metabolismo LIPIDEOS

Prévia do material em texto

METABOLISMO DE LIPÍDEOS 
 
 
1. Β-oxidação de ácidos graxos - Síntese de acetil-CoA - ciclo de Krebs - 
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa 
2. Síntese de corpos cetônicos 
3. Síntese de colesterol 
4. Síntese de triglicerídeos 
 
 
Profa. Dra. Celene Fernandes Bernardes 
Referências: Princípios de bioquímica – Lehninger 
Bioquímica – Campbell 
Bioquímica Ilustrada - champe 
Após uma refeição rica em calorias, GLICOSE, ÁCIDOS GRAXOS e AMINOÁCIDOS entram no fígado. A liberação de insulina em 
resposta a alta concentração de glicose no sangue, estimula a captação de glicose pelos tecidos. Parte da glicose é exportada para o 
cérebro para suprir a sua necessidade energética, e também para os músculos e tecido adiposo. No fígado, o excesso de glicose é 
oxidado a acetil-coA, que, posteriormente pode, via ciclo de Krebs e cadeia transportadora de elétrons, gerar ATP, como pode ser 
utilizado na síntese de glicogênio e ser armazenado no fígado e músculos. Outra parte da glicose pode ser convertida em ácido graxo 
para síntese de triglicerídeo (TAG) que são exportados para tecido adiposo e músculos. Excesso de aminoácidos pode ser convertido 
para piruvato e acetil-CoA, que também são utilizados na síntese de lipídeos. Ácidos graxos da dieta podem ser transferidos 
diretamente, via sistema linfático, do intestino para músculos e tecido adiposo. 
Estado de jejum – após algumas horas sem ingestão de alimentos, a principal função do fígado é fornecer glicose para o cérebro. 
Glicogênio hepático é degradado e a glicose-1-fosfato produzida é convertida a glicose-6-fosfato e, posteriormente, em glicose livre, 
que é liberada no sangue. Aminoácidos resultantes da degradação de proteínas e glicerol proveniente de triglicerídeos do tecido 
adiposo, são usados para síntese de glicose (gliconeogênese). O fígado utiliza ácido graxo como principal fonte de energia e o excesso 
de acetil-CoA é convertido em corpos cetônicos e exportados para outros tecidos, aonde serão convertidos em energia. O cérebro é 
especialmente dependente de corpos cetônicos quando ocorre baixo suprimento de glicose. 
Referência – Bioquímica - Champe- 
Bioquímica - Lehninger 
GLUCAGON 
Referência – Metabolismo – Marek Dominiczak 
METABOLISMO ENERGÉTICO DE LIPÍDEOS 
1. Lipólise dos triglicerídeos de reserva ou dos obtidos através da dieta 
2. Oxidação de ácidos graxos na matriz mitocondrial 
Entrada de ácidos graxos na matriz mitocôndrial - 
Referência – Bioquímica – Lehninger 
Bioquímica - Marks- 
Ácidos graxos originados da dieta 
(digestão de triglicerídeos) ou de 
estoques intracelulares (lipólise 
hormônio dependente) 
Entrada de ácidos graxos na mitocôndria através do transporte acil carnitina/carnitina – 
No citosol, os ácidos graxos são ativados (R-CO-SCoA) e reagem com a carnitina, formando ácido graxo-
carnitina (R-CO-carnitina), num processo catalisado pela enzima carnitina acil-transferase I (na figura 
anterior está exemplificada para o ácido graxo palmítico = CPT-1). Nesta forma, os ácidos graxos entram 
no espaço intermembranas e são transportados para a matriz através da membrana mitocondrial interna, 
num processo de difusão facilitada. Na matriz, o grupo acil do ácido graxo é transferido para a coenzima A, 
liberando a carnitina que retorna para o espaço intermembranas. Este processo é catalisado pela enzima 
carnitina acil-transferase II. A enzima carnitil-acil transferase I é inibida por alta concentração de malonil-
CoA (precursor da síntese de ácidos graxos), por alta concentração de acetil-coA no citosol e alta 
concentração de ATP, sinalizando que os ácidos graxos não precisam entrar na mitocôndria para serem 
oxidados e gerarem ATP. Esta enzima é que regula a beta-oxidação de ácidos graxos. 
Oxidação de ácidos graxos: β-oxidação, 
ciclo de Krebs, cadeia mitocondrial de 
transporte de elétrons e síntese de ATP. 
 
Estágio 1 - A cadeia hidrocarbonada de ácidos graxos 
é oxidada de dois em dois carbonos, à partir da 
extremidade acetil, liberando acetil-CoA. Este 
processo é denominado de β-oxidação de ácidos 
graxos. 
 
Estágio 2 – Os grupos acetil são oxidados a CO2 
através das reações do ciclo de Krebs. 
 
