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Química de Lipídeos → Constituintes da membrana celular → Reserva energética (triacilgliceróis) → Precursores de hormônios esteroides → Ação antioxidante (vitaminas A e) → Isolante térmico → Precursores de sais biliares → Coenzimas enzimáticas → Transportadores de elétrons Os lipídeos da dieta devem representar entre 20 e 35% da ingesta calórica total.. A presença de gordura na dieta aumenta a palatabilidade do alimento e a sensação de saciedade, sendo também requerida para a absorção de vitaminas lipossolúveis. Ricas em ácidos graxos saturados (exceto o peixe); fonte de colesterol. Ricas em ácidos graxos insaturados (exceto os óleos de coco e de palma); fonte de ácidos graxos essenciais (ômega 3 e ômega 6). Ácidos carboxílicos com grupos laterais compostos por longas cadeias de hidrocarbonetos (4-36 C) Saturados Insaturados → Tipo de cadeia: Linear, ramificada, cíclica e hidroxilada → Número de C: Par, ímpar → Tamanho da cadeia: Curta (2-8 C), média (8-14 C) e longa (>14 C) → Necessidade na dieta: Essenciais ou não-essenciais • Os ácidos graxos mais encontrados na natureza contém 12-24C, número par de C, não ramificada • As insaturações geralmente estão na configuração cis (derivados do leite e da carne, e óleos vegetais hidrogenados possuem ác. graxos na configuração trans) Especifica o número de C e de ligações duplas, separados por “:” As insaturações são indicadas por um número sobrescrito à letra grega delta (∆) → São determinadas pelo comprimento e insaturação das cadeias carbônicas → São transportados no sangue ligados à albumina → Quanto maior a cadeia carbônica, menor a solubilidade → Quanto mais saturado (menos lig. duplas), menor a solubilidade → O grupo carboxílico (ionizado em pH fisiológico) é responsável pela solubilidade em água → Quanto maior a cadeia carbônica, maior a T fusão → Quanto mais saturado (menos lig. duplas), maior a T fusão → Ácidos graxos saturados com 12-24 C são ceras à temperatura ambiente e insaturados com 12-24 C são líquidos oleosos → Carbonila possui caráter ácido → Detergência: devido a cabeça polar-cauda apolar, formam micelas Oxidação: formação de peróxidos e liberação de ác. graxos de cadeia curta (rancificação) Monoinsaturados Poli-insaturados: lig. duplas geralmente não são conjugadas e estão na configuração cis Rancidez hidrolítica: hidrólise de triglicerídeos por lipases (liberação de AG de cadeia curta voláteis e de odor desagradável) Halogenação (adição de I): útil na determinação da concentração de ác. graxos insaturados Hidrogenação incompleta: ocorre formação de gorduras trans (processo de produção de margarinas) Ácidos graxos 6: reduzem o LDL e aumentam o HDL Ácidos graxos 3: reduzem os triacilgliceróis plasmáticos e o risco de formação de trombos • Ésteres de ácidos graxos de cadeia longa com álcoois de cadeia longa • Ponto de fusão de 60 a 100 graus • Consistência firme • Repelente à água • Proteção contra parasitas, evaporação • Aplicação farmacêutica em cosméticos Ésteres de ácidos graxos compostos por uma molécula de glicerol esterificado com 3 ácidos graxos. Moléculas apolares (carboxila está ligada ao grupo álcool do glicerol). Possuem densidade menor que a da água. Simples: 3 ác. graxos idênticos Mistos: ác. graxos diferentes Lipídeos de armazenamento. São armazenados nas células na forma de gotículas de gordura. Os ácidos graxos são liberados dos triglicerídeos através da hidrólise por lipases. Principais componentes das membranas celulares.. Glicerol esterificado com 2 ácidos graxos nos C1 (saturado) e C2 (insaturado) → cauda apolar (glicerofosfolipídios) Grupo fosfato no C3 ligado por lig. fosfodiéster → cabeça polar O glicerol é substituído pela esfingosina. São derivados da ceramida, possuem cauda apolar e cabeça polar. São divididos em três categorias: Esfingomielinas: fosfocolina ou fosfoetanolamina como cabeça polar Glicoesfingolipídios: cabeça polar é CHO. Cerebrosídeos possuem 1 açúcar. Galactose em membranas de tecidos neurais e glicose em membranas de tecidos não-neurais. Globosídeos possuem 2 ou mais açúcares. Gangliosídeos: cabeça polar formada por oligossacarídeos contendo ácido siálico. → A digestão é feita pelos lisofosfolipídios: fosfolipídios sem um dos ácidos graxos. A ligação éter é resistente às fosfolipases. Derivados do isopreno. Presentes nas membranas celulares, precursores dos hormônios e ácidos biliares. O núcleo esteroide é planar e modula a fluidez da membrana. Colesterol em animais, estigmasterol em vegetais e ergosterol nos fungos.. Derivados: hormônios sexuais, hormônios da adrenal e anti-inflamatórios (inibição da fosfolipase A2). Prostaglandinas: PGE solúveis em éter, PGF solúveis em tampão fosfato. Regulam a síntese de AMPc, estimulam contração do músculo liso, atuam na inflamação, dor e febre. Tromboxano: produzido pelas plaquetas, atuam na formação de coágulos. Leucotrieno: atua na contração do músculo liso. Alergia, asma, choque anafilático. Vitamina A (retinoides): no intestino ocorre a oxidação de álcool a aldeído → oxidação de aldeído a ácido → ácido retinóico → sinal hormonal para as células epiteliais. Vitamina D: colecalciferol. Regula a concentração de cálcio e fósforo no sangue. Vitamina K: sua deficiência causa aumento do tempo de coagulação e sangramentos e