Metabolismo de Lipídeos

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BIOQUÍMICA 
AULA 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Benisio Ferreira da Silva Filho 
 
 
 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Não existe um único caminho, sempre há vias alternativas e outras 
opções para que a célula trabalhe e não morra. 
O metabolismo celular é um intrincado conjunto de processos bioquímicos 
que ocorrem dentro das células, visando a obtenção de energia e a síntese de 
moléculas essenciais para a sobrevivência. Esse intricado sistema é essencial 
para o funcionamento adequado dos organismos vivos, permitindo a realização 
de funções vitais como o crescimento, a reprodução e a manutenção do 
equilíbrio interno. No cerne do metabolismo celular, encontra-se a constante 
busca por recursos e a capacidade de adaptação diante das condições variáveis 
do ambiente celular. 
A afirmação de que “não existe um único caminho, sempre há vias 
alternativas e outras opções para que a célula trabalhe e não morra” destaca a 
incrível plasticidade e flexibilidade do metabolismo celular. Cada etapa desse 
processo está sujeita a regulação precisa, permitindo que a célula ajuste suas 
atividades de acordo com as demandas específicas. Essa diversidade de rotas 
metabólicas possibilita à célula contornar obstáculos e adaptar-se a condições 
adversas, assegurando sua sobrevivência. 
Em momentos de escassez de nutrientes ou estresse ambiental, as 
células têm a capacidade de redirecionar seu metabolismo para vias alternativas. 
Por exemplo, na ausência de glicose, a célula pode utilizar outros substratos, 
como ácidos graxos ou aminoácidos, para gerar energia. Esse fenômeno é 
crucial para a resistência da célula a condições desfavoráveis e para a 
manutenção de suas funções vitais. 
A compreensão das múltiplas opções metabólicas disponíveis para as 
células é fundamental não apenas para a pesquisa científica, mas também para 
o desenvolvimento de estratégias terapêuticas. O entendimento das intricadas 
redes metabólicas pode fornecer insights valiosos para o tratamento de doenças 
metabólicas, câncer e outras condições em que a regulação do metabolismo 
desempenha um papel crucial. Assim, a flexibilidade metabólica é uma 
característica fundamental da vida celular, permitindo a adaptação constante e 
garantindo a sobrevivência em ambientes dinâmicos e desafiadores. 
 
 
 
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TEMA 1 – USANDO LIPÍDIOS COMO SUBSTRATO INICIAL 
 Anteriormente, exploramos o tema da geração de energia a partir da 
glicose, um monossacarídeo pertencente ao grupo dos carboidratos. Em 
determinadas circunstâncias, organismos vivos também oxidam lipídeos para 
obter energia. Portanto, começaremos agora a análise do metabolismo dessas 
moléculas orgânicas insolúveis em água, focalizando as reações envolvidas no 
metabolismo dos lipídeos, como a oxidação e o transporte dos ácidos graxos, 
responsáveis pela produção de energia. Em última instância, examinaremos a 
formação dos lipídeos. 
Simultaneamente, investigaremos as interconexões entre as oxidações 
desses nutrientes e as oxidações de outras macromoléculas, tais como os 
carboidratos e as proteínas. Logo, o propósito primordial desta etapa é 
compreender os processos biológicos que oxidam ácidos graxos para gerar 
energia, além de compreender as transformações moleculares dos constituintes 
celulares. Os lipídeos, como já abordado, desempenham diversas funções nos 
organismos vivos, sendo a reserva de energia, realizada principalmente pelos 
triglicerídeos, a função mais crucial. 
Os ácidos graxos presentes nos triglicerídeos são adquiridos pelas células 
por meio das gorduras ingeridas na dieta, das gorduras armazenadas nas células 
e das gorduras sintetizadas em um órgão para exportação para outros tecidos, 
exemplificado pelo fígado, que converte o excesso de carboidratos da dieta em 
gordura para exportação. Após a obtenção de triacilgliceróis (TAG) de forma 
exógena, esses lipídeos, dependendo do tamanho de suas cadeias, possuem 
dois caminhos distintos para a digestão e absorção no intestino delgado. 
TAG de cadeia curta ou média: Serão absorvidos na boca e no estômago 
por meio das lipases ácidas; estas enzimas fragmentarão e transportarão os 
TAG para o sistema porta. Para o transporte sanguíneo, é imperativo que os 
lipídeos estejam associados à albumina. 
TAG de cadeia longa: Juntamente com os TAG de cadeia curta e média, 
que não foram absorvidos na boca e no estômago, os TAG de cadeia longa serão 
decompostos e absorvidos no duodeno. O transporte será conduzido pela lipase 
básica para o sistema linfático através dos quilomícrons (Figura 1). 
 