Estágio 3 – elétrons derivados de reações de 
oxidação nos estágios 1 e 2 são transportados para o 
O2 via cadeia transportadora de elétrons mitocondrial, 
liberando energia para síntese de ATP através do 
processo da fosforilação oxidativa. 
Referência – Bioquímica - Lehninger 
β-oxidação de ácidos graxos - através da 
sequência de reações demonstradas ao lado, 
um resíduo acetil é removido do ácido graxo na 
forma de acetil-CoA. A cadeia de ácido graxo 
fica com dois átomos de carbono a menos e 
pode reiniciar a sequência de reações, até que 
todo o ácido graxo tenha sido convertido em 
unidades de acetil-CoA. 
Referência – Bioquímica - Lehninger 
RENDIMENTO ENERGÉTICO 
 
oxidação de uma molécula do ácido graxo Palmítico (16 CARBONOS) 
 
a) Uma volta pelo ciclo da β –oxidação 
Palmitotil-CoA + CoA + FAD + NAD+ + H2O miristoil-CoA + acetil-CoA + FADH2 + NADH + H
+ 
 (16 carbonos) (14 carbonos) (2 carbonos) 
 
b) Oxidação total do ácido graxo = sete voltas pelo ciclo da β –oxidação 
Palmitotil-CoA + 7CoA + 7FAD + 7NAD+ 7H2O 8acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H
+ 
 (16 carbonos) (2 carbonos) 
 
 
Considerando 3ATP para cada NADH e 2ATP para cada FADH2 
8 acetil-CoA (no ciclo de Krebs) = 8 x 12 ATP = 96 ATP 
7 FADH2 (na cadeia respiratória) = 7 x 2 ATP = 14 ATP 
7 NADH (na cadeia respiratória) = 7 x 3 ATP = 21 ATP - total de 131 ATP 
 
 
Considerando informações mais recentes, aonde a oxidação de 1 FADH2 resulta 1,5 
ATP e um NADH, 2,5 ATP, o rendimento energético da oxidação completa do ácido 
palmítico resultaria em 108 ATP. 
Referência – Bioquímica - Lehninger 
Ácido graxo β-oxidação acetil-CoA ciclo Krebs CO2 + H2O + energia 
Síntese de corpos cetônicos no fígado e utilização nos tecidos periféricos - Em 
situação de jejum ou baixa concentração de glicose plasmática ocorre a síntese de corpos 
cetônicos no fígado, a partir do catabolismo de ácidos graxos e aminoácidos. 
Os corpos cetônicos são oxidados pelos tecidos extra-hepáticos, resultando em energia através 
do ciclo de Krebs. 
Corpos cetônicos no plasma sanguíneo = cetose 
Síntese de corpos cetônicos 
HO 
+ H+ 
HO 
+ H+ 
pK 3,5 
pK 4,7 
Formação de corpos cetônicos à partir de acetil-CoA - Normalmente, a síntese de corpos cetônicos 
é relativamente baixa. Quando acumula acetil-CoA (por exemplo no diabetes hiperglicêmico ou em baixa 
concentração de glicose) a enzima tiolase catalisa a condensação de 2 moléculas de acetil-CoA 
formando acetoacetil-CoA, que, em seguida deriva os três compostos denominados de corpos cetônicos 
(acetoacetato, acetona e β-hidroxibutirato). As reações de síntese de corpos cetônicos ocorrem na 
matriz de mitocôndrias hepáticas. O HMG-CoA é também um intermediário na síntese de esterol. 
No pH do plasma sanguíneo, os corpos cetônicos dissociam, liberando H+ e podendo acarretar acidose 
metabólica (cetoacidose) 
Regulação coordenada da síntese e consumo de ácidos graxos – Quando carboidratos são 
fornecidos pela dieta, a oxidação de ácidos graxos não é necessária. Duas enzimas regulam o processo: a 
acetil-CoA carboxilase (ACC = primeira enzima da síntese de ácido graxo) é ativada, direcionando o processo 
para a síntese de ácido graxo e a enzima carnitina acil transferase I é inibida, limitando o transporte de ácido 
graxo para a matriz mitocondrial e,consequentemente, inibindo a oxidação dos mesmos. A ingestão de alta 
concentração de carboidrato e consequente aumento do nível de glicose no sangue desencadeia a síntese de 
insulina que ativa a ACC. A ACC ativa a formação de malonil-CoA (primeiro intermediário da síntese de ácido 
graxo) e a malonil-CoA inibe a carnitina acil-transferase I, prevenindo a entrada e oxidação de ácido graxo na 
matriz mitocondrial. Quando diminui o nível de glicose sanguínea, o glucagon ativa a proteína quinase-
dependente de AMPc (PKA), que inativa a ACC. A concentração de malonil-CoA diminui e ácido graxo pode 
entrar na matriz mitocondrial, aonde será oxidado. Devido o glucagon estimular a mobilização de ácidos 
graxos do tecido adiposo, ocorre aumento de ácido graxo no sangue facilitando a obtenção de energia devido 
à oxidação mitocondrial hepática destes compostos. 
Regulação da síntese de triglicerídeos pela insulina – A 
insulina estimula a conversão de carboidratos e aminoácidos da dieta 
para ácidos graxos. Em baixa concentração de insulina (por exemplo no 
diabetes) diminui a síntese de ácido graxo e o acetil-CoA resultante do 
catabolismo de carboidratos e aminoácidos é convertido em corpos 
cetônicos. 
Biossíntese de colesterol 
Regulação do balanço da síntese e captação de colesterol da dieta - Glucagon promove 
a fosforilação e consequente inativação da HMG-CoA redutase (enzima da síntese de colesterol 
endógeno). Insulina promove a desfosforilação e ativação da mesma enzima.