mucosas. Vitamina E (tocoferóis): impede a oxidação de LDL, importante na manutenção da função imune. Ubiquinona: transportador de elétrons da mitocôndria (coenzima Q). Plastoquinona: transportador de elétrons do cloroplasto. Membranas Biológicas → Duplas, finas e viscosas → Definem limites de uma célula ou organela → Espaço interno é delimitado em certos compartimentos a fim de organizar a distribuição de moléculas e funções → Flexibilidade, permeabilidade seletiva → Presença de sensores químicos, transportadores, receptores, moléculas de adesão Bicamada lipídica: as regiões polares dos fosfolipídios estão no exterior e as apolares para o interior da bicamada.. Moléculas proteicas incrustadas mantidas por interações hidrofóbicas. Carboidratos expostos na face externa da membrana. Assimétrica. Proteínas e lipídeos se movimentam com restrição de uma face para outra, mas livremente no plano lateral/horizontal. Interações não-covalentes. Micela: lisofosfolipídios, ácidos graxos Bicamada: glicerofosfolipídios, esfingolipídios Vesícula: lipossomo Periféricas: ligadas à membrana por interações eletrostáticas e ligações de hidrogênio com domínios hidrofílicos de proteínas integrais ou com grupos-cabeça polares de lipídeos. Integrais: inseridas na membrana, sendo retiradas apenas por ação de agentes hidrofóbicos (detergentes, solventes orgânicos e desnaturantes). Podem ser monotópicas (interagem com uma face da membrana) ou politópicas (atravessa a membrana).. Anfitrópica: associadas reversivelmente com a membrana (sinalização celular). Ligada a lipídeos ou outras proteínas de membrana por interações não-covalentes ou ancoradas por lipídeos. Menor temperatura: fase de gel Maior temperatura: estado de desordem líquida Em temperatura fisiológica os ácidos graxos saturados tendem a ficar no arranjo paracristalino (forma estendida/líquido ordenado). Os ácidos graxos insaturados possuem dobras das insaturações, favorecendo o arranjo fluido. Esteróis possuem estrutura planar rígida que modula a fluidez → reduzem o movimento de ácidos graxos insaturados em fosfolipídios e aumentam a fluidez da membrana por interação com esfingolipídios e fosfolipídios contendo ácidos graxos de cadeia longa saturada. Movimento de lipídeos nas membranas: flip-flopase ativada por Ca2+, ativação celular, dano celular ou apoptose.. Sais biliares → emulsificação Bicarbonato → neutraliza o pH ácido do estômagoaté 6 (pH ótimo das enzimas). Sua liberação é estimulada pela secretina (hormônio intestinal). Colipase → aumenta a atividade das lipases ligando essas e a gordura da dieta Lipases → hidrólise dos TG Esterases → atuam sobre ligações ésteres nos ésteres de colesterol Fosfolipase A2 → atua sobre os fosfolipídios produzindo ácidos graxos e lisofosfolipídios. São as principais gorduras da dieta humana... Digestão pela lipase via hidrólise à 2-monoacilglicerol, liberando ácidos graxos.. Lipase salivar e gástrica atuam sobre ácidos graxos de cadeia curta e média (mais ativa na infância).. Lipase pancreática é a principal enzima que digere TG no intestino.. Esterases: produzidas pelo pâncreas, atuam sobre ligações ésteres de colesterol.. Fosfolipase A2: produzida pelo pâncreas, atuam sobre os fosfolipídios, produzindo ácidos graxos e lisofosfolipídios. Derivados do colesterol, são sintetizados no fígado e secretados pela vesícula biliar. Possuem estrutura anfifílica, atuam como detergentes, emulsificando os TG, ácidos graxos e 2-monoacilglicerol no intestino. A entrada do conteúdo estomacal no intestino estimula a síntese de colecistoquinina (hormônio intestinal), que ativa a secreção do conteúdo da vesícula biliar. A gordura emulsificada pelos ác. biliares será hidrolisada pelas lipases. Os sais biliares são reabsorvidos no íleo (aprox. 95%), retornando ao fígado através da circulação êntero- hepática e são utilizados em um novo ciclo digestivo. Os ác graxos, 2-monoacilglicerol, colesterol, lisofosfolipídios e vitaminas lipossolúveis são emulsificados pelos sais biliares, assim atravessam a camada aquosa intestinal. Os componentes lipídicos das microgotículas são absorvidas pelas células epiteliais, enquanto os sais biliares são liberados no lúmen intestinal Os ácidos graxos de cadeia curta e média (até 12 C) são absorvidos diretamente pelas células intestinais, não requerendo a ação emulsificante dos sais biliares, passando diretamente ao sangue, onde são transportados ligados à albumina. → Vitaminas D e K são absorvidas por difusão simples → Vitaminas A e E utilizam os mesmos transportadores dos AG → 70-90% dos retinóis são absorvidos enquanto <3% dos carotenoides são absorvidos → Transporte intestino-fígado é feito pelos quilomícrons. → Os TG são empacotados em partículas lipoproteicas (quilomícrons), juntamente com apoproteínas (B48), colesterol (C), ésteres de colesterol (CE) vitaminas lipossolúveis e fosfolipídios (PL). → ApoB48 é sintetizada no retículo endoplasmático rugoso, transferida para o complexo de Golgi, onde os quilomícrons são montados → No retículo endoplasmático liso das células epiteliais intestinais ocorre a síntese dos lipídeos → Condensação dos ácidos graxos e dos 2- monoacilglicerois em duas etapas: 1. Os quilomícrons nascentes são exocitados para o sistema linfático, chegando no sangue após 1-2 horas da refeição. 