Bioq 8 Metabolismo dos Lipídios

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Metabolismo dos Lipídios
Profa. Dra. Luciana Pietro 
O que são Gorduras?
São compostos orgânicos heterogêneos, de origem animal ou vegetal;
São insolúveis em água e facilmente solúveis em solventes orgânicos, como éter, hexano e outros;
São substâncias hidrofóbicas;
Vulgarmente conhecidos como gorduras (lipos: grego  gordura);
Forma uma interface entre o meio intracelular e o extracelular;
Funções
Armazenamento de energia; 
um grama de qualquer gordura produz 9 kcal de energia
Componentes de alguns sistemas enzimáticos; 
vitaminas lipossolúveis (K,A,D,E), 
lipoproteínas, 
alguns hormônios sexuais que dependem da existência de gordura para ter um funcionamento ideal.
Mensageiros extracelulares e intracelulares;
Ancoras para proteínas de membrana;
Têm funções hormonais (hormônios esteroides);
Atuam como isolantes térmicos
forma o tecido adiposo dos mamíferos para se protegerem contra o frio
Boa molécula para reserva: 
Tamanho reduzido: Baixa camada de solvatação
Quantidade de H vão servir de elétrons na cadeia transportadora de elétrons.
Absorção: 
diariamente ingerimos cerca de 25g-105g de triglicerídeos. 
outros lipídios também são ingeridos como fosfolipídios, o colesterol e as vitaminas lipossolúveis.
Armazenamento de ácidos graxos na forma de TG é o mais eficiente e quantitativamente mais importante do que o de carboidratos na forma de glicogênio. 
quando hormônios sinalizam a necessidade de energia metabólica, promove-se a liberação destes TG com o objetivo de convertê-los em ácidos graxos livres por lipases, os quais serão oxidados para produzir energia.
Os átomos de C dos ácidos graxos são mais reduzidos que os dos açúcares, e a oxidação de TG libera mais que o dobro de energia por grama do que a oxidação dos carboidratos
Classificação
São classificados de acordo com a natureza química em 2 grandes grupos:
Simples  ácidos graxos, óleos, gorduras e ceras
São compostos que por hidrólise dão origem somente a ácidos graxos e álcool; 
São divididos em:
Complexos  fosfolipídios, esteroides, glicolipídios
são compostos que apresentam outros grupos na molécula, além dos ácidos graxos e álcoois;
- Óleos e gorduras - ésteres de ácidos graxos e glicerol – Acilglicerois
- Ceras: ésteres de ácidos graxos e mono-hidroxiálcoois
Ácidos Graxos
São ácidos carboxílicos, com cadeia carbônica longa, com mais de 12 carbonos;
Os ácidos graxos nos organismos vivos geralmente contém um número par de átomos de carbono e não são ramificados;
A cadeia carbônica pode ser saturada ou insaturada;
Ácidos Graxos
Saturados
Monoinsaturados
Poliinsaturados
Cadeia curta
Cadeia longa
 C6-C12
 Babaçu
 Coco
 Palmiste
 Tucum
 Cuphea
 Óleos de 
amêndoas
 C14-C24
 Cacau
 Leite
 Banha
 Sebo
 Dendê
Ômega 9
 Oliva
Canola
 Açafrão
Girassol
Ômega 6
Ômega 3
 Linoléico
 Milho
 Algodão
 Soja
 Açafrão
Girassol
 Linolênico
 Linhaça
 Óleo de pescado
 Atum
 Macarel
 Salmão
 Arengue
Ácidos Graxos Saturados 
Não possuem duplas ligações; 
São geralmente sólidos à temperatura ambiente; 
Gorduras de origem animal são geralmente ricas em ácidos graxos saturados (carne bovina, porco, galinha, gema do ovo... ( principalmente produtos animais); óleo de coco, folhas de palmeiras);
Ácidos Graxos Insaturados 
Possuem uma ou mais duplas ligações sendo mono (uma ligação dupla) ou poliinsaturados (duas ou mais ligações duplas);
São geralmente líquidos à temperatura ambiente;
Os óleos de origem vegetal são ricos em Ácidos Graxos insaturados;
Não são facilmente sintetizados pelos tecidos animais;
Devem ser ingeridos através dos alimentos;
São essenciais ao organismo porque serve de matéria prima para a síntese de prostaglandinas;
Ácidos Graxos Insaturados de Importância Biológica
Ácidos Graxos Essenciais
Os ácidos graxos da classe C18:2 e C 18:3 são essenciais por que não podem ser sintetizados no organismo.
