oxidação de ácidos graxos ( resumo básico)

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As enzimas da oxidação de ácidos graxos nas células animais estão localizadas na matriz mitocondrial, como demonstrado em 1948 por Eugene P. Kennedy e Albert Lehninger. Os ácidos graxos com comprimento de cadeia de 12
carbonos ou menos entram na mitocôndria sem a ajuda de
transportadores de membrana. Aqueles com 14 carbonos
ou mais, que constituem a maioria dos ácidos graxos livres
obtidos na dieta ou liberados do tecido adiposo, não conseguem passar livremente através das membranas mitocondriais – primeiro eles precisam passar pelas três reações
enzimáticas do ciclo da carnitina
. Os ácidos graxos destinados a oxidação mitocondrial estão transitoriamente ligados ao grupo hidroxil da carnitina, formando acil-graxo-carnitina – a segunda reação do ciclo.
Esse processo de três passos para transferir os ácidos graxos para dentro da mitocôndria – esterificação com CoA, transesterificação com carnitina, seguida de transporte e transesterificação de volta a CoA – liga dois reservatórios de coenzima A e de acil-CoA graxo, um no citosol e o outro na mitocôndria. Esses reservatórios têm funções diferentes. A coenzima A na matriz mitocondrial é amplamente utilizada na degradação oxidativa do piruvato, dos ácidos graxos e de alguns aminoácidos, enquanto a coenzima A citosólica é utilizada na biossíntese de ácidos graxos
A acil-CoA graxo no reservatório citosólico pode ser utilizada para síntese de lipídeos de membrana ou pode ser transportada para dentro da matriz mitocondrial para oxidação e produção de ATP .O processo de entrada mediado pela carnitina é o passo limitante para a oxidação dos ácidos graxos na mitocôndria e, como discutido mais adiante, é um ponto de regulação. Uma vez dentro da mitocôndria, a acil-CoA graxo sofre os efeitos de um conjunto de enzimas da matriz.
Digestão, mobilização e transporte de gorduras = Os ácidos graxos dos triacilgliceróis fornecem uma grande fração da energia oxidativa nos animais. Os triacilgliceróis da dieta são emulsificados no intestino delgado por sais biliares, hidrolisados pelas lipases intestinais, absorvidos pelas células epiteliais intestinais, reconvertidos em triacilgliceróis, e então transformados em quilimícrons pela combinação com apolipoproteínas específicas.
Os quilomícrons distribuem os triacilgliceróis aos tecidos, onde a lipase lipoproteica libera ácidos graxos livres para a entrada nas células. Os triacilgliceróis armazenados no tecido adiposo são mobilizados por uma lipase de triacilglicerol sensível a hormônio. Os ácidos graxos liberados se ligam à albumina sérica e são transportados no sangue para o coração, para musculatura esquelética e outros tecidos que utilizam ácidos graxos como combustíveis. Uma vez dentro das células, os ácidos graxos são ativados na membrana mitocondrial externa pela conversão em tioésteres de acil-CoA graxos. A acil-CoA graxo que será oxidada entra na mitocôndria em três passos, pelo ciclo da carnitina.
RESUMO 17.2 Oxidação de ácidos graxos Na primeira etapa da b-oxidação, quatro reações retiram cada unidade de acetil-Coa da extremidade carboxila de um acil-CoA graxo saturado: (1) desidrogenação dos carbonos a e b (C-2 e C-3) pelas acil-CoA-desidrogenases ligadas à FAD, (2) hidratação da dupla ligação trans-D2 resultante pela enoil-CoA-hidratase, (3) desidrogenação do L-b-hidroxiacil-CoA resultante pela b-hidroxiacil-CoA-desidrogenase ligada à NAD, e (4) clivagem por CoA do b-cetoacil-CoA resultante pela tiolase, para formar acetil-CoA e um acil-CoA graxo encurtado em dois carbonos. O acil-CoA graxo encurtado entra de novo na sequência de reações. Na segunda etapa da oxidação dos ácidos graxos, o acetil-Coa é oxidado a CO2 no ciclo do ácido cítrico. Uma grande fração do rendimento teórico de energia livre da oxidação dos ácidos graxos é recuperada como ATP pela fosforilação oxidativa, a etapa final da via oxidativa. Malonil-CoA, intermediário inicial na síntese de ácidos graxos, inibe a carnitina-aciltransferase I, prevenindo a entrada dos ácidos graxos na mitocôndria. Isso bloqueia a degradação dos ácidos graxos enquanto ocorre a síntese. c Defeitos genéticos na acil-CoA-desidrogenase de cadeia média resulta em doenças humanas graves, assim como mutações em outros componentes do sistema de b-oxidação. A oxidação de ácidos graxos insaturados requer duas enzimas adicionais: a enoil-CoA-isomerase e a 2,4-dienoil-CoA-redutase. Ácidos graxos de número ímpar são oxidados pela via de b-oxidação gerando acetil-Coa e uma molécula de propionil-CoA. Esta é carboxilada a metilmalonil-CoA, que é isomerizada a succinil-CoA em uma reação catalisada pela metilmalonil-CoA mutase, enzima que necessita de coenzima B12. Os peroxissomos vegetais e animais, e os glioxissomos vegetais fazem b-oxidação em quatro etapas semelhantes àquelas da via mitocondrial em animais. A primeira etapa de oxidação, no entanto, transfere elétrons diretamente ao O2, gerando H2O2. Os peroxissomos dos tecidos animais se especializam na oxidação de ácidos graxos de cadeia muito longa e em ácidos graxos ramificados. Nos glioxissomos, das sementes em germinação, a b-oxidação é um passo na conversão de lipídeos estocados em uma variedade de intermediários e produtos. As reações da v-oxidação, que ocorrem no retículo endoplasmático, produz intermediários acil-graxo dicarboxílicos, que podem sofrer b-oxidação em qualquer uma das extremidades para gerar ácidos dicarboxílicos curtos como o succinato. As reações da a-oxidação degradam ácidos graxos ramificados, tal como o ácido fitânico.