2. No sangue interagem com o HDL, de quem recebem apoproteínas (ApoCII e ApoE), convertendo-se em quilomícrons maduros. 3. ApoE é reconhecida por receptores de membrana nos tecidos (principalmente no fígado), induzindo a endocitose dos quilomícrons e digestão lisossomal dos seus componentes. 4. ApoCII promove ativação da lipoproteína lipase (LPL), localizada no endotélio vascular dos tecidos muscular e adiposo. 5. LPL digere os TG, liberando seus componentes aos tecidos. → LPL é sintetizada pelos tecidos muscular, adiposo e da glândula mamária → A LPL do tecido adiposo possui Km maior (mais ativa após refeição), e é induzida pela insulina → Os ácidos graxos ligam-se à albumina e são captados pelos tecidos (principalmente para armazenagem no adiposo, mas também como fonte de energia no músculo) → O glicerol liberado é utilizado para a síntese de TG no fígado (estado alimentado) Oxidação de Ácidos Graxos Os lipídeos são armazenados em gotículas lipídicas nos adipócitos e nas células que sintetizam hormônios esteroides. A gota lipídica é composta por centro hidrofóbico (ésteres de colesterol e TG) envolto por fosfolipídios. A proteína perilipina na superfície da gotícula regula a disponibilidade dos TG. HSL – lipase hormônio sensível CGI – “comparative gene identity-58’. Atua como colipase ATGL – lipase dos triacilgliceróis do tecido adiposo MGL – lipase monoacilglicerol A oxidação dos ácidos graxos ocorre no músculo esquelético, coração e córtex adrenal.. A oxidação dos ácidos graxos ocorre na matriz mitocondrial. O ácido graxo é ativado e transportado através da membrana mitocondrial externa e interna pelo sistema da carnitina (para ác graxos >14 C). Ácidos graxos com menos de 12 C passam livremente pela membrana. – Acil-CoA-graxo-sintetase específica para ácidos graxos de cadeia curta, média e longa.. Os acil-CoA graxos podem seguir 2 destinos: 1. Síntese de fosfolipídios e triglicerídeos 2. Transporte para a mitocôndria e oxidação 1. Carnitina aciltransferase I (CATI) → na face externa da membrana → catalisa a transesterificação com a carnitina, formando acil-carnitina graxo 2. Transportador acil-carnitina/carnitina → difusão facilitada para a matriz mitocondrial 3. Carnitina aciltransferase II (CATII) → na face interna da MMI → transesterificação com a CoA, regenerando o acil- CoA graxo. (Reação Catalisada pela CAT1) → A -oxidação de ácidos graxos de cadeia curta, média e longa ocorre na matriz mitocondrial → Acetil-CoA + NADH + FADH2 Glucagon Adrenalina Fígado Rins Ponto de regulação da - oxidação → A -oxidação dos ácidos graxos de cadeia muito longa e a -oxidação de AG de cadeia ramificada ocorrem no peroxissomo. → A -oxidação de ácidos graxos ocorre no retículo endoplasmático. ª Palmitoil-CoA + CoA + FAD + NAD+ + H2O →miristoil- CoA + acetil-CoA + FADH2 + NADH + H+ Palmitoil-CoA + 7 CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O → 8 acetil-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+ I O rendimento energético considerando a reoxidação das coenzimas reduzidas é: Palmitoil-CoA + 7 CoA + 7 O2 + 28 Pi + 28 ADP → 8 acetil-CoA + 28 ATP + 7 H2O O acetil-CoA pode ser oxidado no CK produzindo: 8 acetil-CoA + 16 O2 + 80 Pi + 80 ADP → 8 CoA + 80 ATP + 16 CO2 + 16 H2O Reação global da oxidação dos ácidos graxos: Palmitoil-CoA + 23 O2 + 108 Pi + 108 ADP → CoA + 108 ATP + 16 CO2 + 23 H2O Rendimento total da oxidação de palmitato: 108 ATP – 2 ATP (ativação AG) = 106 ATP O acil-CoA graxo no citosol pode seguir 2 destinos: 1. -oxidação mitocondrial 2. Síntese de TG e FL no citosol A velocidade de transferência para o interior da mitocôndria modula a velocidade da -oxidação, assim que o acil-CoA graxo entra na mitocôndria está comprometido com a -oxidação. → PPAR (receptores ativados por proliferadores de peroxissomos) PPARα → Músculo, tecido adiposo, fígado → Aumenta a expressão de proteínas associadas à oxidação de AG durante o jejum Transportador de AG CAT I e II Desidrogenases dos acil-CoA graxos → Transição feto → neonato Metabolismo cardíaco substitui glicose e lactato por AG → Exercício de resistência aumenta a expressão de PPARα no músculo esquelético Adaptação favorece maior oxidação de AG Glucagon • AMPc e CREB → ativação do catabolismo de lipídeos Fornecimento de energia e água (CTE) 1 FADH 2 = 1,5 ATP 1 NADH = 2,5 ATP Ácidos Graxos Insaturados: As ligações duplas dos ácidos graxos naturais estão na configuração cis, portanto não podem ser diretamente oxidadas pela via da -oxidação. A oxidação utiliza 2 enzimas auxiliares: enoil-CoA-isomerase e 2,4-dienoil- CoA-redutase. Monoinsaturado Poli-insasturado Ácidos Graxos de Cadeia Ímpar: Ácidos graxos de cadeia ímpar são comuns em vegetais e organismos marinhos. Ácido propiônico como produto da digestão em ruminantes→ AG cadeia ímpar em alimentos de origem ruminante. → Ocorre nos animais, mas principalmente nos vegetais → O transporte não utiliza carnitina → Oxida principalmente ácidos graxos de cadeia muito longa (>20C) e com cadeia ramificada. Ex.: o ác. hexacosanoico (26:0) o ác. fitânico (20C multimetilado) o ác. pristânico (19C, leite e derivados, produtos derivados de animais ruminantes, peixes, produtos da degradação da clorofila) SCFA → ácido graxo de cadeia curta MCFA → ácido graxo de cadeia média VLCFA → ácido graxo de cadeia muito longa CAT → acetil-carnitina transferase COT → carnitina:octanoil