Aula 10 Metabolismo dos Lípideos Beta oxidação

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Profa Dra Carolina Viana
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Triacilgliceróis (triglicerídeos) – constituem a 
principal fonte de lipídeos da dieta (>90%) e são a principal 
forma de armazenamento de energia metabólica dos 
humanos.
-Oxidação
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 Armazenamento de energia
 Triacilgliceróis 
Vantagens Desvantagens
•Longas cadeias de 
alquila – estruturas com 
alta energia de oxidação;
•Extremamente insolúveis 
em água – não aumentam 
a osmolaridade do citosol;
•Inércia química
•Longas cadeias de 
alquila – necessidade de 
ativação através da 
ligação da coenzima A;
•Extremamente insolúveis 
em água – necessidade 
de emulsificação antes de 
serem digeridos pelas 
enzimas intestinais;
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Fontes de Ácidos Graxos 
Alimentação
Gorduras 
armazenadas 
nas células
Gorduras 
sintetizadas em 
órgãos
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Os ácidos graxos são oxidados durante:
• O jejum alimentar
• A inanição
• O exercício físico
• O diabete não tratado
Momento Metabólico da Oxidação de 
Ácidos Graxos
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Digestão e Absorção dos Lipídeos
8WF
Digestão, Absorção, Mobilização
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Mobilização dos Lipídeos
A liberação de ácidos graxos a partir dos 
triacilglicerídeos presentes nos adipócitos é 
controlada por hormônios (adrenalina e 
glucagon). 
Glicerol
+
Ácidos Graxos
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Mobilização dos Lipídeos
Ácidos graxos saem dos adipócitos 
e vão para o sangue onde se ligam 
à albumina ou soroalbumina para 
serem transportados.
Tecidos onde servirão 
como combustível
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Glicerol (5%)
+
Ácidos Graxos (95%)
95%5%
ENERGIA DISPONÍVEL
Glicerol
Triose 
fosfato 
isomerase
Glicólise
CH2OH
CH2OH
HO C H
ATP
ADP
Glicerol 
quinase
NAD+
NADH
Gliceraldeído 
3-fosfato 
desidrogenase + H
+
Dihidroxiaceto
na fosfato
CH2OH
CH2 O P O
O C O
O
L-glicerol 
3-fosfato
CH2 O P O
CH2OH
HO C H O
O
Gliceraldeído 
3-fosfatoHO – C H
CH2 O P O
C
OH
O
O
Jejum ou exercício
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Ácidos graxos com menos 
que 10 carbonos atravessam 
a membrana mitocondrial 
interna como ácidos graxos 
livres. São ativados na matriz 
mitocondrial formando 
ésteres de acil-CoA.
Existem, nas membranas 
mitocondriais, dois tipos de 
transporte para ácidos 
graxos. Um saturável (ligado 
a transporte de sódio) 
dependente de ATP e um 
outro não saturável.
Ácidos graxos com mais que 
10 carbonos atravessam a 
membrana mitocondrial interna 
com o auxílio de um sistema 
de transporte especial.
Ativação dos ácidos graxos
Face interna da 
membrana 
mitocondrial 
externa, 
retículo 
endoplamático e 
peroxissomos
Existem 
diferentes 
isosimas da 
acil-CoA 
sintase: 
cadeia curta, 
média e longa
O – P – O – P – O – P – O – Adenosina ATP
O O O
O O O
Acil-CoA 
sintase
R - C
O
O
R - C
O
O
O
O
O
P Adenosina
CoA - SH
..
AMP
R - C
O
SCoA
O – P – O – P – O 
O O
O O
Acil-adenilato 
ligado à enzima
Acil-CoA 
sintase
pirofosfato 
inorgânico
Pirofosfato
2Pi
Acil-CoA
Pirofosfatase
Go’= - 19kJ/mol
Go’= - 15kJ/mol
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Ativação e transporte para a mitocôndria 
dos ácidos graxos
1 – Passagem do acil-CoA do espaço 
intermembrana para a matriz.
