alimentos gordurosos no duodeno → CCK → contrações ritmadas da VB → relaxamento do esfíncter de Oddi Vesícula Biliar → armazena a bile e absorve água e sais biliares pela mucosa → mantém a Bile concentrada para excreção Recirculação de sais biliares = Circulação êntero-hepática dos sais biliares Cerca de 94% dos sais biliares são reabsorvidos para o sangue pelo intestino delgado Entram no sangue → Veia porta → retornam ao fígado QUASE completamente absorvidos pelas células hepáticas (ao passar pelos sinusóides) → secretados de novo na bile Absorção Micelas → enterócitos → difusão dos produtos da digestão dos lipídeos → solúveis na membrana → REL → montagem de novos lipídios → quilomícrons → lactíferos das vilosidades → ducto linfático torácico → sangue circulante AG de cadeia média e curta → mais hidrossolúveis → diretamente absorvidos para o sangue portal Catabolismo de Ácidos Graxos Lipídeos 13 Mobilização e transporte de gorduras Transporte Quilomícrons → como os lipídeos são transportados → agregados dos restos metabólicos da digestão que são reconvertidos em triglicerídeos nos enterócitos com lipoproteínas Apolipoproteínas → proteínas de ligação a lipídeos no sangue → fazem o transporte dos lipídios (triglicerídeos, fosfolipídeos, colesterol e ésteres de colesterol) → formam lipoproteínas (variam em densidade VHDL e VLDL) → porções proteicas são reconhecidas na comuniação intercelular Músculo → energia Adiposo → armazenado em adipócitos Quilomícrons remanescentes → que já liberaram a maior parte dos trigliceróis → ainda possuem apolipoproteínas e colesterol → retornam para o fígado → são captados por endocitose → triagliceróis que entram no fígado são oxidados para produzir corpos cetônicos ou produzir energia Quando a dieta contém mais Ag do que o necessário eles retornam para o fígado e ele os converte em triacilgliceróis empactados com apolipoproteínas → formam VLDL → são transportadas pelo sangue até o tecido adiposo onde depositam o excesso no adipócitos Mobilização Lipídeos 14 Os lipídeos são armazenados na forma de gotículas lipídicas, envolta por uma camada de fosfolipideos, e revestidos de perilipinas, que evitam a mobilização prematura dos lipídeos Com a sinalização de hormônios, os triacilgliceróis armazenados são mobilizados e transportados aos tecidos (músculo, coração e córtex renal), onde pode ocorrer oxidação dos ácidos graxos para produção de energia Adrenalina e Glucagon estimulam a adenil ciclase na MP dos adipócitos → segundo mensageiro AMPc → ativa a proteína-cinase → abertura da gotícula de lipídeo para atividade da lipase nos tri-, di- e monoacilgliceróis → libera ácidos graxos e glicerol CGI → proteína ATGL → adipose triaglicerol lipase MGL → monoacilglicerol lipase AG → (95% da energia dos triacilgliceróis) liberados passam dos adipócitos para o sangue → se ligam a albumina sérica (proteína que se liga não covalentemente a 10 ácidos graxos) → transporta AG aos tecidos = MUSCULATURA ESQUELÉTICA → entram na célula por transportadores, para servirem de combustível Glicerol → é fosforilado a glicerol-3-fosfato e oxidado a di-hidroxiacetona fosfato → pode entrar nas vias glicolítica e gliconeogênica, e ainda ser usado para a síntese de triacilgliceróis ou fosfolipídeos; Lipídeos 15 Ácidos Graxos dentro das células - ME As enzimas de oxidação dos ácidos graxos estão na matriz mitocondrial AG com até 12 C entram na mitocôndria sem transportadores, 14 C ou mais (maioria deles) → Ciclo da Carnitina: Acil-CoA-sintetases clivagem → acil-CoA graxo (compostos de alta energia) com a quebra de ATP em AMP e PP Acil-CoA graxo → entram na mitocôndira → oxidados para produzir ATP ou podem ser utilizados no citosol para produção de lipídeos de membrana Os que entram na mitocôndria estão ou são ligados a carnitina = acil-graxo-carnitina, catalisada pela carnitina acil-transferase I → reçaõa pode acontecer no citosol ou no espaço intermembrana (passam por grandes poros na membrana externa) Difusão facilitada → pela a membrana mitocondrial interna → matriz (transportador acil-carnitina Lipídeos 16 Grupo acil graxo passa para a coenzima A dentro da mitocôndria, pela carnitina-aciltransferase II → regenera o acil-CoA graxo e a libera junto com a