Resumo Oxidação dos Ácidos Graxos

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Oxidação dos Ácidos Graxos 
 
Local da oxidação dos ácidos graxos: 
Os ácidos graxos são oxidados na mitocôndria, ou seja, na matriz mitocondrial. Além disto, quando 
se trata de ácidos graxos de maior volume (quando a dieta alimentícia é rica em gordura), a 
oxidação ocorre nos peroxissomos, mas esta, em menor volume. Já nas plantas, esta oxidação é 
realizada principalmente nos glioxissomos. 
 
Ativação e transporte para a mitocôndria dos ácidos graxos: 
1º Passo: Para ser oxidado, o ácido graxo precisa passar por uma ativação realizada pela Coenzima 
A (o átomo da estrutura enzimática que se liga ao ácido graxo é o enxofre), e assim, tem-se a 
formação de uma ponte tio éster entre a carboxila de um ácido graxo e a coenzima A (CoA-SH). 
Esta reação de ligação da coenzima com o ácido graxo é intermediada pela enzima Acil-CoA 
sintetase (ácido graxo sintetase), e tem-se como produto a Acil-Coa graxo. Para ativar o ácido 
graxo e torná-lo apto para ser oxidado, se faz necessário investir uma molécula de ATP, gerando 
AMP (adenosina monofosfato) e duas moléculas de fosfato inorgânico. Então diz-se que como 
foram usadas duas moléculas de fosfato inorgânico, é como se o gasto de ATP fosse equivalente 
a duas moléculas de ATP. Existem enzimas específicas, ou seja, formas da Acil-CoA sintetase que 
se relacionam de forma direta com determinados ácidos graxos, dependendo do tamanho de suas 
cadeias laterais. 
 
 
O ácido graxo faz o ataque no grupamento fosfato mais próximo da adenosina, em seguida quando 
o ácido graxo já está ligado a AMP, o enxofre da acetil-coa se liga ao ácido graxo e forma a 
molécula Acil-Coa graxo. Todo esse processo envolve uma grande energia vinda do ATP se 
concentra na ligação do ácido graxo com a Acetil-Coa. No final, o segundo passo é um dos fatores 
de maior liberação de energia, e houve a ativação do ácido graxo. 
 2º Passo: Mesmo com a ativação, a molécula de Acil-Coa graxo encontra uma barreira física pois 
sua oxidação só acontece dentro da matriz mitocondrial e até a sua ativação, todo o processo 
aconteceu no citosol e agora é necessário que a Acil-CoA graxo atravesse a membrana 
mitocondrial para que a oxidação aconteça no espaço intermembranar, contudo não existe um 
transportador específico para carregar a Acil-Coa graxo. Para realizar a entrada, a Acil-CoA graxo 
entra no espaço intermembranar pela Carnitina (composto nitrogenado derivado da lisina), que se 
assume o lugar da Coenzima, se ligando ao ácido graxo e então uma translocase da Carnitina a 
coloca na matriz mitocondrial, e como esta se liga a Acil-CoA graxo por meio da enzima Carinitina-
aciltransferase 1, e então ambas passam para a matriz mitocondrial. Quando a entrada acontece, a 
Carnitina se desliga da Acil-CoA graxo por meio da enzima Carnitina-aciltransferase II e retorna por 
meio de transferase para o espaço intermembranar visando o transporte de outra molécula de 
ácido graxo para a matriz mitocondrial 
 
