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VITOR PIVOTTO MT103 METABOLISMO DOS LIPÍDEOS 1 – EXPLIQUE O TRANSPORTE, DIGESTÃO E ABSORÇÃO DOS LIPÍDEOS DIGESTÃO As gorduras da dieta são absorvidas no intestino delgado. Antes que os triacilgliceróis possam ser absorvidos através da parede intestinal, eles precisam ser convertidos de partículas de gorduras macroscópicas insolúveis em micelas microscópicas. Essa solubilização é realizada pelos sais biliares, como o ácido taurocólico, que são sintetizados a partir do colesterol no fígado, armazenados na vesícula e liberados pós ingestão de gordura. Sais biliares são compostos anfipáticos que atuam como detergentes, convertendo gorduras em micelas mistas de sais biliares e triacilgliceróis (etapa 1). A formação dessas micelas promove aumento da fração de lipídeos acessíveis à ação das lipases hidrossolúveis no intestino. A ação das lipases converte os triacilgliceróis em monoacilcliceróis e diacilcligeróis, ácidos graxos livres e glicerol (etapa 2). Esses produtos se difundem para dentro das células epiteliais que revestem a superfície intestinal (mucosa) (etapa 3), onde são reconvertidos em triacilgliceróis e empacotados com o colesterol e proteínas e agregados de lipoproteínas chamados quilomícrons (etapa 4). Quilomícron. Apolipoproteínas são proteínas de ligação a lipídeos no sangue, responsáveis pelo transporte de triacilgliceróis, fosfolipídeos, colesterol e ésteres de colesterol entre os órgãos. Elas se combinam com lipídeos para formar classes de partículas de lipoproteína, que são agregados esféricos com lipídeos hidrofóbicos no centro e cadeias laterais hidrofílicas de proteínas e grupos polares de lipídeos na superfície. Várias combinações de lipídeos e proteínas produzem partículas de densidades diferentes: VLDL, VHDL. Na absorção de lipídeos no intestino, os quilomícrons tem Apolipoproteína C-II, se deslocam da mucosa intestinal para o sistema linfático e entram no sangue, que os carrega para músculos e tecido adiposo (etapa 5). Nos capilares desses tecidos, lipase lipoproteica, ativada pela apoC-II, hidrolisa triacilgliceróis em ácidos graxos e glicerol (etapa 6), absorvido pelas células (etapa 7). No músculo, ácidos graxos são oxidados para obtenção de energia; no tecido adiposo, são reesterificados para armazenamento na forma de triacilglicerol (etapa 8). Remanescentes dos quilomícrons, sem a maioria dos trigliceróis, mas ainda com colesterol e apoliporpoteínas, se deslocam pelo sangue até o fígado, onde são captados por endocitose mediada por receptores para as apolipoproteínas. Os triacilgliceróis que entram podem ser oxidados para fornecer energia ou precursores para síntese de corpos cetônicos. Quando a dieta contem muito ácido graxo, o fígado os converte em triacilgliceróis, empacotados com apolipoproteínas específicas formando VLDL. Essas VLDL são transportadas pelo sangue ao tecido adiposo, onde triacilgliceróis são removidos da circulação e armazenados em gotículas lipídicas nos adipócitos. TRANSPORTE Os quilomícrons transportam lipídeos do TGI para o sangue via linfa. Todas as gorduras na dieta são absorvidas pela linfa na forma de quilomícrons. Estes são transportados no duto torácico e esvaziados no sangue venoso. São removidos do plasma à medida que passam pelos capilares do tecido adiposo e hepático. Células adiposas e hepáticas possuem enzima lipoproteína lipase, que hidrolisa os triglicerídeos dos quilomícrons em ácidos graxos e glicerol. Ácidos graxos se difundem para as células e, dentro delas, são ressintetizados em triglicerídeos. Quando a gordura armazenada nas células adiposas precisa ser usada em outro local do corpo, precisa ser transportada. Esse transporte ocorre principalmente na forma de ácidos graxos livres. Ao deixarem as células, os ácidos graxos se ionizam no plasma e combinam-se fracamente com a proteína albumina. O ácido graxo ligado a albumina é o ácido graxo livre. Ainda, existem as lipoproteínas, que