São necessários para a integridade das membranas biológicas
Para crescimento e reprodução;
Para a manutenção da pele sadia;
Digestão e Absorção de Lipídios
As células podem obter combustíveis de ácidos graxos de três fontes:
Gorduras consumidas na dieta
Gorduras armazenadas em células como gotículas de lipídios
Gorduras sintetizadas em um órgão para exportação a outro
Antes que os triacilgliceróis possam ser absorvidos através da parede intestinal, eles precisam ser convertidos de partículas de gordura macroscópicas insolúveis em micelas microscópicas 
Essa solubilização é realizada pelos sais biliares que atuam como detergentes biológicos
Quando a dieta contém mais AG que o necessário, o fígado converte em TG, que são empacotados como VLDL (lipoproteínas de baixa densidade), transportadas no sangue até o tecido adiposo e armazenados como gotículas lipídicas
Digestão e Absorção de Lipídios
As gorduras são emulsificadas no intestino delgado pelos sais biliares formando micelas mistas de triacilgliceróis.
Lipases intestinais hidrolisam os triacilgliceróis.
Os ácidos graxos são absorvidos na mucosa intestinal e reconvertidos em triacilgliceróis. 
Os Triacilgliceróis juntamente com o colesterol e as apoliproteinas formam o quilomícron.
Os quilomícrons migram para o sistema linfático, depois para a corrente sanguínea e seguem para os tecidos. 
Ativada pela APO-II a lipoproteína lipase libera ácido graxo e glicerol. 
Os ácidos graxos entram nos adipócitos ou miócitos.
Os ácidos graxos são oxidados como combustíveis ou reesterificados para a armazenagem.
Proteínas de ligação a lipídios no sangue, responsáveis pelo transporte de triacilgliceróis, fosfolipídios, colesterol e ésteres
Quilomícrons
Composição:
Apoliproteínas B-48, C-III e C-II
Triacilgliceróis
Colesterol
Fosfolipídios
Hormônios ativam a mobilização dos TG armazenados
1- ligação hormônio ao seu receptor
2 – ativação da adenilil-ciclase, que produz AMP-cíclico (cAMP)
3 – fosforilação da lipase 
4 – fosforilação das moléculas de perílipina
6, 7 e 8 – hidrólise dos TGs em AGs livres
9 – saída dos AGs livres do adipócitos e se ligam à albumina sérica
Cerca de 95% da energia biologicamente disponível dos TGs residem nas três cadeias longas de Ags
Apenas 5% são fornecidos pela porção glicerol
Glicerol
L-Glicerol-3-fosfato
Glicerol-cinase
ATP
ADP
Diidroxiacetona-fosfato
Gliceraldeido-3-fosfato
Glicólise
Triose-fosfato-isomerase
Glicerol-3-fosfato-desidrogenase
NAD+
NADH + H+
Transporte dos AGs 
Circuito da Carnitina
AGs com comprimento de cadeia de 12 carbonos ou menos entram na mitocôndria sem a ajuda de transportadores de membrana
AGs com 14 ou mais carbonos, que constituem a maioria dos AGs livres obtidos da dieta não conseguem passar diretamente
Circuito da Carnitina 
1ª Reação 
catalisada por isoenzimas presente na membrana mitocondrial externa
Acil-CoA-sintetase
Ácido graxo + CoA-SH + ATP 			 acil graxo CoA + AMP + PPi
2ª Reação
Ligação dos AGs destinados à oxidação mitocondrial ao grupo hidroxil da carnitina 
Formação de acil graxo-carnitina pela enzima carnitina-acil-transferase I na membrana externa
3ª Reação
Transferência do grupo acil graxo da carnitina para a coenzima A pela carnitina–acil-transferase II
Regeneração da acil-CoA e sua liberação junto com a carnitina para dentro da matriz
Retorno da carnitina ao espaço intramembrana por meio do transportador acil-carnitina
Oxidação dos AGs
Ocorre em 3 etapas
1ª Etapa – β-oxidação dos AGs
Os AGs de cadeia longa sofrem remoção oxidativa de sucessivas unidades de dois carbonos na forma de acetil-CoA
2ª Etapa
Os grupos acetil são oxidados a CO2, NADH e FADH2 através do ciclo do ácido cítrico.