transferase CAC → carreador carnitina:acilcarnitina Corpos Cetônicos O acetil-CoA formado pela -oxidação hepática pode seguir 2 destinos: 1. Oxidação no ciclo de Krebs 2. Cetogênese: fígado - matriz mitocondrial. Utilização dos corpos cetônicos: apenas em tecidos extra-hepáticos. Quando são produzidos? → Jejum prolongado → Exercício de longa duração → Dieta cetogênica (rica em lipídeos e pobre em carboidratos) → Diabetes tipo I não-tratado ATP → AMP Ativação AMPK Inibe ACC Malonil-CoA Ativa β-oxidação Cetogênese → Falha na produção de insulina pelo pâncreas → Gliconeogênese acelerada no fígado → Aceleração da oxidação de ácidos graxos → Produção de corpos cetônicos além da capacidade de captação pelos tecidos extra-hepáticos → Redução do pH sanguíneo → ACIDOSE → coma e morte Os níveis de insulina diminuem (razão Insulina/Glucagon), reduzindo a captação de glicose, consequentemente os níveis de malonil-CoA diminuem. A redução de malonil-CoA reduz a inibição sobre a carnitina aciltransferase I (CAT I), o que promove o aumento na transferência de ácidos graxos para a mitocôndria, onde são oxidados, produzindo acetil- CoA. O oxaloacetato hepático está destinado à gliconeogênese, resultando em excesso de Acetil-CoA, que é convertida em corpos cetônicos. A -oxidação dos ácidos graxos produz Acetil-CoA, que pode seguir 2 destinos: 1. Oxidação no ciclo de Krebs 2. Síntese de corpos cetônicos Oxaloacetato está sendo utilizado na síntese de glicose, via gliconeogênese, impedindo a oxidação de acetil-CoA no CK, o que estimula a síntese de corpos cetônicos a fim de liberar a CoA, que é disponibilizada para a - oxidação dos ác. graxos. A acetona é produzida em pequenas quantidades, em condições fisiológicas normais, e é exalada. Acetoacetato e -hidroxibutirato são transportados para os tecidos extra-hepáticos através do sangue, onde são convertidos novamente em acetil-CoA. Síntese Endógena de Ácidos Graxos Ocorre em três etapas: 1. O acetil-CoA é transferido da mitocôndria para o citosol 2. O acetil-CoA é convertido em malonil-CoA no citosol 3. Síntese de ácidos graxos pela ácido-graxo- sintase no citosol A membrana mitocondrial interna é impermeável ao acetil- CoA, portanto ele é convertido em citrato para poder ser transportado ao citosol. Síntese de AG ocorre no citosol em eucariotos superiores. Separação da oxidação dos ác. graxos, que ocorre na mitocôndria. Separação dos agentes redutores, NADPH no citosol (anabolismo) e NADH na mitocôndria (catabolismo). (Acetil-CoA carboxilado) Acetil-CoA-Carboxilase (Enzima catalisadora) → Coenzima: Biotina. → Reação irreversível em 2 etapas. → O malonil-CoA é o doador de 2 C em cada ciclo de reações da ácido-graxo-sintase. Ácido-Graxo-Sintase → 4 reações repetitivas → Agente redutor: NADPH → Adição de 2 unidade de C em cada ciclo, derivadas do malonil-CoA até a cadeia atingir 16 C → 1 molécula de acetil-CoA é utilizada no primeiro ciclo de reações (C 15 e C 16) Domínios: KS → Condensa os grupos acil e malonil MAT → Transfere os grupos acil e malonil da CoA para a partícula ACP DH → Remove H2O do -hidroxiacil-ACP criando ligação dupla ER → Reduz a dupla ligação formando acil-ACP saturado KR → Reduz o grupo -ceto em grupo -hidroxil ACP → Transporta grupos acil em ligação tioéster TE →Libera o ácido graxo completo Os grupos acetil-CoA e malonil-CoA são carregados pela ácido-graxo-sintase. Acetil: MAT → ACP → KS Malonil: MAT → ACP 1. Condensação o Condensação de Claison o Grupos acetil e malonil, formando acetoacetil-ACP o Catalisada por KS ( -cetoacil-ACP-sintase) o Liberação CO2 (o mesmo adicionado na síntese de malonil-CoA, torna a reação exergônica) 2. Redução do Grupo Carbonila o Redução catalisada pela ácido-graxo-sintase, especificamente pelo domínio KR (-cetoacil-ACP- redutase) o A carbonila do C3 é reduzida à D--hidroxibutiril-ACP o NADPH é o doador de elétrons 3. Desidratação o Remoção de H2O do -hidroxibutiril-ACP formando uma ligação dupla no produto, trans-∆2-butenoil-ACP o Catalisada pela DH (-hidroxiacil-ACP-desidratase) 4. Redução da dupla ligação o Redução da ligação dupla em trans-∆2-butenoil-ACP, formando butiril-ACP o Catalisada pela ER (enoil-ACP-redutase) o NADPH é o doador de elétrons As 4 reações são repetidas até a formação do Palmitato → Ao final do 1º ciclo de reações o grupo butiril está ligado ao ACP → Butiril é transferido para o KS → Outro grupo malonil é carregado em ACP → Ocorre a repetição das 4 reações: Condensação/Redução/Desidratação/Redução → Ao final tem-se um produto com 6C → 7 ciclos de reações produzem o palmitato (16C) ligado à ACP → O palmitato é liberado da ácido graxo sintase via hidrólise pela Tioesterase (TE) → Estearato (18C) também é formado em pequenas quantidades → Vegetais produzem ác graxos com cadeias mais curtas (8-14C) O excesso de nutrientes é convertido em ácidos graxos e armazenado na forma de TG. Acetil-CoA-carboxilase é regulada alostericamente: Ativador alostérico: citrato Inibidor alostérico: palmitoil- CoA Acetil-CoA-carboxilase possui regulação covalente: Fosforilação inativa a enzima → monômeros Desfosforilação ativa a enzima → polimerização Regulação da expressão gênica: AG poliinsaturados ativam PPAR → aumenta a expressão de enzimas lipogênicas hepáticas Cadeia Longa Saturada → Sistemas de alongamento dos ácidos graxos → Retículo