carnitina livre Carnitina volta para o espaço intermembrana Acil-CoA graxo → oxidação Oxidação de Ácidos Graxos Ocorre em 3 etapas: β-oxidação → os ácidos graxos perdem oxidativamente 2 C (Acetil-CoA) por vez, sucessivamente, com a remoção de 4 H (2 pares de elétrons e 4 H+) Grupos acetil do acetil-CoA são oxidados a CO2 no ciclo do ácido cítrico (via final comum com a glicólise) Transportadores (NADH e FADH2) produzidos doam elétrons para a cadeia respiratória mitocondrial, formando ATP B-Oxidação de ácidos graxos Lipídeos 17 1. Desidrogenação da acil-CoA graxo → formando uma dupla ligação → elétrons transferidos para o FAD Enzima → isoenzimas da acil-CoA desidrogenase 2. H2O adicionado na dupla → B-hidroxiacil-CoA → 3-hidroxiacil-CoA Enzima → enoil-CoA hidratase 3. Desidrogenação → NAD+ é o aceptor de elétrons → B-hidroxiacil-CoA → B-cetoacil-CoA Enzima → B-hidroxiail-CoA desidrogenase 4. Reage com uma molécula livre de coenzima A → separa dois carbonos da extremidade, formando acetil-CoA → B-cetoacil-CoA → acetil-CoA + acil-COA (acil retorna para o ciclo para continuar perdendo acetil-CoA até acabarem os carbonos) Enzima → acil-CoA- acetiltransferase as enzimas utilizadas dependem do comprimento da cadeia da acil-CoA graxo que entra no ciclo → específicas em uma passagem pela sequência da β-oxidação, remove-se da acil-CoA graxo: uma molécula de acetil-CoA, 2 pares de elétrons e 4 H+, encurtando ela em 2 carbonos AG de 16 C → 8 acetil-CoA A B-oxidação ocorre repetidamente para formar acetil-CoA e ATP AG insaturados → duas enzimas adiconais = enoil-CoA-isomerase e 2,4-dienoil-CoA-redutase Configuração cis → não pode sofrer a ação da enoil-CoA Enoil-CoA-isomerase → reposiciona a dupla para uma ligação trans Passam pela B-oxidação até não poder mais sofrer a ação da enoil-CoA Poli-insaturados → auxiliar → 2,4-dienoil-CoA-redutase Regulação da B-oxidação Ciclo da carnitina → se está muito ativo manda AG para serem armazenados na forma de lipídios Malonil-CoA → primeiro intermediário da biossíntese de carboidratos em triglicerídeos → presença dele inativa a carnitina-aciltransferase 1 → inibe a oxidação de AGquando o fígado já tem bastante glicose já que ele estájá usando o excesso para armazenar na forma de gordura então não precisa da energia extra do AG Lipídeos 18 Regulação a longo prazo → fatores de transcrição Receptor ativado porproliferadores de peroxissomos → músculo, fígado e tecido adiposo → ativa genes essenciais a oxidação de AG e transportadores Demanda aumentade de energia = jejum ou condições de fome prolongada → glucagon → pode agir através do AMPc ou do fator de transcrição CREB que ativa genes para o catabolismo de lipídios → aumento a longo prazo da capacidade oxidativa = músculo Corpos Cetônicos Responde ao acúmulo de acetil-CoA Acetil-CoA formado no fígado pode entrar no ciclo do ácido cítrico, ou sofrer conversão a “corpos cetônicos” (acetona, acetoacetato e D-β-hidroxibutirato) para exportação a outros tecidos Lipídeos 19 Acetona é produzida em menor quantidade e é exalada; Acetoacetato e D-β-hidroxibutirato são transportados pelo sangue para outros tecidos que não o fígado, onde são convertidos a acetil-CoA e oxidados no ciclo do ácido cítrico (o cérebro que usa preferencialmente glicose, pode se adaptar ao uso de acetoacetato ou D-β-hidroxibutirato em condições de jejum prolongado) → fornecem energia Condensação de dois acetil CoA = inverso do final da B-oxidação → clivagem → acetoacetato livre + acetil-CoA → Acetato pode originar acetona e D-hidroxibutirato Acetona → exalada Lipídeos 20 D-hidroxibutirato → usado como energia → é convertido novamente em acetoacetato → gera acetil CoA Pessoas saudáveis → acetona é formada em quantidades muito baixas a partir do acetoacetato → pessoas com diabetes não tratado produzem grandes quantidades de acetoacetato → seu sangue possui bastante acetona → que é tóxica Tecidos extra-hepáticos → ( fígado → produtor de corpos cetônicos, mas não um consumidor por falta de uma enzima), o D-β-hidroxibutirato é oxidado a acetoacetato, gerando ao final 2 acetil-CoA, que entram no ciclo do ácido cítrico, logo a produção de corpos cetônicos pelo fígado permite a oxidação continua de ácidos graxos jejum