GASTO ENERGÉTICO TUTORIA -PBL

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Maria Eduarda Rodrigues Souza 830925
TUTORIA – PROBLEMA 3.
1.Descrever a obtenção de energia a partir da oxidação dos ácidos graxos (descrever desde a lipólise, transporte na corrente sanguínea, no citoplasma e na mitocôndria até a oxidação).
Os lipídios da dieta humana, absorvidos no intestino, e aqueles sintetizados endogenamente são distribuídos aos tecidos pelas lipoproteínas plasmáticas, para utilização ou armazenamento. Triacilgliceróis são os lipídios dietéticos mais abundantes e constituem a forma de armazenamento de todo o excesso de nutrientes. São a maior reserva energética do organismo, perfazendo, em média 20% do peso corpóreo. São compostos mais reduzidos que os carboidratos, sua oxidação apresenta rendimento maior : 9kcal/g, enquanto a oxidação de carboidratos produz 4kcal/g. Os triacilgliceróis são armazenados nas células adiposas, sob forma anidra, e podem ocupar a maior parte do volume celular.
A oxidação de carboidratos produz, aproximadamente 2,5 vezes menos energia que a oxidação de lipídios.
DEGRADAÇÃO DE TRIACILGLICERÓIS
A mobilização do depósito de triacilgliceróis é iniciada por ação da lipase hormônio-sensível dos adipócitos (sujeita a regulação hormonal; hormônios: catecolaminas, glucagon, hormônio do crescimente, corticosteróides entre outros). A enzima catalisa a remoção de um ácido graxo do triacilglicerol; outras lipases completam o processo de hidrólise dos triacilgliceróis a glicerol e ácidos graxos: 
O glicerol não pode ser reaproveitado pelos adipócitos, que não tem glicerol quinase, sendo então liberado na circulação. No fígado e outros tecidos, por ação desta quinase, é convertido a glicerol 3-fosfato, que pode ser transformado em diidroxiacetona fosfato um intermediário da glicólise ou da gliconeogênese.
Os ácidos graxos liberados dos adipócitos são transportados pelo sangue ligados á albumina e utilizados pelos tecidos, incluindo fígado e músculos, como fonte de energia; o tecido nervoso e as hemácias são exceções, porque obtêm energia exclusivamente a partir da degradação de glicose. Triacilgliceróis da dieta, transportados pelos quilomícrons são hidrolisados pela lipase proteica (enzima extracelular, que fica ancorada no endotélio dos capilares dos tecidos extra-hepáticos). Os produtos finais da hidrólise, como no caso da lipase dos adipócitos são glicerol e ácidos graxos que se tornam disponíveis para as células. Os remanescentes dos quilomícrons empobrecidos de triacilgliceróis e proporcionalmente enriquecidos de colesterol, são retirados da circulação pelo fígado, por endocitose. 
Os ácidos graxos mobilizados do tecido adiposo ou provenientes da dieta, são oxidados por uma via que se processa no interior das mitocôndrias. 
DEGRADAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS: ATIVAÇÃO, TRANSPORTE E OXIDAÇÃO
Para sua oxidação, os ácidos graxos são ativados e transportados para a matriz mitocrondrial.
Para ser oxidado, o ácido graxo é primeiramente convertido em uma forma ativada, neste caso, uma acil-CoA. Esta etapa prévia é catalisada pela acil-CoA sintetase, associada à membrana externa da mitocôndria.
As acil-CoA, como a acetil-CoA, são compostos ricos em energia. Sua ligação tioéster é formada a custa da energia derivada de uma ligação anidrido fosfórico por clivagem do ATP em adenosina monofosfato (AMP) e pirofosfato. O pirofosfato é hidrolisado a dois fosfatos inorgânicos numa reação irreversível, o que torna o processo de ativação do ácido graxo a acil-CoA também irreversível.
A membrana interna da mitocôndria é impermeável a acil-CoA, mas os grupos acila podem ser introduzidos na mitocôndria, quando ligados à carnitina. Este composto (carnitina) é sintetizado a partir de a.a e amplamente distribuídos nos tecidos animais e vegetais, sendo especialmente abundante em músculos. A ligação reversível do grupo acila á carnitina é catalisada pela carnitina-acil transferase. Existem duas isoformas da enzima, denominadas I e II, que se localizam nas faces externa e interna da membrana interna da mitocôndria, respectivamente.
O transporte de grupos acila acontece em 4 etapas:
	Na face externa da membrana, a carnitina-acil transferase I transfere o grupo acila da coenzima A para a carnitina.
	A acil-carnitina resultante é transportada através da membrana interna por uma translocase específica.
	Na face interna, a carnitina-acil transferase II doa o grupo acila da acil-carnitina para uma coenzima A da matriz mitocondrial, liberando a carnitina.
	A carnitina retorna ao citosol plea mesma translocase. Deste modo, o grupo acila dos ácidos graxos atinge o interior da mitocôndria, onde ocorre sua oxidação.
Na β-oxidação, a acil-CoA é oxidada a acetil-CoA, produzindo FADH2 e NADH
A acil-CoA presente na matriz mitocondrial é oxidada por uma via denominada β-oxidação, porque promove a oxidação do carbono β do ácido graxo, ou ciclo de Lynen. Esta via consta de uma série cíclica de quatro reações, ao final das quais a acil-CoA é encurtada de dois carbonos, que são liberados sob a forma de acetil-CoA, com produção de FADH2 e NADH. Reações e enzimas:
	Oxidação da acil-CoA a uma enoil-CoA de configuração trans à custa da conversão de FAD a FADH2, a única reação irreversível da via. Enzima: acil-CoA desidrogenase.
	Hidratação da dupla ligação, produzindo o isômero L de uma β-cetoacil-CoA. Enzima: enoil-CoA hidratase.