endoplasmático liso e mitocôndria → Malonil-CoA é o doador de 2C → Sequência de reações idêntica à síntese do palmitato Cadeia Insaturada – Vertebrados → Acil-graxo-CoA-dessaturase (oxidase de função mista) → Adiciona ligação dupla no C9 → Retículo endoplasmático liso → O palmitato e o estearato são os precursores dos ácidos graxos monoinsaturados mais comuns nos animais, palmitoleato (16:1 ∆9) e oleato (18:1 ∆9), respectivamente. ✓ Componentes de fosfolipídeos de membrana ✓ Influenciam a fluidez, permeabilidade e capacidade de fusão e organização da membrana ✓ Sinalização celular ✓ Transcrição de genes para proteínas específicas ✓ Modulam atividade de enzimas e transportadores ✓ Fotoreceptores da retina (3) ✓ Esperma (3) Leucotrienos o Estimulação da contração da musculatura lisa o Indução da resposta alérgica o Indução da resposta inflamatória Tromboxanos o Estimulação da contração da musculatura lisa o Indução da agregação plaquetária o Aspirina reduz risco de infarto do miocárdio e AVC Prostaglandinas o Controle da pressão arterial o Estimulação da contração da musculatura lisa o Indução da resposta inflamatória o Inibição da agregação plaquetária → Esquimós utilizam dieta rica em gordura (peixes, focas, baleias), contendo alto conteúdo de ác. graxos ômega 3 → Baixa incidência de doenças cardíacas → Alto índice de hemorragias e sangramentos (via inibição da dessaturase, reduzindo a síntese de ácido araquidônico e consequentemente a síntese de tromboxano A2) → Anti-agregante plaquetário → Menor índice de mortalidade por IAM em pacientes cardiopatas que foram suplementados → Prevenção de arritmias → Níveis mais baixos deTG e LDL plasmáticos → Menor relação CT/HDL o Inibição da síntese de triglicerídeos (TG): inibição da diacilglicerol-acil-transferase o Ativação de PPAR-: estímulo da oxidação de ácidos graxos o Aumento do clearance plasmático de TG via ativação da lipoproteína lipase (LPL) Síntese de Triglicerídeos Durante a fase de crescimento, uma parte considerável de ácidos graxos é utilizada na síntese de fosfolipídios de membrana. Após essa fase, os ácidos graxos em excesso são destinados ao armazenamento na forma de TG, para utilização posterior. TG possuem alto valor energético (~38KJ/g). Síntese de Ácido Fosfatídico: A primeira etapa da síntese de TG e FL. O ácido fosfatídico perde o grupo fosfato no C3. Mais um acil-CoA é transesterificado com o C3, produzindo o TG. Regulação: A insulina promove o armazenamento de TG a partir do excedente de glicose consumido. A lipólise no tecido adiposo libera ácidos graxos, que constantemente são reesterificados (~75%). AG livres no sangue são fonte rápida de energia em situações de emergência. Tecido adiposo, fígado (jejum) Glicocorticoides: aumentam o fluxo de AG livres para o sangue e a ressíntese de TG no fígado Tiazolidinedionas: Tratamento Diabetes tipo II Mecanismo de ação: Ativação PPAR aumenta PEPCK no tecido adiposo e reduz a liberação de AG livres para o sangue.. Ocorre no retículo endoplasmático liso e na mitocôndria. Segue as seguintes etapas: 1. Síntese do esqueleto (glicerol ou esfingosina) 2. Ligação dos ácidos graxos via ligação éster ou amida 3. Adição de grupo cabeça hidrofílico via ligação fosfodiéster 4. Modificação ou troca do grupo cabeça Retículo endoplasmático e complexo de Golgi (Ligação do grupo cabeça). Força redutora: NADPH Etapas: 1. Síntese da esfinganina 2. Acilação da esfinganina 3. Dessaturação para síntese da Ceramida 4. Ligação do grupo cabeça polar Cerebrosídeo/gangliosídeo Esfingomielina Metabolismo do Colesterol o Modula a fluidez de membranas o Precursor de hormônios esteroides e de sais biliares o Altos níveis de colesterol sanguíneo estão correlacionados com doenças cardiovasculares o O colesterol está presente na dieta, mas não é essencial o Principal local de síntese: fígado → Ocorre principalmente no fígado → Síntese de mevalonato a partir de 3 moléculas de acetato → Conversão do mevalonato em isopreno → Polimerização de 6 unidades de isopreno em esqualeno → Ciclização do esqualeno em colesterol 1. Síntese do Mevalonato 2. Síntese do Isopreno 3. Polimerização de 6 unidades de isopreno em esqualeno → Esqualeno-sintase é ancorada no RE, com o sítio ativo citosol. Recebe substratos do citosol e libera produto no retículo 4. Ciclização do esqualeno em colesterol → Reticulo endoplasmático O colesterol segue 4 caminhos: o Membranas celulares o Exportação como colesterol biliar o Exportação como ácidos biliares o Exportação como ésteres de colesterol Regulação da Síntese: via concentração de colesterol e hormônios insulina e glucagon; enzima reguladora HMG- CoA-redutase. Colesterol regula a própria síntese e captação (expressão do receptor de LDL). Regulação covalente: Fosforilação inativa enzima: Glucagon/AMPK Desfosforilação ativa enzima: Insulina Indução da HMG-CoA-Redutase SREBP → proteína de ligação aos elementos reguladores de esterol SCAP → proteína de ativação de clivagem da SREBP Insig → insulin-induced gene protein SCAP liga colesterol e Insig liga Oxiesterois Colesterol alto → liga complexo SCAP-SREBP → retenção no retículo endoplasmático Colesterol baixo → complexo SCAP-SREBP é transferido para C. Golgi à clivagem do SREBP → migração do peptídeo aminoterminal ao núcleo → aumento na expressão da HMG-CoA-redutase Regulação da