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OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS Catabolismo dos Lipídeos • Também podem ser oxidados para liberar energia através da produção de acetil-CoA, NADH e FADH2. • Qualquer lipídeo? Lipídeos Triacilglireóis (triglicerídeos) – constituem a principal fonte de lipídeos da dieta (>90%) e são a principal forma de armazenamento de energia metabólica do homem. TRIACILGLICERÓIS Simples Mistos Quais as vantagens em usar triacilgliceróis como combustível armazenado, em lugar de polissacarídeos? Triglicerídeos – Vantagens energéticas •Longas cadeias de alquila – estruturas com alta energia de oxidação; •Extremamente insolúveis em água – não aumentam a osmolaridade do citosol; •Inércia química Triglicerídeos – Desvantagens energéticas •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. Metabolismo dos Lipídeos Glicose Lipídeos Catabolismo (oxidação) dos Lipídeos Oxidação dos ácidos graxos Fonte de energia prioritária para o coração e fígado. Fontes de Ácidos Graxos Alimentação Gorduras armazenadas nas células Gorduras sintetizadas em órgãos Digestão e Absorção dos Lipídeos Digestão e Absorção dos Lipídeos Sais biliares Sais biliares •Moléculas anfipáticas do tipo detergente que atuam na solubilização dos glóbulos de gordura e também na absorção dos produtos digeridos. •São derivados do COLESTEROL Digestão e Absorção dos Lipídeos Digestão e Absorção dos Lipídeos Sais biliares Lipases •Enzimas empregadas na hidrólise de lipídeos • Produz ácidos graxos e monoglicerídeos Digestão e Absorção dos Lipídeos Digestão e Absorção dos Lipídeos Sais biliares Quilomícrons Mobilização dos Lipídeos A liberação de ácidos graxos a partir dos triacilglicerídeos presentes nos adipócitos é controlada por hormônios (exemplo epinefrina e glucagon). Glicerol + Ácidos Graxos 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 Glicerol (5%) + Ácidos Graxos (95%) 95% 5% Entrada do Glicerol na Via Glicolítica 5% da energia Ácidos graxos com número de C < 8 – podem penetrar na mitocôndria Ácidos graxos com número de C > 8 – necessitam de transportadores. Para isso é necessário uma série de reações enzimáticas. Ativação e transporte para a mitocôndria dos ácidos graxos 1 - Ativação da molécula de ácido graxo – ponte tioéster entre a carboxila de um ácido graxo e a coenzima A (CoA-SH) – Acil-CoA. Acil-CoA graxo Ácido graxo Coenzima A •Existem enzimas específicas para cada tipo de ácido graxo (cadeia longa ou curta). uma amina que deriva dos aminoácidos lisina e metionina, estando presente em todas as mitocôndrias do corpo Ativação e transporte para a mitocôndria dos ácidos graxos 2 – Passagem do acil-CoA do espaço intermembrana para a matriz. Ativação e transporte para a mitocôndria dos ácidos graxos 3 – Na matriz o grupo acil-graxo é transferido enzimaticamente da carnitina para a CoA-SH mitocondrial Oxidação dos Ácidos Graxos Estágio 1 Estágio 2 Estágio 3 -oxidação Estágio 1 - β-oxidação Remoção oxidativa de unidades sucessivas de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA. Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono) Ácidos graxos com número par de átomos de carbono (mais encontrados na natureza), o produto final será acetil-CoA Ácido Palmítico (16:0) 8 moléculas de acetil-CoA Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono) Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono) Três isoenzimas existentes 12 a 14 C – VLCAD 4 a 14 C – MCAD 4 a 8 C – SCAD Todas possuem o FAD como grupo prostético Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono) Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono) Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono) Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono) Equação Geral tendo como exemplo o ácido palmítico (16C) Palmitoil-CoA + 7 CoA + 7 FAD+ 7 NAD+ + 7 H2O 8 acetil-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7H + Oxidação dos Ácidos Graxos Estágio 1 Estágio 2 Estágio 3 -oxidação ESTÁGIO 2 Estágio 2 – Ciclo de Krebs (oxidação do acetil-CoA) 8 Acetil-CoA + 24 NAD+ + 8 FAD + 8 GDP + 8 Pi + 16 H2O 16 CO2 + 8 CoA-SH + 24 NADH + 24 H + + 8 FADH2 + 8 GTP 8 Acetil-CoA + 16 O2 + 80 ADP + 80 Pi 16 CO2 + 8 CoA-SH + 80 ATP + 16 H2O Equação global final da oxidação completa do ácido palmítico (18C) Palmitoil-CoA + 23O2 + 108Pi + 108ADP CoA + 108ATP + 16CO2 + 23 H2O Oxidação de ácidos graxos insaturados Exemplo: Oleato (18:1 Δ9) Processo de ativação semelhante ao dos ácidos graxos saturados Oxidação de ácidos graxos insaturados Exemplo: Oleato (18:1 Δ9) Oxidação de ácidos graxos poliinsaturados Exemplo: Linoleato (18:2 Δ9, Δ12 ) Oxidação de ácidos graxos com número ímpar de carbonos • Geram no final da oxidação ao invés de acetil-CoA, uma molécula de propionil-CoA. Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos Acil-CoA graxo (citosol) -oxidação na mitocôndria Triacilgliceróis e fosfolipídeos Transporte de carnitina Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos Acil-CoA graxo (citosol) -oxidação na mitocôndria Triacilgliceróis e fosfolipídeos Transporte de carnitina Principal ponto de controle Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos Inibida pelo malonil-CoA (via de biossíntese dos ácidos graxos) Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos NADH/NAD+ Acetil CoA Corpos Cetônicos Corpos cetônicos – São ácidos produzidos a partir do acetil-CoA quando este encontra-se em excesso. Moléculas relacionadas a acetona. Corpos Cetônicos Primeira reação do ciclo de Krebs 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 Corpos Cetônicos Estado de jejum Síntese e exportação de corpos cetônicos? Onde ocorre a síntese de corpos cetônicos? FÍGADO Qual o destino dos corpos cetônicos? Nas mitocôndrias presentes no fígado Coração Rins Cérebro Utilização dos corpos cetônicos? D--Hidroxibutirato como combustível Consequências da produção excessiva de corpos cetônicos Cetose CETOACIDOSE Perda excessiva de H+ na urina e excreção de Na+, K+ e H2O. Coma Desidratação
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