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METABOLISMO DE LIPÍDIOS Quilomícrons • produzidos nas células epiteliais intestinais a partir das gorduras da dieta • transportam triacilgliceróis no sangue VLDL (lipoproteína de muito baixa densidade) • produzida no fígado, principalmente a partir dos carboidratos da dieta • transporta triacilgliceróis no sangue IDL (lipoproteína de densidade intermediária) • produzida no sangue (remanescente da VLDL após digestão dos triacilgliceróis) • endocitada pelo fígado ou convertida em LDL LDL (lipoproteína de baixa densidade) • produzida no sangue (remanescente da IDL após digestão dos triacilgliceróis; produto final da VLDL) • contém altas concentrações de colesterol e ésteres de colesterol • endocitada pelo fígado e pelos tecidos periféricos HDL (lipoproteína de alta densidade) • produzida no fígado e no intestino • troca proteínas e lipídeos com outras lipoproteínas • atua no retorno do colesterol dos tecidos periféricos para o fígado DIGESTÃO DE TRIACILGLICERÓIS - QUILOMÍCRONS Há lipase na língua e estômago, mas apenas no intestino, sob o efeito conjunto entre a lipase pancreática e sais biliares, o triglicerídeos são devidamente digeridos. Os produtos da digestão enzimática (ácidos graxos livres, glicerol, lisofosfolipídeos e colesterol) formam micelas com os ácidos biliares no lúmen intestinal. As micelas interagem com a membrana do enterócito e permitem a difusão dos componentes solúveis dos lipídeos através dessa membrana para dentro da célula. Os ácidos biliares, entretanto, não entram nos enterócitos nesse momento. Eles permanecem no intestino, movendo-se para a parte mais baixa deste e são, então, reabsorvidos e levados de volta ao fígado pela circulação êntero-hepática. As células do epitélio intestinal sintetizam novamente os triacilgliceróis e os empacotam com uma proteína, a apoproteína B-48, fosfolipídeos e ésteres de colesterol em uma partícula de lipoproteína solúvel conhecida como quilomícron. Os quilomícrons são secretados dentro da linfa e consequentemente acabam na circulação, na qual podem distribuir os lipídeos da dieta para todos os tecidos do corpo. Os quilomícrons interagem com a HDL, da qual adquirem a a apoC2 e a apoE, convertendo o quilomicron em ‘’maduro’’. A apo CII do quilomícron maduro ativa a enzima lipoproteína-lipase (LPL), a qual está localizada na superfície interna das células endoteliais dos capilares do músculo e do tecido adiposo. A LPL digere o triglicerídeo no quilomícron, produzindo ácidos graxos e glicerol. A insulina estimula a síntese e a secreção da LPL do tecido adiposo, de forma que, após uma refeição, quando os níveis de triglicerídeo aumentam na circulação, a LPL sofre upregulation (por meio da liberação da insulina) para facilitar a degradação de triglicerídeo. Os ácidos graxos liberados dos triacilgliceróis pela LPL não são muito solúveis em água. Eles formam complexos com a proteína albumina e, assim, tornam-se solú- veis no sangue, sendo capazes de entrar nos órgãos adjacentes para a produção de energia (músculo) ou para armazenamento de gorduras (adipócito). O glicerol liberado é metabolizado no fígado para formação de triglicerídeos no estado alimentando. Como os quilomícrons perdem os triglicerídeos, sua densidade aumenta, e eles se tornam quilomícrons remanescentes, essa porção que permanece no sangue após a ação da LPL se liga ao receptor nos hepatócitos (as principais células do fígado), os quais reconhecem a apoproteína E, e é captado pelo processo de endocitose. No fígado, o quilomícron remanescente é degradado em seus componentes, e esses ficam novamente a disposição para o fígado. Curiosidade: O leite de vaca não contém ác. graxos poliinsaturados encontrados no leite humano que são importantes no desenvolvimento cerebral. Recém-nascidos têm baixos níveis de lipase pancreática, que são parcialmente compensadas pela produção de lipases intestinais e salivares, além das lipases produzidas provenientes do leite materno. Por que há um aumento no conteúdo de triglicerídeos no sangue sob o uso de HEPARINA? A heparina é um polissacarídeo complexo que é um componente de proteoglicanos. A heparina isolada é freqüentemente usada como um anticoagulante, porque ela se liga à antitrombina III (ATIII), e a ATIII ativada, então, liga-se a fatores necessários para a coagulação, inibindo-os. Quando a LPL está ligada ao endotélio capilar por meio da sua união com proteoglicanos, a heparina também pode se ligar à LPL e desalojá-la da parede capilar. Isso leva à perda da atividade da LPL e a um aumento no conteúdo de