são partículas menores que quilomícrons. Elas contêm misturas de triglicerídeos, fosfolipídeos, colesterol e proteínas. As três lipoproteínas principais são: VLDL, com alto triglicerídeo e moderado fosfolipídio e colesterol; LDL, com poucos triglicerídeos e muito colesterol; HDL com 50% de proteínas e menor concentração de lipídeos. Essas lipoproteínas são, em sua maioria, formadas no fígado, onde também ocorre a maior parte da formação do colesterol plasmático dos fosfolipídeos e triglicerídeos. Ainda, pequena quantidade de HDL é sintetizada no epitélio intestinal, durante absorção de ácidos graxos. Trajeto da gordura: Enterócitos → Sistema linfático → V. jugular interna direita e subclávia direita Ducto torácico → Cisterna do quilo (dilatação do ducto torácico) → V. jugular interna esquerda e subclávia esquerda DEPÓSITOS DE GORDURA A principal função do tecido adiposo é armazenar triglicerídeos que que sejam necessários para fornecer energia. Uma função secundária desse tecido é isolamento. Células de gordura do tecido adiposo (adipócitos) são fibroblastos modificados capazes de armazenar triglicerídeos quase puros em quantidades iguais a 80 a 95% de seu volume. Lipases permitem troca de gordura entre tecido adiposo e sangue. Grandes quantidades de lipases estão presentes. Algumas dessas enzimas catalisam a deposição de triglicerídeos derivados dos quilomícrons e de outras lipoproteínas. Outras, quando ativadas por hormônios, causam divisão dos triglicerídeos para liberar ácidos graxos livres. O fígado tem funções no metabolismo lipídico: - Degradar ácidos graxos em compostos menores que possam ser usados para energia; - Sintetizar triglicerídeos, principalmente a partir dos carboidratos e proteínas; - Sintetizar outros lipídeos a partir de ácidos graxos, em especial colesterol e fosfolipídeos. O primeiro estágio na conversão de gorduras em energia é a hidrólise de triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol. Esses produtos são transportados para tecidos ativos onde serão oxidados para liberar energia. O glicerol, quando penetra no tecido ativo, é modificado pelas enzimas em glicerol-3-fosfato que entra na via glicolítica para metabolização da glicose e é então usado como fonte de energia. 2 – EXPLIQUE A PRODUÇÃO, FUNÇÃO E DEGRADAÇÃO DO COLESTEROL SÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS Em adultos, a maior parte da síntese de ácidos graxos ocorre no fígado e glândulas mamárias em lactação e, em menor extensão, no tecido adiposo. A primeira etapa é a transferência de duas unidades de acetato a partir da acetil-CoA mitocondrial para o citosol. Essa acetil-CoA mitocondrial é produzida pela oxidação do piruvato e pelo catabolismo de ácidos graxos, corpos cetônicos e de certos aminoácidos. A CoA do acetil-CoaA não pode atravessar a membrana mitocondrial interna, somente a porção acetila pode ser transportada para o citosol. Isso acontece na forma de citrato, que é produzido pela condensação e oxalacetato (OAA) e acetil-CoA. No citosol o citrato é clivado pela ATP-citrato-liase em acetil-CoA citosólica e OAA. A formação de malonil-CoA ocorre pela carboxilação de acetil-CoA, catalisada pela acetil-CoA- carboxilase e requer CO2 e ATP. A coenzima é uma vitamina, a biotina, ligada a um resíduo de lisina da carboxilase. As demais reações da síntese de ácidos graxos são catalisadas pela enzima ácido graxo-sintase (AGS). A via das pentoses-fosfato é o maior fornecedor de NADPH para a síntese de ácidos graxos. Dois NADPH são produzidos por molécula de glicose que entra nessa via. Conversão de malato a piruvato também produz NADPH citosólico. NADH produzidos durante a glicólise contribuem para a redução de NADP+ a NADPH, necessário para a síntese de palmitiol-CoA. Os carbonos da acetil-CoA citosólica são usados para a síntese de palmitato, utilizando NADPH como fonte de redutorespara essa via. Embora o palmitato seja o produto final da atividade da AGS, ele pode ser