síntese de colesterol via LXR (receptor hepático X) Colesterol, ésteres de colesterol, TG e fosfolipídios são insolúveis em meio aquoso. Transporte no sangue como lipoproteínas plasmáticas, combinados com apolipoproteínas. → Produzidos no retículo endoplasmático dos enterócitos → Promovem o transporte dos TG da dieta desde o intestino até os demais tecidos → Maiores lipoproteínas → Menos densas: maior parte de TG → Apolipoproteínas: o apoB-48: exclusiva dos quilomícrons, clearance de colesterol o apoC-II: ativa lipase lipoproteica o apoE: captação por endocitose mediada por receptor no fígado → Síntese no enterócito → sistema linfático → veia subclávia esquerda → ApoCII ativa LPL → Quilomícrons remanescentes captados pelo fígado – ApoE → Degradação lisossomal (Via exógena de captação do colesterol) → Síntese no hepatócito → ApoCII ativa LPL VLDL → LDL → LDL distribui colesterol a tecidos → LDL distribui colesterol a macrófagos → Captação no fígado (ApoB100) → Via endógena de captação do colesterol → Síntese no hepatócito e enterócitos → HDL nascente → LCAT capta colesterol e ácidos graxos proveniente da fosfatidilcolina das membranas, dos quilomícrons e VLDL no sangue → HDL maduro → Captação no fígado via receptor SR-BI por transferência seletiva do Colesterol (Transporte reverso de colesterol) → Transferência de ésteres de colesterol para LDL → Circulação entero-hepática dos sais biliares → Os ácidos graxos consumidos em excesso, ou provenientes da síntese hepática a partir dos carboidratos/aminoácidos consumidos em excesso, são convertidos em TG e exportados do fígado através de VLDL → Contém colesterol e ésteres de colesterol → Apolipropoteínas apoB-100, apoC-I, apoC-II, apoC-III e apoE → Transporte de TG do fígado para o tecido adiposo e muscular → Produzidas pela remoção de TG do VLDL, no sangue → Ricas em colesterol e ésteres de colesterol → ApoB-100 é a principal lipoproteína, medeia o transporte de colesterol para os tecidos periféricos → A apoB-100 presente no VLDL não está disponível para ligação ao receptor → Receptor de lipoproteína (PRL) → Liga apoB-48, mediando a captação de colesterol de VLDL e quilomícrons quando o receptor de LDL estiver deficiente. → Sintetizado no fígado e intestino delgado como partículas pequenas → Contém pouco colesterol, os ésteres de colesterol estão ausentes na partícula nascente → Ricas em apoproteínas apoC-I e apoC-II → Contém a enzimas lecitina-colesterol-aciltransferase (LCAT) na sua superfície, que atua sobre o colesterol do VLDL e dos quilomícrons formando ésteres de colesterol, que transformam o HDL nascente discoide em maduro esférico → Transporte de colesterol para o fígado → Transporte reverso de colesterol → Captação no fígado por endocitose mediada por receptor → Captação do colesterol em tecidos hepáticos e produtores de hormônios esteroides via receptores SR- BI, o HDL libera o conteúdo Regulação do Metabolismo de Lipídeos Insulina: indica glicemia alta, induz a captação da glicose e sua conversão em compostos para o armazenamento (glicogênio/TG). Glucagon: indica baixa glicemia, induz síntese de glicose pelo fígado (glicogenólise/gliconeogênese), induz lipólise e oxidação dos ácidos graxos. Secreção de Insulina Fígado: Lipogênico, Glicogênico, Glicólise ativada, Síntese proteica Tecido adiposo: Lipogênico Músculo: Oxidação de ácidos graxos Cérebro: Oxidação de glicose Efeitos da Insulina Fígado: Cetogênico, Glicogenólise. Gliconeogênese, Proteólise Tecido adiposo: Lipólise Músculo: Proteólise, Utilização de corpos cetônicos Cérebro: Oxidação de glicose, Utilização de corpos cetônicos Efeitos do Glucagon Teoria Lipostática Mecanismo de retroalimentação inibe o comportamento alimentar e aumenta o consumo de energia quando o peso excede o “ponto de ajuste”. Leptina é uma proteína produzida no tecido adiposo, que atua no hipotálamo, reduzindo o apetite Regulação Hormonal do Comportamento Alimentar Norepinefrina atua no adipócito → Aumentoda síntese de termogenina (UCP) → Desacoplamento da CTE e FO → Consumo de ácidos graxos e liberação de calor → PPAR (proliferador de peroxissomos ativados por receptor) → Ligantes: ácidos graxos poliinsaturados e derivados → Expresso no fígado, músculos, rins e coração → No tecido adiposo (PPAR) é responsável pela conversão de pré-adipócito em adipócito Ações dos PPARs → Tiazolidinodionas ativam PPAR → Fibratos (doença coronariana), eicosanoides e ác. graxos livres ativam PPAR o PPAR - fígado, rins, coração, musc. esquelético, tec. adiposo marrom o PPAR - fígado e músculo o PPAR - fígado e tecido adiposo → Causada por ingesta calórica alta e falta de atividade física → Predisposição genética multigênica (genes da leptina, PPAR) → Resistência à leptina → Marcadores bioquímicos plasma: colesterol, ácidos graxos livres, triglicerídeos → Promove aumento do risco de: o Diabetes tipo II o Hipertensão e acidente vascular cerebral o Dislipidemia o Pedras na vesícula biliar o Câncer de mama, endométrio, ovários, vesícula biliar, cólon o Distúrbios respiratórios o Distúrbios musculoesqueléticos o Problemas psicológicos → Excesso de ingesta alimentar → Fígado lipogênico → Armazenamento no tecido adiposo → Tratamento é necessário a fim de evitar a progressão para síndrome metabólica Quiz – Lipídeos 1. Dentre os lipídeos abaixo, qual tem o maior ponto