triglicerídeos no sangue. Síntese de Ácidos Graxos, Triacilgliceróis e dos Principais Lipídeos de Membrana Lipogênese, a síntese de triacilgliceróis a partir de glicose. Quando um excesso de carboidrato é consumido na dieta, a glicose é convertida em acetil-CoA, a qual fornece unidades de 2 carbonos que se condensam em uma série de reações no complexo ácido-graxo-sintase, produzindo palmitato. O palmitato é, então, convertido em outros ácidos graxos. O complexo ácido-graxo-sintase está localizado no citosol e, portanto, utiliza acetil-CoA citosólico. Em seres humanos, a síntese de ácidos graxos a partir de glicose ocorre principalmente no fígado. Os ácidos graxos são convertidos em triacilgliceróis (TG) e secretados para o sangue em formato de VLDL. A produção de acetil-CoA citosólico a partir de piruvato é estimulada pelo aumento da insulina, após uma refeição de carboidratos. A rota para a síntese de acetil-CoA citosólico a partir de glicose começa com a glicólise, que converte glicose em piruvato no citosol. O piruvato entra na mitocôndria, onde é convertido em acetil-CoA pela piruvato desidrogenase e em oxaloacetato pela piruvato-carboxilase. Os níveis de acetil-CoA determinam para qual via o piruvato vai, agindo como inibidora da enzima piruvato-desidrogenase e estimuladora da piruvato-carboxilase. Tal enzima é responsável por sintetizar oxaloacetato, o qual se condensa com o acetil-CoA para formar citrato. Com a redução dos níveis de acetil-CoA, a outra enzima é estimulada. Dessa forma, o ciclo se mantém e o citrato. o citrato pode ser continuamente sintetizado e transportado através da membrana mitocondrial interna. No citosol, o citrato é clivado pela citrato-liase para formar, novamente, acetil-CoA e oxaloacetato. Essa rota circular é necessária porque a piruvato-desidrogenase, a enzima que converte piruvato em acetil-CoA, só é encontrada na mitocôndria e porque o acetil-CoA não pode atravessar diretamente a membrana mitocondrial. Após uma refeição, a maior parte dos ácidos graxos é convertida em triacilgliceróis nas células adiposas, nas quais são armazenados. Tais ácidos graxos são liberados durante o jejum e servem como o substrato energético predominante para o organismo. O destino da partícula de VLDL, após os triglicerídeos terem sido removidos pela LPL, é a geração de uma partícula de IDL de intermediária), que pode perder mais triglicerídeos para se tornar uma partícula de LDL (lipoproteína de baixa densidade). O tecido adiposo também realiza gliconeogênese, o processode síntese de glicerol a partir de precursores gliconeogênicos do sangue, tais como alanina, aspartato e malato. A gliconeogênese ocorre principalmente no estado de jejum e é dependente da indução da PEPCK citoplasmática no adipócito. A ressíntese dos triglicerídeos pelo tecido adiposo durante o jejum modula a liberação de ácidos graxos na circulação. Camundongos que foram manipulados geneticamente para não expressar a PEPCK no tecido adiposo apresentaram níveis reduzidos de triglicerídeos em seus adipócitos; camundongos que super produziam PEPCK de adipócitos eram obesos. Assim, embora a ativação da lipase hormônio-sensível durante o jejum resulte na liberação de ácidos graxos pelos adipócitos, essa liberação é cuidadosamente modulada pela gliconeogênese e pela ressíntese de triglicerídeos. Curiosidade: A síndrome de angústia respiratória (SAR) de uma criança prematura é, em parte, relacionada a uma deficiência na síntese de surfactante pulmonar, que tem como um de seus constituintes o colesterol. O SP contribui para a redução da tensão superficial nos espaços aéreos (alvéolos) do pulmão, prevenindo o seu colapso. O bebê prematuro ainda não começou a produzir quantidades adequadas de surfactante pulmonar. Absorção, Síntese, Metabolismo e Destino do Colesterol O colesterol é obtido da dieta ou sintetizado por uma via que ocorre na maioria das células do corpo, mas em maior extensão nas células do fígado e do intestino. O precursor para a síntese do colesterol é o acetil-CoA, o qual pode ser produzido a partir de glicose, ácidos graxos ou aminoácidos. O colesterol é empacotado em quilomícrons no intestino e em VLDL no fígado. Ele é transportado no sangue nessas partículas de lipoproteínas, as quais também transportam triacilgliceróis. Quando os triacilgliceróis das lipoproteínas do sangue são digeridos pela lipoproteína-lipase, os quilomícrons são convertidos em quilomícrons remanescentes, e a VLDL é convertida em IDL e, subsequentemente, LDL. Esses produtos retornam ao fígado, onde se ligam a receptores nas membranas das células e são