alongado pela adição de unidades de dois carbonos no REL. A elongação requer sistema de enzimas separadas. Malonil-CoA é doador de dois carbonos e NADPH fornece os elétrons. O encéfalo possui capacidade adicional de elongação, promovendo produção de ácidos graxos mais longos, acima de 22 carbonos. Mono, di e triacilgliceróis consistem em moléculas de ácidos graxos esterificando uma de glicerol. Os ácidos graxos são esterificados por meio de seus grupos carboxila, resultando na perda da carga negativa e na formação de um lipídeo neutro. DEGRADAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS A degradação e oxidação dos ácidos graxos ocorrem na mitocôndria. O processo de entrada na mitocôndria é mediado por carreador que emprega a carnitina como molécula carreadora. Uma vez dentro da organela, se separam da carnitina e são degradados e oxidados. Ácidos graxos são degradados pela beta oxidação, que libera dois segmentos de carbono para formar acetil- CoA, que entra no ciclo de Krebs e é degradada em CO2 e H. Esse hidrogênio será oxidado na mitocôndria e utilizado para formar ATP. As moléculas de acetil-CoA formadas na beta oxidação de ácidos graxos nas mitocôndrias penetram no ciclo do ácido cítrico, associando-se ao ácido oxaloacético para formar ácido cítrico, que então é degradado em CO2 e H. Hidrogênio é oxidado pelo sistema quimiosmótico oxidativo. Quatro átomos de hidrogênio, clivados cada vez que uma molécula de acetil-CoA é formada a partir de um ácido graxo, são liberados sob a forma de FADH2, NADH e H+. Logo, para cada molécula de ácido graxo metabolizada para formar nove moléculas de acetil-CoA, 32 átomos adicionais de H são removidos. Além disso, para cada 9 moléculas de acetil-CoA, mais 8 átomos de hidrogênios são removidos, formando 72 hidrogênios. Assim, 104 hidrogênios. Esses hidrogênios são oxidados nas mitocôndrias entrando no sistema oxidativo em pontos diferentes. 139 moléculas de ATP são formadas. Outras 9 moléculas de ATP são formadas pelo ciclo de Krebs, totalizando 148 moléculas. No entanto, duas ligações são consumidas na combinação inicial de CoA com ácido graxo. Ganho final de 146 ATP. ESTRUTURA DO COLESTEROL O colesterol é um composto hidrofóbico, sua estrutura consiste em quatro anéis (A, B, C e D) hidrocarbonados fundidos, chamados núcleo esteroide. A maior parte do colesterol plasmático está na forma de éster (com um ácido graxo ligado no carbono 3). O éster de colesterol é ainda mais hidrofóbico e não é encontrado em membranas celulares. Deve ser transportado associado a proteínas ou solubilizados por fosfolipídeos e sais biliares. SÍNTESE DO COLESTEROL Os maiores contribuintes da síntese endógena são fígado, intestino, córtex adrenal e tecidos reprodutivos (ovários, testículos e placenta). Como no caso dos ácidos graxos, os átomos de carbono do colesterol são derivados do acetato e o NADPH é o doador dos equivalentes redutores. A síntese depende de enzimas encontradas no citosol e nas membranas do REL. As duas primeiras reações para a síntese do colesterol são similares às que produzem corpos cetonicos, resultando na formação de HMG-CoA. Inicialmente, duas moléculas de acetil-CoA se condensam para formar acetoacetil-CoA. A seguir, uma terceira acetil-CoA é adicionada, produzindo HMG-CoA, composto de seis carbonos. (Parênquima hepático possui duas isoformas da enzima HMG-CoA-sintase, no citosol faz síntese de colesterol e na mitocôndria síntese de corpos cetônicos). A próxima reação, redução do HMG-CoA formando ácido mevalônico, é catalisada pela HMG-CoA-redutase e é a etapa limitante da velocidade e o passo regulador da síntese de colesterol. Ocorre no citosol usando duas moléculas de NADPH como agente redutor, liberando CoA. Reações enzimáticas ocorrem a partir do mevalonato. DEGRADAÇÃO DO COLESTEROL A estrutura cíclica do colesterol não pode ser degradada até CO2 e H2O. O núcleo esteroide é eliminado intacto pela conversão em ácidos e sais biliares, excretados