Oxidação dos lipídeos

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Módulo III - Metabolismo dos Lipídeos
Aula 2 - Oxidação dos ácidos graxos
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR
INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA
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Catabolismo dos Lipídeos
Glicose
Lipídeos
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Catabolismo dos lipídeos
Também podem ser oxidados para liberar energia através da produção de acetil-CoA, NADH e FADH2.
Qualquer lipídeo?
Os lipídeos utilizados como fonte de energia são, principalmente, os triacilgliceróis e fosfolipídeos.
Esteróis (esteróides) não podem ser utilizados como fonte de energia.
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Catabolismo (oxidação) dos lipídeos
Ácidos graxos
Fonte de energia prioritária para o coração e fígado.
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Lipídeos
Triacilglireóis (triglicerídeos) – constituem a principal fonte de lipídeos da dieta (>90%) e são a principal forma de armazenamento de energia metabólica dos humanos.
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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
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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;
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Fontes de Ácidos Graxos 
Alimentação
Gorduras armazenadas nas células
Gorduras sintetizadas em órgãos
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Digestão e Absorção dos lipídeos
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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 serão utilizados como combustível
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Glicerol (5%)
+
Ácidos Graxos (95%)
95%
5%
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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).
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Ativação e transporte para a mitocôndria dos ácidos graxos
2 – Passagem do acil-CoA do espaço intermembrana para a matriz.
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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 
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Ácidos graxos com número de C < 12 – podem penetrar na mitocôndria
Ácidos graxos com número de C > 14 – necessitam de transportadores. Para isso é necessário uma série de reações enzimáticas.
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Oxidação dos Ácidos Graxos
Estágio 1
Estágio 2
Estágio 3
-oxidação
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Estágio 1 - β-oxidação
Remoção oxidativa de unidades sucessivas de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA.
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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 Esteárico (C18)
9 moléculas de acetil-CoA
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Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono)
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Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono)
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Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono)
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Estágio 1 - β-oxidação (ácidos graxos saturados e com número par de carbono)
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Equação Geral tendo como exemplo o ácido palmítico (16C)
Palmitoil-CoA + 7FAD + 7H2O + 7NAD+ + 7CoA 
8 acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+
N de Acetil-CoA = n/2
N de NADH = (n/2) -1
N de FADH2 = (n/2) -1
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Oxidação dos Ácidos Graxos
Estágio 1
Estágio 2
Estágio 3
-oxidação
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Equação global final da oxidação completa do ácido palmítico (16C)
Palmitoil-CoA + 23O2 + 108Pi + 108ADP CoA + 108ATP + 16CO2 + 23 H2O
Palmitoil-CoA + 7FAD + 7H2O + 7NAD+ + 7CoA 
8 acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+
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Oxidação de ácidos graxos monoinsaturados
Exemplo: Oleato (18:1 Δ9)
Processo de ativação semelhante ao dos ácidos graxos saturados
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Oxidação de ácidos graxos monoinsaturados
Exemplo: Oleato (18:1 Δ9)
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Oxidação de ácidos graxos poliinsaturados
Ex: Linoleato (18:2 Δ9, Δ12 )
Isomerase
Redutase
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Oxidação de ácidos graxos com número ímpar de carbonos
Geram no final da oxidação ao invés de acetil-CoA, uma molécula de propionil-CoA.
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Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos
Acil-CoA graxo (citosol)
-oxidação na mitocôndria 
Triacilgliceróis e fosfolipídeos
Transporte de carnitina
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Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos
Acil-CoA graxo (citosol)
-oxidação na mitocôndria 
Triacilgliceróis e fosfolipídeos
Transporte de carnitina
Principal ponto de controle
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Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos
Inibida pelo malonil-CoA (via de biossíntese dos ácidos graxos)
user - O malonil-CoA aumenta sempre que o nível de glicose aumenta. Isto porque em excesso de glicose a tendência é que haja síntese de ácidos graxos e não oxidação. Sendo assim, o malonilCoA, produto da síntese de ac graxo, inibe a carnitina acil transferase impedindo que os ácidso graxos entrem na mitocôndria para serem oxidados.
O excesso de glicose é convertido em ácido graxo citosólico.
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Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos
NADH/NAD+
Acetil CoA
user - Além da regulação anterior, outros passos na b-oxidação sofrem regulaçào.
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A β-oxidação também ocorre nos peroxissomos
Via similar à existente na mitocôndria
Principal local de -oxidação nos vegetais
user - Os peroxissomos também existem nas células animais.Porém, aos contrário das cel vegetais, a oxidação dos ac graxos não acontece de forma prioritária nesses compartimentos.
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A β-oxidação ocorre também nos peroxissomos
Outra diferença...
Nos peroxissomos a -oxidação é muito mais ativa para ácidos graxos de cadeia muito longa (ex. 26:0) e de cadeia ramificada.
user - O H2O2 formado é uma gente oxidante potente e perigoso. A catalase trabalha no sentido de decompô-la. A energia liberada nesta primeira etapa da quebra de ácidos graxos é dissipada na forma de calor.
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A β-oxidação ocorre também nos peroxissomos
Dieta rica em gorduras
β-oxidação nos peroxissomos
Catabolismo até moléculas menores e exportação para mitocôndrias 
Oxidação completa
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Corpos Cetônicos
Corpos cetônicos – São ácidos produzidos a partir do acetil-CoA quando este encontra-se em excesso. Moléculas relacionadas a acetona.
user - 
A acetona é exalada e o acetoacetato e hidroxibutirato são transportados pelo sangue para outros tecidos onde são convertidos em acetilCoA.
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Corpos Cetônicos
Primeira reação do ciclo de Krebs
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Corpos Cetônicos
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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
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Onde ocorre a síntese de corpos cetônicos?
Nas mitocôndrias presentes no fígado
Coração
Rins
Cérebro
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Conseqüências 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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