3ª Etapa
Os elétrons provenientes das reações acima passam pela cadeia respiratória produzindo ATP.
	Na B-oxidação em cada um dos 4 passos um resíduo de acetil é removido na forma de acetil-CoA na extremidade carboxila da molécula de acido graxo.
Passo 1 - Desidrogenação: 
Depois de penetrar na matriz mitocondrial, o acil-CoA graxo
saturado sofre desidrogenação enzimática pela ação da acil-CoA desidrogenase, nos átomos de carbono α e β. Os hidrogênios retirados do acil-CoA graxo são transferidos para o FAD produzindo o FADH2. 
Passo 2 - Hidratação: 
uma molécula de água é adicionada à dupla ligação do trans-D2-enoil-CoA pela ação da enoil-CoA hidratase. 
Passo 3 - Desidrogenação: 
L-hidroxiacil-CoA é desidrogenado pela ação da b-cetoacil-CoA desidrogenase com NAD+ ligado.
Passo 4 - Tiólise: 
clivagem dependente de CoA pela tiolase B-cetoacil-CoA liberando 1 acetil-CoA e 1 acil-coA graxo. Esse acil – coA graxo participa novamente até que seja encurtado em 2 C.
Os elétrons removidos da acil graxo-CoA são transferidos para o FAD, e a forma reduzida da desidrogenase imediatamente doa seus elétrons a um transportador de elétrons da cadeia respiratória mitocondrial – flavoproteína de transferência de elétrons (ETF)
FADH2 gera 1,5 ATP
NADH + H+ gera 2,5 ATP
Resultado
4 moléculas de ATP para cada unidade de 2 carbonos removida em uma passagem pela sequencia
Β-Oxidação do Ácido Palmítico
O ácido palmítico, que é um ácido gordo de 16 carbonos, ele vai sofrer sete reações oxidativas perdendo em cada uma delas a forma de acil CoA-graxo e acetil-CoA. 
Formação do palmitoil-coA pela acil-coA sintase.
Desidrogenação e liberação de 1 FADH2 + acil-coA graxo, restando 14C. 
Hidratação pela enoil hidratase.
Desidrogenação pela hidroxiacil–coa, liberando 1 NADH.
Clivagem pela tiolase liberando acil-CoA graxo com 14C e acetil-CoA. 
O Acil-CoA graxo retorna e sofre as 4 reações totalizando 7 ciclos e liberando 8 acetil-CoA.
Β-Oxidação de Ácido Graxo Insaturados
Mais comum
Maioria dos AGs nos TGs e fosfolipídeos de animais e plantas é insaturada, com uma ou mais ligações
Duas enzimas auxiliares são necessárias para a β-oxidação dos AGs insaturados
isomerase 
hidratase
Oleato é um ácido graxo abundante com 18C e monoinsaturado
No primeiro estágio da oxidação o oleato é convertido em oleil-CoA e entra na membrana pelo transportador de carnitina.
O oleil-CoA passa por pelos 2 passos e quando é necessário ser hidratado pela enoil-hidratase, ela não o faz pois só age nas ligações tipo trans. 
Com a ação de uma isomerase este produto é convertido e em seguida ele sofre oxidação normal. 
Corpos Cetônicos
Durante a oxidação de ácidos graxos no fígado o acetil-CoA pode seguir 2 caminhos:
entrar no ciclo do ácido cítrico 
ser convertido em corpos cetônicos, isto é, acetona , acetoacetato e D-B-hidroxibutirato que são transportados para outros tecidos.
Indivíduos bem nutridos e saudáveis produzem corpos cetônicos em velocidades pequena. 
Pessoas em jejum prolongado ou diabetes não tratado produzem grandes quantidades de acetoacetato, de modo que seu sangue contenha grandes quantidades de acetona, que é toxico
A acetona é volátil e provoca um odor característico ao hálito, útil no diagnóstico do diabetes