nas fezes, e pela secreção de colesterol na bile, que o transporta ao intestino para eliminação. No intestino, parte do colesterol é modificado por bactérias antes da excreção. Os principais compostos formados são isômeros coprostanol e colestanol. Representam maior parte dos esteróis fecais neutros, juntamente com o colesterol. FUNÇÃO DO COLESTEROL O uso mais frequente não membranoso do colesterol no corpo é para a formação de ácifo cólico no fígado. Até 80% do colesterol é transformado em ácido cólico. Esse ácido é conjugado com outras substancias para formar sais biliares. Pequenas quantidades são usadas pelas adrenais para formar hormônios adrenocorticais; pelos ovários para formar progesterona e estrogênio; pelos testículos para formar testosterona. Grande quantidade de colesterol é precipitada na camada córnea da pele. Esse colesterol, junto com outros lipídeos, torna a pele mais resistente à absorção de substâncias hidrossolúveis e à ação de agentes químicos, porque o colesterol é muito inerte aos ácidos e a muitos solventes. Também ajuda a impedir a evaporação da água pela pele. Apresenta função estrutural principalmente nas membranas e organelas. ATEROSCLEROSE É a doença das artérias de tamanho médio e grande, em que as lesões de gordura chamadas placas ateromatosas se desenvolvem nas superfícies das paredes arteriais. É a lesão do endotélio vascular. Essa lesão aumenta a expressão das moléculas de aderência nas células endoteliais e reduz sua capacidade de liberar óxido nítrico e outras substâncias que ajudam a impedir a aderência de macromoléculas, plaquetas e monócitos no endotélio. Após a lesão, monócitos e lipídios circundantes (principalmente LDL) começam a se acumular no local da lesão. Monócitos cruzam o endotélio ate a camada intima da parede do vaso e diferenciam-se de macrófagos, que então ingerem e oxidam lipoproteínas acumuladas, adquirindo aspecto espumoso. Esses macrófagos espumosos se agregam no vaso e formam estria de gordura. Essas estrias crescem e os tecidos dos músculos lisos e fibrosos proliferam para formar placas cada vez maiores. Macrófagos também liberam substâncias que causam inflamação e proliferação do musculo na parede arterial. Essas placas formadas reduzem o fluxo sanguíneo, podendo obstruir o vaso. Ocorre enrijecimento do vaso pelo aumento das fibroses. As artérias ateroscleróticas perdem distensibilidade e devido às áreas degenerativas em suas paredes, facilmente se rompem. 3 – DISCUTA O FILME “MUITO ALÉM DO PESO” "Muito Além do Peso" é um documentário brasileiro dirigido por Estela Renner e lançado em 2012. O filme aborda a questão da obesidade infantil no Brasil, examinando as principais causas desse problema e suas consequências para a saúde das crianças. O documentário mostra a realidade de crianças de diferentes classes sociais e regiões do país, explorando as influências negativas do ambiente em que vivem. Ele destaca a publicidade de alimentos pouco saudáveis e a falta de informação nutricional adequada como fatores que contribuem para o aumento da obesidade infantil. Além disso, o filme apresenta depoimentos de especialistas em saúde, educadores e pais, discutindo a importância da alimentação balanceada, da prática regular de atividades físicas e dos hábitos saudáveis para prevenir a obesidade e promover uma vida mais saudável. "Muito Além do Peso" traz reflexões sobre a responsabilidade dos pais, escolas e governo na promoção de políticas públicas e programas de conscientização que visam combater a obesidade infantil. O documentário busca incentivar a reflexão e o debate sobre o tema, buscando soluções para melhorar a saúde e o bem-estar das crianças brasileiras. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • Bioquímica Ilustrada – Harvey; • Princípios de Bioquímica– Lehninger; • Tratado de Fisiologia – Guyton e Hall; • Fisiologia – Silverthorn; • Documentário “Muito Além do Peso”.
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