18WF
Ativação e transporte para a mitocôndria 
dos ácidos graxos
2 – Na matriz o grupo acil-graxo é transferido 
enzimaticamente da carnitina para a CoA-
SH mitocondrial 
A degradação do acil-CoA 
graxo pela -oxidação ocorre 
em quatro reações 
1. Formação de uma dupla ligação trans -
 por meio da desidrogenação, pela 
flavoenzima acil-CoA desidrogenase
2. Hidratação da ligação dupla pela enoil-
CoA hidratase
3. Desidrogenação dependente de NAD+ 
do -hidroxiacil CoA pela 3-L-hidroxiacil 
CoA desidrogenase, formando -cetoacil 
CoA correspondente
4. Clivagem da ligação C-C em reação de 
tiólise com CoA, catalisada pela -ceto 
acil-CoA tiolase, formando acetil-CoA e 
um novo acil-CoA com 2 carbonos a 
menos
A MAIOR PARTE 
DA ENERGIA 
PRODUZIDA É 
TRANSPORTADA 
PELOS 
EQUIVALENTES 
DE REDUÇÃO
21WF
Reações
-Oxidação
(C16) R CH2 CH2 CH2 C
O
S CoA
(C16) R CH2 C C C
O
S CoA
H
H
FAD
FADH2
H2O
(C16) R CH2 C CH2 C
O
S CoA
H
OH
NAD+
NADH + H+
(C16) R CH2 C CH2 C
O
S CoA
O
acil-CoA
desidrogenase
Palmitoil-CoA
enoil-CoA
hidratase
trans-2-enoil-CoA
-hidroxiacil-CoA
desidrogenase
L--hidroxiacil-CoA
-cetoacil-CoA
22WF
Reações
-Oxidação
CoA-SH
(C16) R CH2 C CH2 C
O
S CoA
O
acil-CoA
acetiltransferase
-cetoacil-CoA
(C14) Acil-CoA
miristoil-CoA
Acetil-CoA
(C14) R CH2 C
O
S CoA + CH3 C
O
S CoA
C14
C12
C10
C8
C6
C4
Acetil-CoA
Acetil-CoA
Acetil-CoA
Acetil-CoA
Acetil-CoA
Acetil-CoA
Acetil-CoA
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Outras Rotas
-Oxidação 
Destinos da Acetil-CoA
Acetil-CoA
Ciclo de Krebs Corpos Cetônicos
O destino metabólico da acetil-CoA originada da 
oxidação de ácidos graxos depende do momento 
metabólico e do tecido. 
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Oxidação dos Ácidos Graxos
Estágio 1 Estágio 2
Estágio 3
O acetil-CoA formado em 
cada volta entra no ciclo 
de Krebs para ser oxidado 
ou acumula na 
mitocôndria, levando à 
formação de corpos 
cetônicos.
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Conservação de energia
-Oxidação
Palmitoil-CoA+7CoA+7FAD+7NAD+7H2O 
 8 Acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+
8 x 10 ATP 7 x 1,5 ATP 7 x 2,5 ATP
 28 ATP
 80 ATP TOTAL: 108 ATP
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27WF
-Oxidação 
Os eritrócitos não possuem mitocôndria, 
logo não podem oxidar ácidos graxos via 
oxidação 
O cérebro não utiliza os ácidos graxos 
como combustível energético, pois estes 
não passam com eficiência a barreira 
hemato-encefálica 
Tecidos que Não Utilizam a -Oxidação
Os adipócitos não oxidam ácidos graxos 
para obtenção de energia 
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Insaturados
-Oxidação
1
C
O
S CoA
18
9
CoAS
O
C
HH
C
O
S CoA
H
H
C
O
S CoA
OH
-oxid. (3 ciclos) Oleoil-CoA
3 Acetil-CoA
enoil-CoA isomerase
enoil-CoA hidratase (-oxid.)
-oxid.
(5 ciclos)
cis-3-dodecenoil-CoA
L--hidroxidecanoil-CoA
trans-2-dodecenoil-CoA
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Insaturados
-Oxidação
-oxid. (3 ciclos)
Linoleoil-CoA
cis-9, cis12
3 Acetil-CoA
enoil-CoA isomerase
-oxid (1 ciclo+1 oxid. do segundo)
-oxid.
(4 ciclos)
cis-3, cis-6 -enoil-CoA
1
18
9
CoAS
O
C12
3 C
O
S CoA
6
C
O
S CoA
1
2
3
4
5 trans-2, cis-6 -enoil-CoA
4
3 C
O
S CoA
2
1
5
trans-2, cis-4 -enoil-CoA
Acetil-CoA
NADP+
NADPH + H+
5
4
3 1
2
C
O
S CoA trans-3-enoil-CoA
C
O
S CoA2
13
4
5
enoil CoA isomerase
trans-2-enoil-CoA
2,4 dienoil CoA redutase
30WF
Oxidação de ácidos graxos com número 
ímpar de carbonos
 Geram no final da oxidação ao invés de acetil-
CoA, uma molécula de propionil-CoA.