captados por endocitose e digeridos por enzimas lisossomais. O LDL também sofre endocitose nos tecidos não-hepáticos (periféricos). O colesterol e outros produtos da digestão lisossomal são liberados dentro do pool celular. O fígado usa esse colesterol reciclado, e o colesterol que é sintetizado a partir do acetil-CoA, para produzir VLDL e para sintetizar os sais biliares. O “transporte reverso de colesterol” (isto é, o retorno do colesterol para o fígado) é a principal função da HDL. SÍNTESE DE SAIS BILIARES Conversão de Colesterol em Ácido Cólico e Ácido Quenocólico. Os sais biliares são sintetizados no fígado a partir do colesterol por reações que hidroxilam o núcleo esteróide e clivam a cadeia lateral. TRANSPORTE DE COLESTEROL PELAS LIPOPROTEÍNAS DO SANGUE Do VLDL ao IDL ao LDL Se a ingestão dietética de ácidos graxos excede o requerimento imediato de substratos energéticos para o fígado, o excesso de ácidos graxos é convertido em triacilgliceróis, os quais, juntamente com colesterol esterificado e livre, fosfolipídeos e uma variedade apoproteínas são transportados por lipoproteínas. Os principais carreadores de lipídeos são quilomícrons, VLDL e HDL. O metabolismo da VLDL levará à IDL e à LDL. O metabolismo dos quilomícrons leva à formação dos quilomícrons remanescentes. As VLDLs são secretadas pelo fígado (a via “endógena” do metabolismo das lipoproteínas) para dentro da corrente sanguínea, então são transportadas a partir das veias hepáticas para os capilares dos músculos esquelético e cardíaco e do tecido adiposo, bem como para o tecido mamário em lactação, onde a lipoproteína lipase é ativada pela apoCII da partícula de VLDL. Parte do VLDL será utilizada como fonte de energia nas células musculares e síntese de triacilgliceróis nas células adiposas, porém parte do VLDL permanece na corrente sanguínea e são chamados de VLDL remanescentes. Os quais metade são captados pelo fígado por meio da ação da apoE, enquanto metade das VLDL remanescentes não são captadas pelo fígado, mas, em vez disso, triacilgliceróis centrais adicionais são removidos para formar a IDL, uma classe especializada de VLDL remanescente. Com a remoção adicional de triacilgliceróis da IDL, por meio da ação da triglicerídeo-lipase hepática dentro dos sinusóides hepáticos, a LDL é gerada, a partir da IDL. O LDL tem a função de voltar a circulação com destino a processos que demandam colesterol, contudo, quando há um excesso de LDL acredita-se que essa exposição das células endoteliais vasculares a altos níveis de LDL induza a uma resposta inflamatória por essas células, um processo que se sugere que inicie a complexa cascata da aterosclerose, iniciada pelo Receptor Scavenger de Macrófago: algumas células, particularmente os macrófagos fagocíticos, têm receptores não-específicos conhecidos como scavengers que ligam vários tipos de moléculas, incluindo partículas de LDL modificadas oxidativamente. Existe uma série de tipos diferentes de receptores scavenger. O SR-B1 é utilizado primariamente para ligação de HDL, enquanto os receptores scavenger expressos nos macrófagos são SR-A1 e SR-A2. Modificações na LDL com frequência envolvem dano oxidativo. Lipoproteína de Alta Densidade (HDL) Níveis muito baixos de triacilgliceróis e colesterol-ésteres são encontrados no núcleo central na versão precoce, ou nascente, de HDL, sintetizada no fígado ou intestino. A Apoproteína A I livre tem a capacidade de adquirir colesterol e fosfolipídeos de outras lipoproteínas e membranas celulares para formar uma partícula semelhante a HDL nascente dentro da circulação. O HDL nascente acumula fosfolipídeos e colesterol das células que revestem os vasos sangüíneos, tornando-se maduro. Para que haja o transporte reverso do colesterol, as células devem conter a proteína ABC1 (proteína cassete de ligação de ATP 1), a qual utiliza a hidrólise do ATP para mover o colesterol do lado interno da membrana para o lado externo, permitindo que o HDL possa aceitá-la, mas para quem fixe, é necessário a enzima LCAT, fazendo com que o colesterol migre para o centro da célula. As partículas de HDL maduras podem se ligar a receptores específicos nos hepatócitos (como o receptor de apoE), mas a principal forma para a retirada da HDL do sangue é a captação pelo receptor scavenger SR-B1, o qual está presente em vários tipos celulares que requerem colesterol para propósitos biossintéticos. Além de sua capacidade para retirar o colesterol das membranas celulares, a HDL também troca apoproteínas e lipídeos com outras lipoproteínas no sangue.
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