e diabetes melito não tratado leva a superprodução de corpos cetônicos, gerando vários problemas de saúde no jejum, a gliconeogênese consome os intermediários do ciclo do ácido cítrico, desviando acetil-CoA para a produção de corpos cetônicos; Fígado precisa de acetil-CoA para a oxidação dos AG → tem uma quantidade limitada da coenzima A → formação dos corpos cetônicos libera CoA no fígado → continua oxidação de AG Regulação da ingestão alimentar Ingestão = gasto Excesso = gordura Centros neurais que regulam a ingestão de alimentos Lipídeos 21 Fome = desejo de comida Apetite = qualidade do alimento Saciedade = parar de comer Hipotálamo Núcleos laterais → centro da fome → estímulo → hiperfagia Núcleos ventromediais → centro da satisfação nutricional → inibe o centro da fome Núcleos paraventricular, dorsomedial e arqueado → lesão nos paraventriculares = excesso de ingestão → lesão nos dorsomediais = deprimem o comportamento alimentar Secreções hormonais que regulam a alimentação → hormônios da glândulas tireóide e adrenal e ilhotas pancreáticas Sinais neurais do TGI → sinais químicos = presença de nutrientes → sinais físicos = distensão das paredes Substâncias que controlam a ingestão alimentar → orexígenas = estimulam a alimentação → anorexígenas = inibem Neurônios e neurotransmissores do hipotálamo Núcleos arqueados N. pró-opiomelanocortina (POMC) → produzem o hormônio a-melanócito estimulante (a-MSH) + CART →receptores da melanocortina (núcleo paraventriculares) (MCR-3 e MCR-4)→ reduz a ingestão e aumenta gasto (mediação da comunicação pelo trato solitário) N. que produzem as substâncias orexígenas neuropeptídeo Y (NPY) e proteína relacionada à agouti (AGRP) ARGP → antagonista da MCR-3 e MCR-4 → inibe os efeitos do a-MSH → desestimula os receptores de melanocortina → eleva a ingestão e diminui gasto NPY → liberado quando os estoques de energia estão baixos → estimula o apetite → dim os disparos dos POMC e a atividade do sistema melanocortina Alvos dos hormônios que controlam a ingestão → leptina, insulina, CCK e grelina Centros neurais que influenciam o processo mecânico de alimentação Centros no tronco encefálico → outros centros controlam a quantidade de ingestão alimentar e acionam esses centros tronco encefálicos do processo mecânico Amígdala e córtex pré-frontal → acoplados ao hipotálamo → controla o apetite → evocam o ato mecânico da alimentação Fatores que regulam a quantidade de alimentos ingeridos Não sobrecarregar o TGI Mantém a constância dos estoques de nutrientes Lipídeos 22 Regulação de curto prazo Fatores hormonais e mecânicos do TGI Distensão do TGI inibe a ingestão alimentar → via nervo vago Fatores hormonais do TGI gordura → CCK → ativação da via melanocortina → inibe alimentação PYY - peptídeo YY→ secretado pelo TGI → principalmente íleo e cólon → refeição (principalmente com alto teor de gorduras) → PYY → inibe a alimentação Peptídeo semelhante ao glucagon → intestino → aumenta a produção e secreção da insulina → suprimem o apetite Grelina Células oxínticas do estômago → se elevam no jejum → caem após a refeição → estimula ingestão alimentar Receptores orais Fatores orais → mastigação, deglutição e paladar → diminuem o centro hipotalâmico da fome Regulação a longo prazo Concentrações sanguíneas de glicose, Aa e AG no sangue Aumento nos níveis de glicose → aumento da taxa de disparo dos neurônios glicorreceptores no centro de saciedade nos núcleos ventromedial e paraventricular do hipotálamo + diminuição dos disparos dos neurônios glicosensíveis do centro da fome do hipotálamo lateral Temperatura Frio → aumento da ingestão → aumento do metabolismo → aumento do isolamento térmico Sinais de feedback do tecido adiposo Adipócitos → liberam leptina quando os estoques já estão muito cheios → sangue → atravessa a barreira hematoencefálica → difusão facilitada → receptores de leptina = especialmente nos POMC → Libera a-MSH 1. ativa o sistema da melanocortina 2. aumento da liberação do hormônio liberador de corticotropina = diminui a ingestão alimentar 3. aumento da atividade nervosa simpática (aumenta a taxa metabólica e gasto energético) → dim a secreção de insulina pela células B = reduz o armazenamento Obesidade = resistência à leptina