 
 
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Figura 1 – Formação dos quilomicrons no intestino 
 
Crédito: Jeniffer Fontan/Shutterstock. 
Os ácidos graxos transportados pelos quilomícrons na corrente sanguínea 
ingressam nas células, podendo ser oxidados como fonte de combustível, 
gerando CO2 e ATP, ou esterificados (reação de ligação do ácido graxo ao 
glicerol, produzindo éster e água) para armazenamento na forma de 
triacilgliceróis. 
Por que, então, os seres humanos, excluindo a reserva de glicogênio 
hepático, optam por armazenar energia em lipídeos? Essa indagação pode ser 
respondida considerando que as células preferem armazenar energia na forma 
de gordura, pois os adipócitos (células de gordura) conseguem armazenar uma 
quantidade significativamente maior de gordura, e o armazenamento de lipídeos 
não causa danos osmóticos às células por serem insolúveis em água. 
Adicionalmente, as moléculas de triglicerídeos são mais reduzidas do que as 
moléculas de carboidratos, resultando em um rendimento energético 
substancialmente superior, uma vez que sua oxidação produz mais energia. 
 
 
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Portanto, ao comparar as duas formas de armazenamento, concluímos que 
armazenar lipídeos é mais eficaz para as células do que armazenar carboidratos. 
De maneira análoga à remoção de elétrons da glicose e sua transferência para 
o Ciclo de Krebs e a cadeia respiratória, os elétrons retirados dos ácidos graxos 
passam pelo mesmo processo, resultando na síntese de ATP por meio de uma 
oxidação completa e na produção de CO2, H2O e energia. 
TEMA 2 – ÁCIDOS GRAXOS 
 O componente principal da maioria dos lipídeos é o ácido graxo, estando, 
portanto, presente na composição dos triacilgliceróis, cerídeos e 
glicerofosfolipídeos, mas ausente nos esteróis. Os ácidos graxos são 
constituídos por cadeias de hidrocarbonetos com extensões que variam de 4 a 
36 carbonos, podendo ser saturados ou insaturados. 
Cadeias saturadas são aquelas em que os carbonos que compõem os 
ácidos graxos estabelecem ligações simples entre si, não apresentando ligações 
duplas e sendo, além disso, não ramificadas. Essa característica facilita o 
agrupamento, resultando em gorduras sólidas à temperatura ambiente. No 
entanto, essa propriedade aumenta a propensão dessas gorduras a se 
acumularem nos vasos sanguíneos, podendo contribuir para problemas 
cardíacos. 
Por outro lado, cadeias insaturadas possuem uma ou mais ligações 
duplas entre os átomos de carbono, o que dificulta o agrupamento e confere um 
estado líquido à substância em temperatura ambiente. Esses lipídeos são 
considerados mais saudáveis, sendo exemplificados pelos óleos vegetais e pelo 
óleo de peixe. A gordura hidrogenada, uma criação da indústria alimentícia, 
transforma óleos vegetais em gorduras sólidas e mais estáveis à temperatura 
ambiente. Esse processo envolve a adição de hidrogênio às moléculas de óleo, 
e a hidrogenação catalítica pode gerar gorduras trans, mais prejudiciais à saúde, 
devido à sua maior propensão para se acumular nos vasos sanguíneos. 
Um exemplo comum de ácido saturado encontrado em animais e plantas, 
como no óleo de palma, é o ácido palmítico, com 16 carbonos. Na mesma linha, 
a figura anterior destaca o ácido cis oleico, conhecido como ômega 9, presente 
em abundância no azeite de oliva, e o ácido trans vacênico, com 18 carbonos, 
encontrado em gorduras de ruminantes e produtoslácteos. 
 