A Carnitina é derivada da metionina e da lisina (dois aminoácidos) e geralmente é utilizada por 
pessoas que desejam estimular a queima de gordura e assim, suplementam a quantidade de 
Carnitina do organismo visto que, a Carnitina carreia o ácido graxo para sua oxidação e desta forma, 
a queima de gordura, contudo, existem controvérsias nos resultados da suplementação destas 
quando a pessoa não sofre com a deficiência desta molécula. Principalmente porque a entrada da 
Carnitina e ácido graxo é regulado pela Carnitina-aciltransferase I que é inibida quando o intuito é 
estocar (quando a pessoa não realiza exercícios e não possui uma dieta adequada) e assim, a 
Carnitina não coloca o ácido graxo para a matriz mitocondrial, portanto é necessário que o 
organismo estimule a queima de gordura. 
- Os ácidos graxos curtos ou que possuem número de carbonos inferior a 13, são capazes de 
adentrar livremente na mitocôndria, contudo, ácidos graxos com valor superior a 14 carbonos 
necessitam de transportadores e para isso, é necessário uma série de reações enzimáticas. Então 
pessoas que possuem uma deficiência de Carnitina, presume-se que o organismo possui uma 
síndrome metabólica que prejudica a oxidação de ácidos graxos com maiores cadeias, contudo, os 
ácidos graxos de cadeia curta realizam suas oxidações normalmente, então, esta pessoa deveria 
utilizar de alimentos alternativos como derivados do Côco e fontes alimentícias geradoras de ácidos 
graxos de cadeia curta. 
Oxidação dos Ácidos graxos 
Existem três etapas para que o ácido graxo seja oxidado. A primeira etapa se chama β-oxidação, 
que consiste na quebra da cadeia carbônica do ácido graxo em unidades de dois carbonos, em que 
nestes pares é adicionado uma molécula de Coenzima A, formando a Acetil-CoA. A segunda etapa 
consiste no ciclo de Krebs a partir do uso da molécula de Acetil-CoA. Já a terceira etapa, tem-se 
a cadeia transportadora de elétrons. A partir da primeira etapa pode-se perceber a quantidade de 
ATP e energia derivada das moléculas de Acetil-CoA, que possuem número superior ás outras 
formas de obtenção energética. 
Etapa 1: β-oxidação 
Trata-se da lise e remoção oxidativa de unidades sucessivas de dois átomos de carbono na forma 
de Acetil-CoA Ocorre a quebra e em seguida a incorporação de uma coenzima A. 
A Beta-oxidação de ácidos graxos saturados e com número par de carbonos: 
1) O intuito é quebrar a ligação entre o carbono alfa e o carbono beta do Palmitoil-CoA, e 
desestabilizá-los, para que assim o Acetil seja liberado, visto que, por ser uma longa cadeia 
carbônica sem ligações duplas, se caracterizando como uma molécula inerte. Ao ocorrer a 
quebra, libera-se dois hidrogênio cada um do carbono alfa e beta, em seguida, estes são 
entregues para o FAD e gera o FADH2, esta reação se trata de uma reação de oxidação 
catalisada pela Acetil-CoA desidrogenase. Como dois hidrogênios foram retirados, gera-se uma 
dupla ligação do tipo trans chamada Trans β-2-enoil coa, pois cada um de seus hidrogênio fica 
de lados opostos. É importante que essa ligação seja trans pois no passo seguinte que se tem 
uma hidratação, a enzima que a catalisa chamada Enoil-CoA hidratase é estereoespecífica do 
tipo trans. 
2) Neste passo ocorre uma hidratação catalisada pela Enoil-CoA hidratase que é uma enzima 
estereoespecífica que só funciona se a ligação a ser hidratada for do tipo trans. Esta enzima 
introduz uma hidroxila no carbono beta e um hidrogênio no carbono alfa, gerando a L-β-
hidroxiacil-CoA 
3) Em seguida ocorre uma nova oxidação onde são retirados dois hidrogênios do carbono β na 
forma de íon hidrônio, que é introduzido ao NAD, isto por meio da enzima β-hidroacil-CoA 
desidrogenase, gerando NADH. 
4) Como foram retirados dois hidrogênios do carbono β, tem-se a formação de uma carbonila e 
então a estrutura é descrita como um grupo metila entre duas carbonilas (constituídas pelos 
carbonos alfa e beta), que se caracteriza como uma estrutura extremamente instável, desta 
forma, o objetivo de desestabilizar esses carbonos é atingido e com isso pode-se realizar a 
quebra por meio da enzima Tiolase que cliva a ligação entre os carbonos alfa e beta, 
liberando uma acetil-coa e logo em seguida, já insere na reação uma molécula de coenzima A 
que ataca o carbono deficiente da coenzima, gerando duas moléculas de Acetil-CoA. Se antes 
na cadeia do ácido graxo observava-se cerca de 16 carbonos, agora com a lise e com a 
transformação de uma molécula de Acetil-CoA que não se liga à cadeia, tem-se uma cadeia 
carbônica com 14 carbonos, que repetirá o mesmo processo até que ocorra a lise de toda a 
cadeia em pares. A quantidade de ciclos realizada é dependente da quantidade de carbonos 
presentes na cadeia. 
 
 
Equação Parcial da β-oxidação para o ácido Palmítico (16C) 
 
Observe que a equação acima se trata de uma relação parcial, visto que, as moléculas de acetil-
CoA geradas são direcionadas para o ciclo de Krebs. Assim como tanto o NADH+ como o FADH2são liberados para a cadeia transportadora de elétrons. 
 