de fusão? Ácido esteárico 18:0 2. Os fosfolipídeos de membrana podem mover- se entre as monocamadas com facilidade. Falso 3. São produtos da digestão de triglicerídeos: Monoacilgliceróis e Ácidos graxos livres 4. Assinale a alternativa verdadeira sobre o Malonil- CoA Regula a -oxidação 5. O PPAR quando ativado induz a síntese de proteínas relacionadas à oxidação de ácidos graxos. Verdadeiro 6. Todos são substratos para a síntese de ácidos graxos, exceto: NADH 7. A cetogênese é uma forma de transferir energia do tecido adiposo ao cérebro. Verdadeiro 8. Glicocorticóides e Tiazolidinedionas ativam a indução da PEPCK no tecido adiposo, ativando a lipogênese. Falso 9. Quais das lipoproteínas são sintetizadas no fígado? VLDL e HDL 10. São efeitos da leptina: Ativar neurônios hipotalâmicos que produzem -MSH Teste seu conhecimento - Lipídeos 1. Quais das seguintes alterações metabólicas ocorrem no Diabetes tipo I não tratado, e favorecem a cetogênese? Escolha uma ou mais de uma a. Aumento na oxidação de ácidos graxos mitocondrial b. Falha na produção de insulina pelo pâncreas c. Estímulo da Gliconeogênese hepática d. Aumento na produção de glucagon pelo pâncreas 2. Substrato para a síntese de corpos cetônicos? Resposta: Acetil-CoA 3.Órgão onde ocorre a síntese dos corpos cetônicos? Resposta: Fígado 4. O hormônio que regula a síntese de corpos cetônicos é a insulina, produzida pelo pâncreas durante o estado de jejum. Falso 5 .Em quais das situações abaixo NÃO ocorre aumento na síntese de corpos cetônicos? Consumo de dieta ocidental 6. Os corpos cetônicos podem ser utilizados por todos os seguintes órgãos, EXCETO: Fígado 7. Qual a molécula responsável por regular/controlar a entrada de ácidos graxos na mitocôndria? Resposta: malonil-Coa 8. Relacione o tipo de lipídeo com a função celular. • VITAMINA E- antioxidante • TRIGLICEROL-reserva energética • FOSFOLIPIDEO- principais constituintes da membrana celular • COLESTEROL- precursor do cortisol 9. Qual dentre os lipídeos abaixo é classificado como essencial? Ácido linoleico 10. Corticóides são medicamentos utilizados para o tratamento da asma e possuem como mecanismo de ação a inibição da liberação de ácido arquidônico dos fosfolipídeos de membrana pela enzima Fosfolipase A2 11. O ponto de fusão do ácido α-linolênico é menor do que do ácido oleico, e isso está relacionado ao número de insaturações na sua cadeia carbonada. Escolha uma opção: Verdadeiro 12. Esfingolipídeos sempre terão em sua estrutura uma molécula de esfingosina associada a um mono ou oligossacarídeo. Escolha uma opção: Falso 13. A solubilidade em água do ácido oleico é maior do que do ácido láurico. Escolha uma opção: Falso 14 .A flexibilidade das membranas depende da sua constituição. Por exemplo, uma membrana plasmática enriquecida em fosfolipídeos contendo ácidos graxos saturados terá mais propensão a estar no estado líquido ordenado. Verdadeiro 15. Dentre os lipídeos abaixo, qual não faz parte da estrutura das membranas? Escolha uma opção: ácidos graxos livres 16. As membranas plasmáticas possuem viscosidade e fluidez, que depende de sua estrutura química simétrica. Escolha uma opção: Falso 17. Os sais biliares são produzidos no fígado a partir do colesterol e atuam no intestino emulsificando os lipídeos da dieta, o que impede a sua absorção pelo intestino. Escolha uma opção: Falso 18. Quilomícrons são responsáveis pelo transporte de lipídeos provenientes da dieta. São sintetizados no intestino e são compostos por todos esses quando liberados para a linfa, EXCETO: Escolha uma opção: Apolipoproteína-E 19. Ácidos graxos de cadeia longa necessitam de transportadores na mucosa intestinal para serem absorvidos, enquanto AG de até 12C passam livremente pela membrana celular da borda em escova. Escolha uma opção: Verdadeiro 20. Quais das seguintes enzimas não participa da digestão de lipídeos no intestino humano? Escolha uma ou mais: a. Pepsina b. Fosfolipase C 21. Correlacione a enzima digestiva responsável pela catálise e os produtos gerados. • ESTERASE- Ácidos graxos livres e colesterol • FOSFOLIPASE A2 -Ácidos graxos livres e lisofosfolipídeos • ESFINGOMIELINASE- ceramida • LIPASE-Ácidos graxos livres e monoacilglicerol 22. Qual das seguintes enzimas difere a β-oxidação peroxissomal da mitocondrial, sendo exclusiva do peroxissomo? Escolha uma opção: Acil-CoA-oxidase 23 .Fazem parte do sistema de mobilização de ácidos graxos no adipócito: Escolha uma ou mais: a. Perilipina b. Lipase sensível à hormônio c. PKA 24.Fazem parte do sistema de mobilização de ácidos graxos no adipócito: Escolha uma ou mais: a. Lipase sensível à hormônio b. Perilipina c. PKA 25. Qual o rendimento em ATP da oxidação do ácido graxo representado abaixo: R: 114,5 26. Qual a molécula chave na regulação da entrada de ácidos graxos na mitocôndria? R: Malonil-CoA 27. Um aumento nos níveis de insulina estimula a síntese de malonil-CoA, liberando a entrada de ácidos graxos na mitocôndria. Escolha uma opção: Falso 28. O glicerol liberado na mobilização de AG do adipócito pode ser captado pelo fígado, onde é convertido à dihidroxiacetona-fosfato. Verdadeiro 29. A gota lipídica no interior do adipócito armazena triglicerídeos e ésteres de colesterol em seu interior. Verdadeiro 30. A ativação do PPAR-α inibe a oxidação de ácidos graxos, por reduzir a expressão