 
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Vale observar que o ácido graxo insaturado cis destacado na figura 
anterior possui sua dupla ligação no carbono 9, com hidrogênios do mesmo lado. 
Já o ácido graxo insaturado trans apresenta sua dupla ligação no carbono 11, 
com hidrogênios em lados opostos, também evidenciado na Figura 2. 
Figura 2 – Estrutura do ácido palmítico 
 
Crédito: Firatturgut/Shutterstock. 
TEMA 3 – β-OXIDAÇÃO OCORRE NA MITOCONDRIA 
 Compreendemos que as gorduras podem ser obtidas através da ingestão 
alimentar e absorvidas no intestino delgado, assim como podem ser adquiridas 
pela utilização das reservas lipídicas do organismo. 
Em cenários de excesso de glicose, a redução do ATP diminui a 
velocidade do Ciclo de Krebs, levando ao acúmulo de citrato que se desloca para 
fora da mitocôndria. No ambiente extramitocondrial, o citrato é convertido em 
acetil-CoA, precursor da síntese de ácidos graxos, os quais são armazenados 
sob a forma de TAG. Essa condição propicia a formação dos ácidos graxos, ou 
seja, a biossíntese dos TAG, um tema que será explorado de maneira mais 
detalhada posteriormente. 
 
 
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Neste ponto, é fundamental assimilar que, ao utilizar as reservas lipídicas 
para fornecer ácidos graxos ao organismo, ocorre uma mobilização inicial, 
caracterizada pela ativação dos ácidos graxos. Em situações de jejum, o 
glucagon, hormônio com ação contrária à insulina, é secretado em resposta aos 
baixos níveis de glicose. Esse hormônio desencadeia uma série de 
transformações que ativam a adenilato ciclase, uma proteína de membrana. A 
adenilato ciclase, por conseguinte, ativa a proteína quinase A (PKA), que 
estimula a lipase sensível a hormônios (LHS), responsável pela quebra dos TAG 
em ácidos graxos e glicerol. Dessa forma, uma sequência de reações é 
deflagrada pelo estímulo inicial do glucagon para ativar a quebra dos TAG. 
Os ácidos graxos resultantes podem ser liberados na corrente sanguínea, 
sofrer β-oxidação a CO2 e gerar energia na forma de ATP. Por sua vez, o glicerol 
pode ser liberado na corrente sanguínea e utilizado como fonte energética na via 
glicolítica ou atingir o fígado e passar pela gliconeogênese, um processo de 
formação de glicose a partir de precursores não glicídicos. 
No processo de deslocamento dos TAG e dos ácidos graxos, as 
lipoproteínas, em particular as apolipoproteínas, desempenham um papel crucial 
na mobilização dos lipídeos. Elas realizam o transporte dos TAG pelo sistema 
linfático e corrente sanguínea. As apolipoproteínas são proteínas que se 
associam a lipídeos no sangue e conduzem o transporte de triacilgliceróis, 
fosfolipídeos, colesterol e ésteres de colesterol entre os órgãos (Figura 3). 
Figura 3 – Estrutura e organização das lipoproteínas 
 
Crédito: Macrovector/Shutterstock. 
 