Equação Global da oxidação completa do Ácido Palmítico (16C) 
 
Essa equação corresponde aos valores reacionais depois da realização do Ciclo de Krebs e após 
a cadeia transportadora de elétrons. 
 
Oxidação de Ácidos graxos monoinsaturados: 
Como ocorreria por exemplo com o Oleato (18:1 ∆9), que possui uma insaturação no carbono 9, o 
processo de ativação do ácido graxo acontece de forma semelhante e a única diferença é na lise 
dos carbonos até o momento em que as enzimas encontram a dupla. A maioria dos ácidos 
graxos é do tipo cis, mas no passo 2 do processo anterior, a enzima estereoespecífica exige que 
a dupla ligação seja do tipo trans, então se faz necessária a transformação da ligação dupla de 
trans em cis. No passo 1, que consiste em uma oxidação e formação de uma dupla do tipo trans, 
contudo, em ácidos graxos monoinsaturados a formação da dupla não é obrigatória, visto que, já 
existe uma insaturação na cadeia carbônica, assim, não é necessário o uso da enzima Acil-CoA 
desidrogenase. Mas neste caso, o benefício de a reação ser mais curta e não precisar utilizar 
enzima para catalisá-la acaba gerando uma perda energética, já que de maneira análoga ao 
desuso enzima, também não são geradas moléculas de FADH2, fazendo com que as equações 
parcial e global sejam alteradas de maneira negativa. Para transformar a ligação trans em cis usa-
se uma enzima chamada Enoil-CoA isomerase, em seguida são realizados os passos de 
hidratação, oxidação e por fim a quebra. Como na oxidação de um ácido graxo é utilizada uma 
enzima diferente das usadas na oxidação de ácidos graxos saturados, deve-se salientar que se 
tratam de diferentes formas de obtenção da quebra, além disto, quando a isomerização é 
realizada a dupla ligação sai de um carbono numerado como 3 para um carbono de número 2. 
 
 
 
 
Palmitoil-CoA + 7FAD2+ + 7H2O + 7 NAD+ + 7CoA → 8 Acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 
7H+ 
 
 
 
 
 
Palmitoil-CoA + 23O2 + 108Pi + 108ADP → CoA + 108ATP + 16CO2 + 23H2O 
 
 
Oxidação de Ácidos graxos poli-insaturados 
Para exemplificar, usamos a oxidação do Linoleato. Neste realiza-se a ativação e em seguida a 
quebra da cadeia carbônica é iniciada até que as insaturações apareçam e quando isso acontece, a 
isomerizações são realizadas (é importante lembrar da alteração de configuração da dupla ligação, 
bem como do carbono que a carrega após a isomerização). 
 
Após a ocorrência da isomerização, o ciclo continua normalmente contudo, no passo 1 do ciclo uma 
dupla ligação é formada e quando se trata de cadeias poli-insaturadas, essa ligação dupla que dá 
origem à uma carbonila acaba gerando uma estrutura de duplas próximas que impossibilita a atuação 
de enzimas catalisadoras do processo. Para resolver esse problema é utilizada uma enzima Redutase 
que insere dois hidrogênios em locais estratégicos da cadeia, de forma que uma das ligações duplas 
se torna simples. Em seguida, ocorre a isomerização visando a transformação de trans para cis e 
desta maneira, o ciclo de oxidação acontece. 
 
Oxidação de Ácidos graxos ímpares 
Quando o número de carbonos da cadeia corresponder à um valor ímpar, no último ciclo a molécula 
contém 3 carbonos e se chama Propionil-CoA, que não é utilizado na forma que foi gerado, mas 
sim é transformado por uma via metabólica em Succinil-CoA, que se trata de um intermediário do 
Ciclo de Krebs. Para gerar a molécula de Succinil-CoA se faz necessário o gasto energético de 1 
ATP. 
Quando uma pessoa realiza uma dieta pobre de carboidratos e rica em gordura, é indicado que 
ocorra a ingestão de gorduras ímpares pois no caso de um jejum prolongado ao extremo, é 
melhor que a pessoa faça a ingestão do ímpar, porque neste exemplo, durante o ciclo de Krebs, 
o Oxaloacetato é retirado da reação visto que, o cérebro precisa de energia advinda da açúcares 
para funcionar, então o Oxaloacetato é retirado do ciclo de Krebs e direcionado para o fígado, 
onde será realizada a gliconeogênese. Quando o Oxaloacetato é retirado, ocorre a deficiência 
molecular no Ciclo de Krebs e, portanto, a ingestão de gorduras pares que produz somente Acetil-
CoA não auxilia neste caso. Já os ácidos graxos ímpares dão origem ao Propionil-CoA, que por 
meio de uma via metabólica gera Succinil-CoA, precursor mais imediato do Oxaloacetato, usado 
para dar continuidade ao Ciclo de Krebs e para a Gliconeogênese. 
 
