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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 * * Catabolismo dos Lipídeos Glicose Lipídeos * 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. * Catabolismo (oxidação) dos lipídeos Ácidos graxos Fonte de energia prioritária para o coração e fígado. * Lipídeos Triacilglireóis (triglicerídeos) – constituem a principal fonte de lipídeos da dieta (>90%) e são a principal forma de armazenamento de energia metabólica dos humanos. * 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; * Fontes de Ácidos Graxos Alimentação Gorduras armazenadas nas células Gorduras sintetizadas em órgãos * Digestão e Absorção dos lipídeos * 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 * Glicerol (5%) + Ácidos Graxos (95%) 95% 5% * * 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). * * 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 * 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. * 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 Esteárico (C18) 9 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) * 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 + 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 * Oxidação dos Ácidos Graxos Estágio 1 Estágio 2 Estágio 3 -oxidação * 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+ * Oxidação de ácidos graxos monoinsaturados Exemplo: Oleato (18:1 Δ9) Processo de ativação semelhante ao dos ácidos graxos saturados * Oxidação de ácidos graxos monoinsaturados Exemplo: Oleato (18:1 Δ9) * Oxidação de ácidos graxos poliinsaturados Ex: Linoleato (18:2 Δ9, Δ12 ) Isomerase Redutase * 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) 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. * Regulação da Oxidação dos Ácidos Graxos NADH/NAD+ Acetil CoA user - Além da regulação anterior, outros passos na b-oxidação sofrem regulaçào. * 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. * 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. * 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 * 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. * * Corpos Cetônicos Primeira reação do ciclo de Krebs * Corpos Cetônicos * 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 * Onde ocorre a síntese de corpos cetônicos? Nas mitocôndrias presentes no fígado Coração Rins Cérebro * 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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