	Oxidação do grupo hidroxila a carbonila, resultando uma β-cetoacil-CoA e NADH. Enzima: β-hidroxiacil-CoA desidrogenase.
	Cisão da β-cetoacil-CoA por reação com uma molécula de CoA, com formação de acetil-CoA e uma acil-CoA com dois carbonos a menos; esta acil-CoA refaz o ciclo várias vezes, até ser totalmente convertida a acetil-CoA. Enzima: tiolase.
A oxidação dos ácidos graxos ocorre também no peroxissomos.
Peroxissomos
	Organelas citoplasmáticas, envoltas por membrana única, presente em todas as células eucarióticas.
	Degradação de ácidos graxos
	Outras funções.
A via de β-oxidação peroxissômica tem semelhanças e diferenças com a β-oxidação mitocondrial, sendo catalisada por enzimas específicas.
Nos mamíferos, a oxidação de ácidos graxos ocorre nas mitocôndrias, peroxissomos e retículo endoplasmático.
	Mitocôndrias: β-oxidação de ácidos graxos de cadeia linear curta, média e longa.
	Peroxissomos: a β-oxidação peroxissômica promove o encurtamento de ácidos graxos de caneia linear muito longa, ácidos graxos ramificados, ácidos graxos dicarboxílicos e da cadeia lateral de intermediários da síntese de ácidos biliares.
	Retículo endoplasmático: via de menor importância, a ω-oxidação; nesta via catalisada pelo sistema do citocromo P450, o carbono ω é oxidado, originando ácidos graxos dicarboxílicos, que são substratos da β-oxidação peroxissômica.
Os ácidos graxos de cadeia muito longa são transportados por uma permease, sem auxílio da carnitina, para o interior dos peroxissomos, onde são convertidos nas respectivas acil-CoA. A primeira etapa da oxidação, é a transformação das acil-CoA muito longas nas respectivas trans-Δ2-enoil-CoA, com redução de FAD, catalisada por uma flavoproteína. Na flavoproteína mitocondrial, a acil-CoA desidrogenase, os elétrons do FADH2 são entregues à cadeia de transporte de elétrons, gerando ATP, na reação promovida pela enzima peroxissômica, a acil-CoA oxidase, os elétrons do FADH2 são transferidos diretamente ao oxigênio, que é reduzido a água oxigenada:
NO FÍGADO, A ACETIL-CoA PODE SER CONVERTIDA A CORPOS CETÔNICOS, OXIDADOS NOS TECIDOS EXTRA-HEPÁTICOS.
Durante o jejum, o fígado é inundado com ácidos graxos mobilizados do tecido adiposo. Como resultado, eleva-se a acetil-CoA hepática produzida principalmente pela degradação de ácidos graxos, e a acetil-CoA inibe a piruvato desidrogenase e ativa a piruvato carboxilase. O oxalacetato produzido é usado pelo fígado na gliconeogênese, mais do que no ciclo do ácido cítrico. Portanto, a acetil-CoA
é canalizada para a síntese de corpos cetônicos.
	Síntese de 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA: primeira etapa da síntese, formando acetoacetil-CoA, ocorre pela reversão da reação da tiolase, enzima da oxidação de ácidos graxos. A HMG-CoA sintase mitocondrial combina uma terceira molécula de acetil-CoA com acetoacetil-CoA para produzir HMG-CoA. A HMG-CoA-sintase é a etapa limitante na síntese de corpos cetônicos e ocorrem em quantidades significantes somente no fígado.
	Síntese de corpos cetônicos. O HMG CoA é clivado para produzir acetoacetato e acetil-CoA. O acetoacetato pode ser reduzido para formar 3-hidroxibutirato, utilizando NADH como doador de hidrogênio. O acetoacetato pode também sofrer descarboxilação espontânea no sangue, formando acetona. O equilíbrio entre acetoacetato e 3-hidroxibutirato é determinado pela razão NAD+/NADH. Uma vez que essa relação encontra-se reduzida durante a oxidação dos ácidos graxo, a síntese de 3-hidroxibutirato é favorecida.
CETÓLISE: Utilização dos corpos cetônicos pelos tecidos periféricos
Embora o fígado sintetize constantemente níveis baixos de corpos cetônicos, sua produção torna-se muito mais significativa durante o jejum, quando eles são necessários para produzir energia nos tecidos periféricos. Desse modo os tecisos extra-hepáticos, incluindo o encéfalo e excluindo células sem mitocôndria, oxidam eficientemente o acetoacetato e o 3-hidroxibutirato. O fígado, ao contrário, embora produza corpos cetônicos, não possui a enzima tiofosforase e é incapaz de usar corpos cetônicos como combustível.
PRODUÇÃO EXCESSIVA de corpos cetônicos no diabetes melito.
Quando a velocidade de formação de corpos cetônicos é maior do que a velocidade do seu consumo, seus níveis começam a aumentar no sangue (cetonemia) e, por fim, na urina (cetonúria). Condições mais observadas em casos não controlados de diabete melito do tipo 1 (dependente de insulina). Nesses indivíduos a alta degradação de ácidos graxos produz quantidades excessivas de acetil-CoA. Essas condições forçam o excesso de acetil-CoA para a rota da síntese de corpos cetônicos. Um sintoma frequente da cetoacidose diabética é o odor frutado na respiração, resultante da alta produção de cetona. O aumento da concentração de corpos cetônicos no organismo resulta em acidemia.
A excreção de corpos cetônicos e glicose na urina resultam na desidratação do organismo. Assim o aumento do número de H+ na circulação e a diminuição do volume plasmático podem causar acidose grave.
2. Descrever o processo de obtenção de energia através da cadeia transportadora de elétrons.