gênica de enzimas fundamentais para essa via metabólica Falso 31. Qual a sequência correta de reações na síntese de ácidos graxos? Etapa 1 condensação Etapa 2 primeira redução Etapa 3 desidratação Etapa 4 segunda redução Etapa final hidrolise do AG 32. A síntese de ácidos graxos utiliza como substrato….que é transportado da mitocôndria para o citosol após condensar com oxaloacetato, formando….o qual é transportado para o citosol por um transportador específico. No citosol, a enzima citrato-liase produz oxaloacetato e…..que será utilizado na síntese de ácidos graxos. O oxaloacetato será reduzido à malato, o qual é descarboxilado oxidativamente pela enzima….produzindo piruvato, que retorna à mitocôndria, e NADPH, que será utilizado como força….na síntese de ácidos graxos. (acetil-CoA-citrato - acetil-CoA- málica-redutora) 33 .Eicosanoides são moléculas bioativas derivadas de um ácido graxo ômega 6, chamado: Ácido araquidônico34.A enzima acetil-CoA-carboxilase é o ponto central de regulação da síntese de ácidos graxos, sendo inibida covalentemente por fosforilação, mediada por glucagon. Verdadeiro 35 .A enzima acetil-CoA-carboxilase é o ponto central de regulação da síntese de ácidos graxos, sendo inibida alostericamente por palmitoil-CoA. Escolha uma opção: Verdadeiro 36. A enzima acetil-CoA-carboxilase é o ponto central de regulação da síntese de ácidos graxos, sendo inibida alostericamente por citrato. Escolha uma opção: Falso 37. Enzima que sintetiza malonil-CoA: Acetil-CoA- carboxilase 38. A síntese de colesterol ocorre no fígado e utiliza como substrato…. A síntese se divide em etapas, começando pela síntese de mevalonato, cuja última etapa catalisada pela enzima…...é a etapa reguladora da via metabólica de síntese de colesterol. A segunda etapa é a síntese de isopreno ativado, que utiliza 3 moléculas de ATP para cada isopentenil-pirofosfato sintetizado. A terceira etapa consiste na condensação de 6 moléculas de isopreno ativado, utilizando …..como força redutora, para a síntese de esqualeno. A ciclização do esqualeno é a última etapa da síntese de colesterol, utilizando mais….como força redutora, o que torna a síntese desse lipídeo muito custosa energeticamente. (acetil-CoA; HMG-CoA- redutase; NADPH; NADPH) 39. Todas as seguintes alternativas correspondem a formas de regular a síntese de colesterol, EXCETO: Escolha uma opção: Estímulo da expressão gênica da HMG-CoA-redutase por SREBP, quando os níveis de colesterol estão altos 40. A síntese de fosfolipídeos e triglicerídeos compartilham diversos intermediários, EXCETO: Escolha uma opção: Colina 41. Glicocorticoides estimulam a síntese de triglicerídeos pelo fígado e inibem no tecido adiposo, regulando a expressão gênica da enzima PEPCK. Escolha uma opção: Verdadeiro 42. Tiazolidinedionas utilizadas no tratamento do diabetes tipo II, tais como rosiglitazona, aumentam a expressão gênica da enzima PEPCK, estimulando o ciclo dos triacilgliceróis entre tecido adiposo e fígado. Escolha uma opção: Falso 43. Correlacione a apolipoproteína com a função correspondente: • Presente em quilomícrons, promovendo sua retirada do sangue pelo fígado (ApoE) • Presente em Quilomícrons, atua no transporte de colesterol (ApoB48) • Constituinte de quilomícrons e VLDL, ativação da lipase lipoproteica (ApoCII) • Transporte de colesterol em LDL para os tecidos periféricos (ApoB100) • Presente em HDL, atua na ativação da LCAT (ApoAI) 44. Correlacione a lipoproteína com sua principal função metabólica. • Quilomícrons Transporte de lipídeos da dieta aos órgãos • VLDL Transporte de lipídeos sintetizados no fígado aos órgãos • HDL Transporte de colesterol para o fígado • LDL Transporte de colesterol aos órgãos extra- hepáticos 45. Correlacione o hormônio com a função sobre o metabolismo de lipídeos: • Adrenalina Ativa lipase sensível a hormônio • Insulina Ativa a acetil-CoA-carboxilase • Glucagon Inibe a acetil-CoA-carboxilase. 46. Associe o PPAR correto com o efeito metabólico. • PPARα São ativados por fibratos • PPARγ Ativados por tiazolidinedionas 47. A leptina é um hormônio proteico sintetizado pelo tecido…... liberado no sangue e atingindo sua área alvo, no cérebro, chamada ….... Dentro dessa estrutura cerebral está o núcleo arqueado, que contêm neurônios anorexigênicos, que são ativados/inibidos?....... pela leptina, resultando na liberação de α-MSH, que ativa neurônios de segunda ordem, adrenérgicos. A liberação de noradrenalina por esses neurônios irá aumentar/reduzir? …... o gasto energético pelos adipócitos, promovendo o desacoplamento da cadeia respiratória e da fosforilação oxidativa, o que aumenta/reduz? …... a mobilização de ácidos graxos. (adiposo; hipotálamo; ativados; aumentar; aumenta) 48. Quais hormônios regulam o metabolismo de lipídeos? Escolha uma ou mais: a. Cortisol b. Leptina c. Insulina d. Adrenalina e. Glucagon 49 .De acordo com a teoria lipotóxica, os adipócitos que acumulam lipídeos em excesso estimulam a infiltração de macrófagos, que produzem TNFα, o qual estimula a mobilização de ácidos graxos, aumentando sua liberação para o sangue e acúmulo em tecidos ectópicos. Um desses tecidos é o músculo esquelético, o qual torna-se insensível à insulina. Escolha uma opção: Verdadeiro 50. A leptina é produzida pelo tecido adiposo e atua no hipotálamo como hormônio orexigênico. Falso