 
 
Regulação da oxidação dos ácidos graxos 
O principal ponto de controle se trata da entrada do ácido graxo na matriz mitocondrial, então 
quando a queima de gordura e oxidação de ácidos graxos não é desejada, a enzima que catalisa a 
associação dos Acil-CoA graxo é inibida e o ácido graxo permanece no Citosol, podendo realizar 
dois caminhos reacionais: Quando o organismo está em situação de repouso ou dieta hipercalórica, 
sendo transformado em Triacilgliceróis (visando reserva energética) e Fosfolipídeos (possuindo 
função estrutural na composição de membranas, comum em indivíduos que estão em crescimento 
e sintetizando novas células), ou quando tem-se a necessidade energética e assim ocorre a β-
oxidação na mitocôndria, que é regulada pelo transporte através da Carnitina. 
A Carnitina aciltransferase 1 é inibida pelo malonil-CoA, advindo da via de biossíntese dos ácidos 
graxos. Além disto, durante o ciclo da β-oxidação são geradas algumas moléculas que quando em 
grandes concentrações também atuam como inibidores do processo reacional como por exemplo 
o NADH e o Acetil-CoA (inibe a enzima que realiza a quebra do ácido graxo). 
 
Oxidação dos Ácidos graxos nos Peroxissomo e Glioxissomos 
Se trata de compartimentos celulares, ou seja, organelas que também realizam a oxidação de 
ácidos graxos. No caso dos vegetais a β-oxidação acontece nos glioxissomos principalmente em 
sementes em época de germinação pois a semente necessita de combustível energético. Já no 
organismo animal, o principal local é a mitocôndria, mas alguns ácidos graxos de maior volume 
podem realizar a β-oxidação nos peroxissomos. O processo reacional que visa a quebra da cadeia 
carbônica é semelhante, porém possui algumas alterações como: O FADH2 gerado entrega os 
elétrons diretamente para o Oxigênio (formando o peróxido de hidrogênio, que dá origem ao nome 
da organela) e não vai para a CTE. Também não ocorre a produção de ATP através da primeira 
reação justamente pelo motivo citado anteriormente. Nos peroxissomos a β-oxidação é muito mais 
ativa para ácidos graxos de cadeia muito longa e de cadeia ramificada, muitas vezes esse processo 
acontece nos peroxissomos visando apenas a diminuição da cadeia para que em seguida o restante 
seja realizado pela mitocôndria. 
Além disto, vale salientar que a β-oxidação nos peroxissomos acontece principalmente quando o 
indivíduo segue uma dieta rica em gorduras, gerando um catabolismo até moléculas menores e 
exportação para mitocôndrias e em seguida tem-se a oxidação completa. 
 
Corpos Cetônicos 
São ácidos produzidos a partir do acetil-CoA quando este se encontra em excesso, são 
caracterizados como moléculas relacionada a acetona. Assim, o acetil-CoA acaba se condensando 
por meio da Tiolase, com outras moléculas de mesma estrutura gerando: β-hidroxibutirato, 
acetoacetato e a acetona, que possuem a função de estoque para momentos de deficiência 
energética do organismo, pois estes são quebrados dando origem novamente ao acetil-CoA, 
contudo, a acetona não pode ser utilizada como fonte de energia por ser caracterizada como 
composto extremamente volátil, então ela continua armazenada. Em pessoas diabéticas ocorre a 
produção de corpos cetogênicos pois a glicose não consegue adentrar a célula, esta é induzida a 
catabolizar a quebra de proteínas e lipídeos, no segundo caso, os ácidos graxos são quebrados em 
acetil-CoA e o excesso deste produz a acetona, que por ser altamente volátil gera um hálito 
semelhante ao da acetona. 
Os corposcetônicos surgem quando ocorre a deficiência de Oxaloacetato haverá excesso de 
acetil-CoA devido a β-oxidação, quando o indivíduo possui alimentação rica em gordura, estado de 
inanição ou diabete. Todos esses fatores contribuem para o excesso de acetil-CoA e causam 
graves consequências como a cetose ou cetoacidose, ocasionando a intensa redução no pH 
sanguíneo e perda excessiva de H+ na urina, bem como a excreção de Na+, K+ e H2O, o que 
culminará em desidratação que pode induzir o indivíduo ao coma.