Lipólise

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Hidrólise do triacilglicerol
O triacilglicerol pode ser hidrolisado, dando origem a glicerol e a três ácidos graxos. O transporte de glicerol para as outras células do corpo é diretamente no sangue (molécula solúvel), enquanto o transporte dos ácidos graxos é mediado pela albumina, que age como carreadora dele no sangue.
A hidrólise do triacilglicerol ocorre no adipócito e é feita por lipases que mediam cada uma das reações de retirada de ácidos graxos – portanto, três enzimas atuam. A principal é a lipase hormônio sensível (é modulada pela ação hormonal).
O glicerol pode ser aproveitado no fígado para a formação de diidroxiacetona-fosfato, por via de uma enzima chamada de glicerol quinase (inexistente no tecido adiposo). A DHAP é intermediária tanto da glicólise como da gliconeogênese.
Os ácidos graxos, por sua vez, serão oxidados nas mitocôndrias das células que os recebem, fornecendo coenzimas reduzidas para serem oxidadas na cadeia transportadora de elétrons.
Formação de acil-CoA e transporte para dentro da mitocôndria
O ácido graxo ao entrar na célula passa por uma reação catalisada pela acil-CoA sintetase, que transforma o ácido graxo em acil-CoA, com gasto de ATP.
Na primeira etapa, o ácido graxo recebe a coenzima A, formando uma ligação tioéster (via enxofre da CoA), tornando-se assim um acil-CoA. Para esse processo, é gasto um ATP que libera AMP e PPi (pirofosfato).
A segunda reação faz com que pirofosfato seja quebrado em dois fosfatos inorgânicos. Essa reação torna a reação geral irreversível.
R-COOH + H-CoA + ATP R-CO-SCoA + AMP + PPi
PPi 2Pi
O acil-CoA, no entanto, não é permeável à membrana interna da mitocôndria. O transporte dele para dentro ocorre por mediação de uma proteína chamada carnitina. O complexo enzimático que permite essas reações se chama carnitina-acil transferase – uma delas se localiza no mitosol, e a outra no espaço intermembranas.
A carnitina recebe o grupo acil formando acil-carnitina e liberando a coenzima A. A acil-carnitina é permeável à membrana plasmática, e entra.
Dentro do mitosol, ocorrem duas reações: a carnitina se desliga do grupo acil, e uma coenzima A se liga a ele, formando novamente acil-CoA (agora dentro da mitocôndria). A carnitina livre, então, é transportada de volta para o espaço intermembranas.
Beta-oxidação (ciclo de Lynen) mitocondrial
O acil-CoA é o composto que sofre de fato oxidação para a produção de coenzimas reduzidas e acetil-CoA. Esses processos oxidativos ocorrem em um ciclo, liberando a cada volta: 1 molécula de acetil-CoA, 1 molécula de NADH e uma molécula de FADH2.
A oxidação ocorre no carbono beta, o que explica a saída de dois carbonos a cada ciclo (na forma de acetil-CoA). Os processos mais importantes do ciclo de Lynen são:
Formação de FADH2 na primeira reação do ciclo;
Hidratação do composto na segunda reação do ciclo;
Formação de NADH e um próton na terceira reação do ciclo;
Formação de acetil-CoA na quarta reação e uso de uma nova coenzima A para voltar para a primeira reação (mediada pela tiolase)
Saldo da beta-oxidação
A beta-oxidação tem um saldo dependente da quantidade de carbonos presentes no ácido graxo oxidado. Para um ácido graxo de 16 carbonos (comum na nossa alimentação), têm-se, por exemplo:
Para cada volta no ciclo de Lynen, é formado 1 molécula de acetil-CoA, uma de NADH e uma de FADH2, com exceção dos últimos dois carbonos (saem direto na forma de acetil-CoA)
São dadas 8 voltas, e portanto, formados 8 acetil-CoA, 7 NADH e 7 FADH2
Cada molécula de acetil-CoA, quando entra no Ciclo de Krebs, produz 3 NADH e 1 FADH2 – são formados, portanto 24 NADH e 8 FADH2
É formado ainda 1 GTP ou ATP por volta no ciclo de Krebs
Soma-se: 31 NADH, 15 FADH2 e 8 ATP
Desconta-se desse saldo 2 ATP utilizado para para a formação do acil-CoA
31 NADH * 3 = 93 ATP
15 FADH2 * 2 = 30 ATP
+ 6 ATP
Total = 129ATP
Peroxissomos
Os peroxissomos também fazem beta-oxidação, mas de lipídios de cadeia mais longa, instaurada ou ramificada. Eles podem fazer a oxidação completa, ou quebrar pra mandar pra mitocôndria
Carbonos ímpares
No caso de lipídios com número ímpar de carbonos (incomuns na dieta), a última volta do ciclo de Lynen vai formar um composto de 3 carbonos.
Esse composto de 3 carbonos (propionil-CoA), apresentando a coenzima A, passa por uma série de novas reações, que envolvem o gasto de 1 ATP, CO2 e água. O produto final da reação é o succinil-CoA, um intermediário do ciclo de Krebs.