 
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Percebemos que, para além das biomoléculas capazes de transportar os 
TAG, as lipoproteínas, existem também biomoléculas que sinalizam a 
necessidade de energia metabólica. Essas biomoléculas ativadoras são os 
hormônios, como o glucagon, os quais desencadeiam a ativação dos TAG 
armazenados para seu transporte aos tecidos e, subsequentemente, para dentro 
das mitocôndrias, possibilitando assim a oxidação dos ácidos graxos para a 
produção de energia. 
TEMA 4 – ENTRANDO NA MITROCONDRIA O ÁCIDO GRAXO É BETA 
OXIDADO 
 Resumo da β-Oxidação 
• Processo catabólico de ácidos graxos que consiste na 
sua oxidação mitocondrial. Eles sofrem remoção, por oxidação, de 
sucessivas unidades de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA; 
• A oxidação de ácidos graxos de cadeia longa para Acetil-CoA é uma via 
central para a produção de energia em animais e em algumas bactérias e 
fungos; 
• Ocorre na matriz mitocondrial; 
• Primeiro é necessário que o ácido graxo chegue até a matriz. Ele deverá 
sofrer transformações até chegar e lá (na matriz mitocondrial) sofrer 4 
reações por ciclo. De cada reação, FADH2, NADH + H+ e acetil-CoA serão 
produzidas. 
Antes de explorarmos as fases nas quais ocorre a β-oxidação, em que os 
ácidos graxos passam por conversão em acetil-CoA, é relevante observar que 
existem alternativas para a destinação da acetil-CoA. Por exemplo, em situações 
de escassez de glicose no cérebro, o fígado tem a capacidade de transformar a 
acetil-CoA em corpos cetônicos, resultantes do metabolismo dos ácidos graxos, 
os quais podem ser utilizados como fonte de energia para o cérebro. 
A função biológica da oxidação dos ácidos graxos pode variar de acordo 
com o organismo, embora o mecanismo subjacente permaneça essencialmente 
inalterado, conforme veremos adiante. 
Após a digestão e o transporte das gorduras para os tecidos e células que 
empregam ácidos graxos como fonte de energia, essas moléculas adentrarão a 
 
 
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mitocôndria para serem oxidadas por meio de um processo repetitivo conhecido 
como β-oxidação. 
 A molécula de ácido graxo necessita ser oxidada, transformando-se em 
uma forma ativa denominada acil-CoA. Essa transformação é catalisada pela 
enzima acil-CoA sintetase, localizada na face citosólica da membrana interna da 
mitocôndria. Devido à impermeabilidade desta membrana ao acil-CoA, a 
carnitina desempenha um papel crucial, associando-se ao grupo acil e facilitando 
a entrada na matriz mitocondrial. Já dentro da matriz, a carnitina se dissocia, e 
o grupo acil se liga a uma nova molécula de coenzima-A, dando início ao 
processo de β-oxidação. Veja a explicação do professor no vídeo e na imagem 
a seguir: 
Figura 4 – Reações enzimáticas que levam o ácido graxo até a matriz 
mitocondrial 
 
Devido à estabilidade relativamente duradoura das ligações C-C nos 
ácidos graxos, ocorre a conversão destes em acetil-CoA, como mencionado 
anteriormente, pela união do grupo carboxil do C-1 à coenzima. Isso viabiliza a 
oxidação progressiva do grupo acil graxo na posição C-3, também conhecida 
como β-oxidação. 
Para realizar a oxidação completa do ácido graxo, é essencial uma 
colaboração entre a β-oxidação e o Ciclo de Krebs, pois é neste último que o 
acetil-CoA é oxidado a CO2. Consequentemente, os elétrons provenientes da 
oxidação e do Ciclo de Krebs são transferidos para o O2 através da cadeia 
 
