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Oxidação dos Ácidos Graxos Ácidos Graxos • Principal forma de energia de reserva para o organismo Triacilgliceróis dos Adipócitos Lipídios da Dieta Alimentar Biossíntese a partir de Glicose e Aminoácidos Fontes de Ácidos Graxos para a Oxidação Fontes de Ácidos Graxos para a Oxidação • Ácidos Graxo saturados: Gordura animal • Ácidos Graxos monoinsaturados: Gorduras animal e vegetal • Ácidos Graxos poliinsaturados : Gordura vegetal • Ácidos Graxos de cadeia média: Gordura animal (Leite, manteiga etc.) e gordura vegetal Classificação quanto ao tamanho da cadeia Tipos de Ácidos Graxos Classe Nº de Carbonos Cadeia Curta 2-3 Cadeia Média 4-12 Cadeia Longa 13-20 Cadeia Muito Longa >20 • Franz Knoop à 2C • Leninger à ATP • Feonor Lynen e seus colaboradores. Metabolismo dos Ácidos Graxos • Síntese e Degradação • Para evitar a quebra da um ácido graxo que acabou de ser produzido. • Síntese à Citosol • Degradação / β oxidação à mitocôndria. Ácidos Graxos (2C)n Acetil CoA 2C Corpos Cetônicos ATP Tipos de Oxidação Sofridas Pelos Ácidos Graxos HOOC - CH2 - CH2 - (CH2)n - CH3 C1 α-oxidação Cα Cβ β-oxidação ω-oxidação Cω A β-oxidação de ácidos graxos de cadeia curta, média e longa ocorre na matriz mitocondrial A β-oxidação e a α-oxidação dos ácidos graxos de cadeia muito longa e de cadeia ramificada ocorrem no peroxissomo A ω-oxidação de ácidos graxos ocorrem no retículo endoplasmático Os ácidos graxos são oxidados durante: • O estado alimentado • O jejum alimentar • A inanição • O exercício físico • O diabete não tratado Momento Metabólico da Oxidação de Ácidos Graxos β-Oxidação Mitocondrial Ativação Ácido Graxo+ATP+CoASH Acil CoA sintetase (tioquinase) AcilSCoAgraxo+AMP+2Pi AcilSCoAgraxo+carnitina carnitinaAcil transfaraseI Acilgraxocarnitina+CoA-SH carnitinaAcil transferase 2 AcilSCoAgraxo + carnitina Carnitina é um derivado da Lisina. Encontrada na carne vermelha Pessoas com baixos níveis de carnitina muitas vezes têm depósito de gordura nos músculos, são irritavéis e fracas. Ligação do Ácido Graxo à Carnitina na membrana mitocondrial interna Acil-CoA + Carnitina Acil-Carnitina + CoA Carnitina Acil transferase I e II Membrana da Mitocôndria Acil-CoA CoA Acil-CoA CoA Carnitina T1 Acil- Carnitina Carnitina T2 ß - oxidação • Tiólise • Desidrogenação • Hidratação • Oxidação Beta-oxidação FADH2 NADH + H (adapt. de Campos, 1998) Acil-CoA Acil-CoA desidrogenase trans-enoil-CoA FADH2 1. Desidrogenação 2. Hidratação Trans-enoilCoA Enoil-CoA-hidratase L- β- hidroxiacil-CoA H2O 3. desidrogenação L- β- hidroxiacil-CoA β hidroxi-acil-CoA-desidrogenase β cetoacil CoA 4. Clivagem β Cetoacil-CoA Tiolase-CoA Acetil-CoA + Acil-CoA Outra volta no ciclo Ciclo de Krebs CR Insaturados e Perosxidação • Oxidação de ácidos graxos insaturados: – A oxidação de ácidos graxos insaturados produz menos energia que a dos ácidos graxos saturados, porque eles estão menos reduzidos e, portanto, menos equivalentes reduzidos podem ser produzidos a partir das suas estruturas. A oxidação de ácidos graxos monoinsaturados e poliinsaturados requer duas reações enzimáticas adicionais. • β-oxidação no peroxissomo: – Ácidos graxos de cadeia muito longa (AGCML), com 20 carbonos ou mais, sofrem preliminarmente uma oxidação peroxissomal. Os ácidos graxos encurtados são então transferidos para a mitocôndria para posterior oxidação. Ao contrário da β-oxidação mitocondrial, a desidrogenação inicial nos peroxissomos é catalisada por uma acil-CoA-oxidase que contém FAD. O FADH2 produzido é oxidado pelo oxigênio molecular, que é reduzido a H2O2. O H2O2 é reduzido a H2O pela catalase. Ácidos Graxos com número impar • Plantas e Animais Marinhos Acil CoA graxo Acetil CoA + Propionil CoA Oxidada no Ciclo de Krebs Via enzimática incomum Propionil CoA PropionilCoAcarboxilase D-metilmalonil CoA metilmalonil epimerase L-metilmalonil CoA metilmalonil CoA mutase succinil-CoA Oxalacetato CORPOS CETÔNICOS: UM COMBUSTÍVEL ALTERNATIVO PARA AS CÉLULAS • A mitocôndria do fígado tem a capacidade de converter acetil- CoA proveniente da β-oxidação de ácidos graxos em corpos cetônicos. Os compostos classificados como compostos cetônicos são: – acetoacetato; – 3-hidroxibutirato; – acetona (um composto volátil, não metabolizado biologicamente, que pode ser liberado na respiração) O acetoacetato e o 3-hidroxibutirato são transportados pelo sangue aos tecidos periféricos. Ali, eles podem ser convertidos novamente a acetil-CoA, que é oxidada no ciclo do ácido cítrico. Formação dos Corpos Cetônicos Acetil CoA Fígado Ciclo de Krebs Acetoacetato D-βhidroxibutirato + Acetona Tecidos Periféricos Corpos cetonicos Papel dos Cetacidos Os corpos cetônicos são importantes fontes de energia para os tecidos periféricos, porque: • 1) São solúveis em meio aquoso e não necessitam ser incorporados a lipoproteínas ou transportados pela albumina, como outros lipídeos; • 2) São produzidos no fígado durante períodos em que a quantidade de acetil-CoA excede a capacidade oxidativa do fígado; • 3) São usados pelos tecidos extra-hepáticos, como os músculos esquelético e cardíaco e o córtex adrenal, em quantidade proporcional a sua concentração no sangue. Mesmo o cérebro pode usar corpos cetônicos como fonte de energia, se os níveis sangüíneos aumentarem suficientemente. Síntese de corpos cetônicos pelo fígado • Somente o fígado possui enzimas para a produção de corpos cetônicos. – Utilização dos corpos cetônicos pelos tecidos periféricos: Embora o fígado constantemente sintetize baixos níveis de corpos cetônicos, sua produção torna-se muito mais significante durante o jejum, quando os corpos cetônicos são necessários para produzir energia nos tecidos periféricos. Produção excessiva de corpos cetônicos no diabete melito • Quando a velocidade de formação dos corpos cetônicos é maior do que a velocidade de seu consumo, seus níveis começam a aumentar no sangue (cetonemia) e, por fim, na urina (cetonúria). • Essas 2 condições são observadas mais frequentemente em casos de diabetes melito tipo 1 (dependente de insulina) não- controlado. • Nesses indivíduos, a alta degradação de ácidos graxos produz quant idades excessivas de acetil-CoA. Isso depleta o conjunto de NAD+ e aumenta o conjunto de NADH, reduzindo a velocidade do ciclo de Krebs, o que força o excesso de acetil-CoA para a rota da síntese de corpos cetônicos.
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