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1 Oxidação dos combustíveis celulares: LIPÍDIOS 2 Funções dos lipídios Armazenamento de energia gorduras e óleos; Elementos estruturais membranas biológicas fosfolipídios e esteróis; Co-fatores enzimáticos; Transportadores de elétrons; Hormônios; Mensageiros intracelulares; Pigmentos; Ancoras hidrofóbicas. 3 TRIACILGLICEROL ApolaresHidrofóbicos 4 Lipídeos Simples 5 6 TAG armazenados como gotículas de gordura nos adipócitos reserva energética. Plantas óleos nas sementes, energia e precursores biossintéticos na germinação. Lipases hidrolisam TAG liberando AG para serem transpotados até os tecidos. Depósitos gordurosos nas células 7 Vantagens em usar TAG como combustível armazenado Sua oxidação fornece mais do que o dobro de energia, em relação ao mesmo peso de carbohidrato; - Cadeias alquilas altamente reduzidas Não contém o peso extra como água de hidratação; Tecido adiposo necessidade energética durante meses; Glicose e glicogêniofonte rápida de energia metabólica. 8 Digestão, mobilização e transporte dos ácidos graxos Fontes de ácidos graxos: Ingeridas na alimentação; Armazenadas na forma de gotículas gordurosas: tecido adiposo; Sintetizadas em um órgão para serem exportadas para outro: fígado excesso de carboidratos em gorduras exporta para outros tecidos. TAG fornecem mais da metade das necessidades energéticas do fígado, coração e músculo esquelético em repouso. 9 Gorduras da dieta absorção: INTESTINO DELGADO 10 Mobilização dos triacilgliceróis do tecido adiposo: EPINEFRINA E GLUCAGON níveis baixos de glicose no sangue. Ativação da lipase de TAG hormônio-sensível liberação de ácidos graxos e glicerol. Ácidos graxos Albumina (sangue) tecidos alvos. 11 Energia dos TAG: - 95% três ácidos graxos - 5% glicerol Entrada do glicerol na via glicolítica 12 Os AG no citosol são ativados e transportados para o interior das mitocôndrias. Isoenzimas presentes na membrana mitocondrial externa Oxidação dos ácidos graxos ocorre na matriz mitocondrial. 3 reações enzimáticas Primeira reação: AG são ativados por ligação a Coenzima A formando um ACIL- CoA GRAXO em uma reação catalisada pelas ACIL- CoA SINTETASES 13 ÁCIDO GRAXO + CoA + ATP ACIL-CoA graxo + AMP + 2Pi G’°= -34 kJ/mol 14 Acil-CoA graxos são transportados para a matriz mitocondrial como acil graxo-carnitina: 16 H3C N CH2 CH CH2 CH3 CH3 OH COO + R C SCoA O+ H3C N CH2 CH CH2 CH3 CH3 O COO + C R O + HSCoA carnitine fatty acyl carnitine Carnitine Palmitoyl Transferase Carnitina aciltransferase Acil-graxo carnitina 17 Oxidação mitocondrial dos AG ocorre em três estágios: Estágio 1: -OXIDAÇÃO -remoção oxidativa de sucessivas unidades de 2 CAcetil-CoA. Estágio 2: -Acetil-CoA oxidado até CO2 ciclo do ácido cítrico. Estágio3: - e- provenientes dos estágios 1 e 2 cadeia respiratória mitocondrial O2 Fosforilação oxidativa ATP. 18 -OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS Processo repetitivo de 4 reações catalisadas por enzimas. Relativa estabilidade das ligações C-C vai ser sobrepujada pela ligação da Coenzima A, que permite a oxidação passo a passo do grupo acil-graxo na posição C-3, posição . 20 1° passo: - Desidrogenação do acil-CoA formando trans-2- enoil-CoA pela ACIL-CoA DESIDROGENASE C C C H C C H C N C C N N C NH C H3C H3C O O CH2 HC HC HC H2C OH O P O P O O O- O O- Ribose OH OH Adenine C C C H C C H C N C C H N N H C NH C H3C H3C O O CH2 HC HC HC H2C OH O P O P O O O- O O- Ribose OH OH Adenine FAD FADH2 2 e + 2 H + dimethylisoalloxazine FAD receptor de e- 21 2° passo: - Hidratação do trans-2- enoil-CoA formando -hidroxiacil- CoA pela ENOIL-CoA HIDRATASE 22 3° passo: - Desidrogenação do -hidroxiacil-CoA a -cetoacil-CoA pela -HIDROXIACIL-CoA DESIDROGENASE NAD receptor de e-NADH desidrogenase 23 4° passo: - Tiólise do -cetoacil-CoA liberando acetil-CoA e acil-CoA pela ACIL-CoA ACETILTRANSFERASE (C14) ACIL-CoA (miristoil-CoA) ACETIL-CoA 24 Miristoil-COA (C14) Acetil-CoA 7 passagens pela seqüência oxidativa para oxidar o palmitoil-CoA (16 C) 8 ACETIL-CoA Reação para uma passagem pelo ciclo de β-oxidação: Palmitoil-CoA + CoA + FAD + NAD+ + H2O miristoil-CoA + acetil- CoA + FADH2 + NADH + H+ 25 Palmitoil CoA + 7CoA + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O 8 acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH +7 H+ Reação global: FADH2 1 par de e- para ETF na CR 1,5 ATP NADH 1 par de e- para Complexo I na CR2,5 ATP 4 ATP Em uma passagem pela seqüência da b-oxidação Palmitoil CoA + 7CoA + 28 Pi + 28ADP 8 acetil-CoA + 28ATP +7H2O 26 Ciclo do ácido cítrico + fosforilação oxidativa: 8 acetil-CoA +16O2+ 80 Pi + 80ADP 8CoA + 80ATP +16CO2 1 Acetil-CoA oxidada no ciclo do ácido cítrico: 3 NADH, 1 FADH2 e 1 ATP 10ATP. 8 Acetil-CoA 80ATP Palmitoil-CoA + 23O2 + 108 Pi + 108ADP CoA+ 108ATP + 16CO2 + 23H2O Equação global final para oxidação completa do palmitoil-CoA em CO2 e H20 27 28 Oxidação dos ácidos graxos insaturados: Ác. Graxos possuem duplas ligações posição cis não sofrem a ação da enoil-CoA hidratase age apenas em ligações trans. Duas enzimas auxiliares: Enoil –CoA isomerase 2,4-dienoil-CoA redutase Ácido graxo monoinsaturado 29 Oxidação dos ácidos graxos com n° ímpar: Oxidados pela mesma via dos ácidos graxos com n° par de átomos de C. Ciclo do ácido cítrico Succinil-CoA Produto final: Acetil-CoA + propionil-CoA Via enzimática incomum 30 No fígado o acil-CoA graxo formado no citosol: – -oxidação pelas enzimas da mitocôndria; – Conversão em TAG e fosfolipídios pelas enzimas do citosol. Regulação da Beta oxidação Passo limitante da oxidação dos ácidos graxos 3 passos de transferência dos acil-CoA graxos do citosol para a matriz mitocôndrial Sempre que o animal esta bem suprido com carboidratos: aumenta [ Malonil-CoA ] e INIBE A CARNITINA ACILTRANSFERASE I; Decresce a oxidação dos AG Aumenta a síntese de TAG a partir da glicose em excesso e Corpos Cetônicos: Diabetes não tratado Diminuição da ingestão de alimentos
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