 
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respiratória, similar ao processo ocorrido com a glicose. Esse fluxo energético 
resulta na síntese de ATP por meio da fosforilação oxidativa. 
Até o momento, abordamos a oxidação de ácidos graxos saturados com 
um número par de átomos de carbono, os quais são os lipídeos mais frequentes 
na natureza. Já os ácidos graxos com um número ímpar de carbonos são 
prevalentes nos lipídeos de diversas plantas e alguns organismos marinhos. A 
maioria dos ácidos graxos presentes nos triacilgliceróis e fosfolipídeos de 
animais e plantas é insaturada, possuindo uma ou mais ligações duplas. 
Portanto, a oxidação de ácidos graxos com número ímpar de carbonos e 
aqueles com cadeias insaturadas demanda reações adicionais, envolvendo 
enzimas específicas para cada caso, até que sejam convertidos em acetil-CoA 
para ingressar no Ciclo de Krebs. 
TEMA 5 – QUANDO FALTA OXIGÊNIO: FERMENTAÇÃO 
 Resumo da fermentação 
• Produzir energia (ATP) sem nenhum consumo de oxigênio; 
• A quantidade de ATP produzida é muito menor quando comparada a 
produção da respiração celular (apenas 2 ATP); 
• A etapa inicial é a glicólise. A segunda etapa dependendo do 
microrganismo, irá produzir produtos diferentes por causa da ação de 
diferentes enzimas convertendo o ácido pirúvico. 
Para manter o raciocínio, vou dar continuidade ao que está sendo 
apresentado e ao final falar da fermentação em outros contextos. 
Até o momento você viu que há uma sequência de eventos até a produção 
de ATP na mitocôndria ocorra garantindo que muitas moléculas de ATP sejam 
produzidas para em seguida serem quebradas e assim gerem calor dessa 
quebra molecular. O mecanismo final de produção que é a fosforilação oxidativa 
depende da presença do oxigênio ligadoao complexo proteico para que de fato 
permita o correto funcionamento. A questão agora é: e se faltar oxigênio, a célula 
vai morrer? A resposta é: NÃO! Ela vai dar um jeito de se manter viva, 
bioquimicamente ativa, vai produzir ATP por uma outra via até que o oxigênio 
volte a entrar na célula. 
 Por isso, a fermentação é uma via alternativa para produção de ATP que 
se intensifica após parar de entrar oxigênio na célula. Sendo assim, o Ciclo de 
 
 
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Krebs que produz apenas em uma de suas reações ATP não é viável como 
“opção de substituição” à fosforilação oxidativa porque a quantidade produzida 
seria muito baixa. Porém o mais importante é você saber que a parada da cadeia 
fosforilativa, deixando de bombear os H+ para região intermembranas, e aí o pH 
da matriz muda e boa parte das enzimas (incluindo as enzimas do Ciclo de 
Krebs) param de funcionar. Muitas reações ficam comprometidas. O Piruvato 
que entraria na mitocôndria e seria convertido enzimaticamente em Acetil-CoA 
não será convertido e, após ter um acúmulo na região intermembranas, o 
piruvato produzido no citoplasma pela Glicólise começa a se acumular. Acúmulo 
de piruvato no citoplasma. 
 A glicólise ao longo de suas 10 reações tem ao final um saldo positivo de 
2 ATPs. Logo, aumentar o trabalho de glicólise vai momentaneamente garantir 
uma quantidade de ATP para suprir as atividades da célula impedindo que ela 
pare de funcionar. 
 Aumentar o glicólise e fazer com que a célula continue “funcionando” só 
por essa via de produção de ATP irá consequentemente aumentar a produção 
de piruvato. O que acontecerá com esse excesso de piruvato? A resposta é: 
Depende da célula. No caso dos animais ocorrerá a conversão do piruvato em 
ácido lático pela enzima Lactato Desidrogenase. Veja na figura abaixo o resumo: 
Figura 5 – Início do processo de fermentação 
 
Fonte: Silva Filho, 2023. 
 