31WF
Regulação da Oxidação dos Ácidos 
Graxos
Acil-CoA graxo (citosol)
-oxidação na 
mitocôndria 
Triacilgliceróis e 
fosfolipídeos
Transporte de carnitina
Principal ponto de 
controle
32WF
Regulação da Oxidação dos Ácidos 
Graxos
Inibida pelo malonil-CoA (via de biossíntese dos 
ácidos graxos)
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A β-oxidação ocorre também nos 
peroxissomos e glioxissomos.
Dieta rica em gorduras
β-oxidação nos peroxissomos
Catabolismo até moléculas 
menores e exportação para 
mitocôndrias 
Oxidação completa
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A β-oxidação também ocorre nos 
peroxissomos e glioxissomos.
Peroxissomos e 
glioxissomos
Utilizam a β-oxidação 
para obtenção de 
intermediáriosbiossintéticos e não 
energia
35WF
Corpos Cetônicos
Corpos cetônicos – São ácidos produzidos a partir 
do acetil-CoA quando este encontra-se em excesso. 
Moléculas relacionadas a acetona.
Fo
rm
aç
ão
 d
e 
co
rp
os
 c
et
ôn
ic
o
s 
37WF
Corpos Cetônicos
Primeira reação do ciclo de Krebs
38WF
Corpos Cetônicos
 Quando ocorre deficiência de oxaloacetato haverá 
excesso de acetil-CoA devido a β-oxidação.
•Alimentação rica em gordura
•Estado de inanição 
•Diabete
β-oxidação Acetil-CoA
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Corpos Cetônicos
Estado de jejum
40WF
Onde ocorre a síntese de corpos 
cetônicos?
Nas mitocôndrias presentes no fígado
Coração
Rins
Cérebro
41WF
Conseqüências da produção excessiva 
de corpos cetônicos
Cetose CETOACIDOSE 
Perda excessiva de H+ na urina e 
excreção de Na+, K+ e H2O.
Coma
Desidratação
42WF
Resumo oxidação dos ácidos-graxos
•Os triglicerídeos obtidos através da dieta são 
emulsificados pelos sais biliares no intestino antes de 
serem absorvidos e transportados no sangue como 
quilomícrons.
•Os triacilgliceróis armazenados são mobilizados através 
da ação de hormônios e os ácidos graxos obtidos são 
transportados no sangue através da albumina sérica.
•Ácidos-graxos são ativados a acil-CoA e carreados para a 
mitocôndria pela carnitina através da ajuda das isoenzimas 
carnitina acil-transferases (I e II) localizadas na membrana 
mitocondrial.
43WF
• O acil-CoA é convertido em acetil-CoA através de várias 
etapas (desidrogenação, hidratação, desidrogenação e 
tiólise) que constituem a -oxidação.
•A oxidação de ácidos graxos insaturados requer duas 
enzimas extras: uma isomerase e uma redutase.
•O propionil-CoA gerado a partir de ácidos graxos de 
cadeia ímpar é convertido em succinil-CoA através de uma 
série de reações. O succinil-CoA pode seguir para o ciclo 
de Krebs
Resumo oxidação dos ácidos-graxos
44WF
• A -oxidação é regulada pela taxa em que o acil-CoA é 
transportado para a mitocôndria (carnitina aciltransferase I).
•A -oxidação também ocorre nos peroxissomos utilizando 
isoenzimas similares mas gera H2O2. 
•O excesso de acetil-CoA (metabolismo da glicose 
diminuído) pode ser convertido a corpos cetônicos no 
fígado e reconvertido em acetil-CoA nas células extra-
hepáticas.
Resumo oxidação dos ácidos-graxos
1. Degradação de 
proteínas rende 
aminoácidos 
gliconeogênicos
Proteínas Amino 
ácidos
Uréia
NH3
Glicose
Glicose 6-fosfato
Fosfoenolpiruvato AcetilCoA
Acidos graxos
3. Intermediários 
do ciclo do ácidos 
cítrico são 
desviados para a 
gliconeogênese
2. Uréia é 
exportada 
p/ os rins e 
excretada 
na urina
4. Glicose é 
exportada para 
o cérebro via 
corrente 
sangüínea
5. Ácidos graxos 
(importados do tecido 
adiposo) são oxidados 
como combustível 
produzindo acetil-CoA
8. Corpos cetônicos 
são exportados via 
corrente sagüínea 
p/ o cérebro onde 
são usados como 
combustível
7. Acúmulo de acetil-
CoA favorece a 
formação de corpos 
cetônicos
AcetoacetilCoA
Corpos cetônicos
6. Falta de oxaloacetato 
previne a entrada de 
acetil-CoA no ciclo do 
ácido cítrico
Hepatócito
Pi
Oxaloacetato
Citrato
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