 
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Em resumo, a fermentação é um procedimento metabólico que induz 
modificações químicas em substâncias orgânicas por meio da atuação de 
enzimas. Em termos bioquímicos, é amplamente caracterizada como a obtenção 
de energia a partir de carboidratos na falta de oxigênio. Esse processo leva ao 
aumento do piruvato e conversão desta em ácido lático (Lactato) pela enzima 
Lactato desidrogenase. 
Figura 6 – Fermentação ácido láctica 
 
Crédito: Kooto/Shutterstock. 
Curiosidade, outras células, mais especificamente procariotos, bactérias, 
diferentes bactérias possuem outras enzimas o que irá gerar diferentes 
compostos a partir do piruvato. Portanto algumas células quando fermentam não 
produzem exatamente ácido lático, podem por exemplo produzir álcool pois 
essas células possuem a enzima álcool desidrogenase. 
 
 
 
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Figura 7 – Processo de fermentação em bactéria com a enzima álcool 
desidrogenase obtendo como produto final o álcool 
 
Crédito: Ali DM/Shutterstock. 
 Concomitantemente à respiração aeróbica, a fermentação representa um 
método para extrair energia das moléculas, sendo um processo compartilhado 
por todas as bactérias e eucariotos. É considerada a rota metabólica mais 
ancestral, adequada a ambientes primitivos anteriores à existência de vida 
vegetal na Terra, ou seja, antes da presença de oxigênio na atmosfera. 
 Leveduras, uma variante de fungos, estão presentes em praticamente 
todos os ambientes propícios à sustentação de micróbios, desde as cascas de 
frutas até as entranhas de insetos e mamíferos, assim como as profundezas do 
oceano. Elas convertem moléculas ricas em açúcar, desencadeando a produção 
de etanol e dióxido de carbono. 
Os mecanismos fundamentais da fermentação persistem em todas as 
células de organismos mais complexos. Durante períodos de exercício intenso, 
 
 
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quando o suprimento de oxigênio se torna limitado, os músculos dos mamíferos 
realizam a fermentação, resultando na formação de ácido láctico. Em 
invertebrados, a fermentação também gera succinato e alanina. 
Bactérias fermentativas desempenham papel crucial na produção de 
metano em diversos habitats, desde o rúmen de gado até digestores de esgoto 
e sedimentos de água doce. Elas geram hidrogênio, dióxido de carbono, formato, 
acetato e ácidos carboxílicos. Consórcios microbianos convertem, então, dióxido 
de carbono e acetato em metano. Bactérias acetogênicas oxidam ácidos para 
obter mais acetato, hidrogênio ou formato. Por fim, metanógenos, pertencentes 
ao domínio Archaea, convertem acetato em metano. 
NA PRÁTICA 
Sugestões para estudar bioquímica: 
1. Estabeleça uma dinâmica de interação entre os elementos, desenhando 
a célula ou o tecido e posicionando os elementos envolvidos; 
2. Identifique as interações entre os elementos, compreendendo quem 
interage com quem, os produtos gerados e as consequências; 
3. Crie uma sequência de eventos visualmente compreensível, destacando 
o início, as reações e o fim com o produto desejado ou sua eliminação; 
4. Priorize a compreensão da dinâmica de interações antes de se preocupar 
com os nomes complicados, memorizando-os posteriormente. 
Utilize exemplos dados pelo professor em videoaulas como referência 
para seus estudos. 
FINALIZANDO 
 Agora você entende que produzir algo através da fermentação é um 
processo “biotecnológico” afinal, usa-se células para gerar um produto. O 
conhecimento bioquímico é que permitiu a obtenção do vinho e de outras 
bebidas, do leite fermentado dentre outros produtos. Mas não é só isso, como 
profissionais da saúde peço que antes da próxima etapa você leia sobre o “Ciclo 
de Cori” assunto da próxima etapa e que dá continuidade aos nossos estudos. 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 
2017. 
LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. D.; COX M. M. Lehninger Princípios de 
Bioquímica. 7. ed. São Paulo: Sarvier, 2019. 
LAURALEE S. Fisiologia humana: das células aos sistemas. 7. ed. São Paulo: 
Cengage Learning, 2011. 
 
 
	Conversa inicial
	Não existe um único caminho, sempre há vias alternativas e outras opções para que a célula trabalhe e não morra.
	Na prática