Metabolismo energético cardíaco

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BBPM III BIOQUÍMICA 
Metabolismo energético cardíaco 
-A beta oxidação de ácidos graxos ocorre quando há prevalência de insulina (estado alimentado) → significa que é 
uma via imprescindível para o aporte energético 
-PRINCIPAL GORDURA INGERIDA NA DIETA: são os triacil-glicerois → glicerol + 3 ácidos graxos 
ESTADO ALIMENTADO – BETA OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS 
 
EXPLICAÇÃO DA IMAGEM 
• LUMEM INTESTINAL: as gorduras da dieta sofre ação de sais biliares que são liberados nesse lumem pela 
vesícula biliar 
-Esses sair emulsificam as gorduras → formação de micelas → facilitando a ação de lipases que atuam no 
intestino (lipases pancreáticas) 
-Os ácidos graxos liberados por essa digestão inicial são internalizados pelas células intestinais (enterócitos) 
→ posteriormente são resterificados (voltem a fazer parte do triacilgliceróis) → chamado de ressíntese 
-Esses triacilgliceróis fazem parte de uma lipoproteína cuja origem é o enterócito 
• ApoC-II: faz parte da estrutura do quilomícron 
-Os quilomícrons são um tipo de lipoproteína que alcançam o sistema circulatório → quando passam pela 
circulação a ApoC-ii ativam a lipase lipoproteica (estão nas células endoteliais e contribuem para a digestão 
de gordura) 
• Ácidos graxos livres: são associados a albumina (para transportar esses ácidos graxos livres) 
-Alcançam as células → internalizados por meio de transportadores de ácidos graxos → favorecimento do 
armazenamento dos ácidos graxos 
• ADIPÓCITO: ocorre a ressíntese com destino para armazenamento 
• MIÓCITO: o destino é a liberação de ATP e gás carbônico → destinado como combustível energético 
 
 
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EXPLICAÇÃO DA IMAGEM – LIPÓLISE 
• A beta oxidação também ocorre em situação de jejum devido a sinalização de glucagon e adrenalina 
• O tipo celular é o adipócito: possui receptores sensíveis a ação do glucagon e adrenalina 
• Há uma resposta intracelular devido a proteína Gs: desencadeia a transdução de sinais por meio da 
adenilato ciclase (primeiro mensageiro) 
• O AMP cíclico como segundo mensageiro ativa a cascata de proteína quinase A→ fosforila as moléculas alvo 
pela PKA (perilipina e a HSL) 
-A perilipina forma uma barreira em forma da molécula de gordura 
• Quando a perilipina é fosforilada ela desloca outra proteína (CGI) → como se fosse ativada → A CGI ativa a 
TAG lipase (ATGL) → ATGL vai ter como substrado a molécula de triacilgliceral → libera na etapa 6 
diacilglicerol e ácido graxo 
• HSL (lipase sensível ao hormônio): concomitante a esses eventos, também se associa a perilipina → faz com 
que HSL tenha acesso ao interior da gotícula de gordura → ela se associa ao diacilglicerol e libera Mag e 
acido graxo livre → o MAG ainda sera alvo da MGL (maglipase que atua sobre o monoacilglicerol) 
Todos esses eventos visam otimizar a liberação de ácidos graxos livres 
• NO MIÓCITO: internalização da molécula de ácido graxo por meio de um transportador de membrana → 
pode ser uma célula muscular esquelética ou cardíaca 
-A etapa 11 sinaliza o favorecimento da beta-oxidação que alimenta o ciclo do ácido cítrico e cadeia 
respiratória → liberando CO2, água e ATP para a funcionalidade cardíaca 
POR QUE O CORAÇÃO PREFERE ÁCIDOS GRAXO SE A VIA GLICOLÍTICA É UNIVERSAL E TAMBÉM OCORRE NO 
CORAÇÃO? 
1. O coração apesar de realizar a via glicolítica ou glicólise, a primeira enzima da via – a HEXOQUINASE – 
apresenta menor afinidade pelo açúcar 
 
 
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2. A quebra de ácidos graxos – é mais rentável energeticamente, pois a cauda hidrocarbonada fornece mais 
moléculas de acetil-CoA e a coenzimas direto para o ciclo de Krebs e cadeira respiratória 
3. A beta oxidação ocorre na matriz mitocondrial 
ETAPAS DA BETA-OXIDAÇÃO: PROCESSAMENTO DOS AGL (ácidos graxos livres) 
-Uma vez que chegam até os miócitos, os AGL passam por umas etapas antes de serem lançados na mitocôndria 
1. LANÇADEIRA DE CARNITINA 
-O sistema de lançadeira são proteínas que possuem a missão de favorecer a comunicação entre diferentes espaços 
celulares 
-Assim que os AGLs entram no citosol, eles já sofrem uma modificação: adição de S-CoA → é um grupamento de 
coenzimas A → logo, deixa de ser AGL após passar por essa modificação 
-PQ PASSA POR ESSA MUDANÇA: favorece/estimula a oxidação de ácidos graxos de cadeia longa e/ou muito longa 
 
• Como ocorre a lançadeira: 
 
-Esse acilCoA-graxo é uma molécula que sera reconhecida como substrato para a primeira enzima chamada de 
carnitina-aciltransferase I (CAT1) 
-CAT1 reconhece o acil-CoA graxo e faz o papel de transferir o grupamento CoA-SH: deixa o chupamento CoA-SH no 
citosol e marcar a molécula de AG com a carnitina → formação de complexo para alcançar o espaço intermembrana 
-O transportador transmembrana na membrana mitocondrial interna: permite que esse complexo alcance a matriz e 
sofra a ação da CAT 2 
- A CAT 2 pega o complexo e regenera a carnitina → após liberar a carnitina, a CAT 2 marco o AG com CoA-SH 
novamente → molécula então é reconhecida para passar pelos processos da via metabólica de beta-oxidação 
- A canitina livre volta para o citosol → passa pelo transportador da membrana mitocondrial interna → passa 
livremente pela membrana mitocondrial externa → fica disponível novamente no citosol 
NA MITOCÔNDRIA: A OXIDAÇÃO 
-A oxidação dos ácidos graxos ocorre em três etapas 
1. Betaoxidação: nesta etapa os ácidos graxos sofrem remoção oxidativa de sucessivas unidades de dois 
carbonos na forma de acetilCoA, começando pela extremidade carboxílica da cadeia acil-graxo 
 
 
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-Na beta oxidação, são removidos 2 carbonos de cada vez na forma de acetil-CoA. Para que ocorra essa remoção, 
são necessárias 4 enzimas, sendo que a primeira enzima (acil-CoA-desidrogenase) só irá exercer sua função se 
houver na molécula o grupo CoA e a última enzima (tiolase) é a responsável por marcar a molécula remanescente 
para continuar no ciclo e perder, novamente, 2 carbonos 
PALMITOIL- CoA 
-Possui 16 carbonos → acido graxos de cadeia longa 
-o ácido palmítico é um AG que serve como fonte energético para diferentes tecidos 
-Possui uma síntese endógena: é não essencial 
-Serve como exemplo para demonstração da betaoxidação 
-O palmitoil-CoA é o equivalente ao acil-CoA graxo gerado na matriz mitocondrial finalizado pela ação da CAT2 
 
O CICLO DO PALPITOIL-CoA 
-Passa por 4 etapas enzimáticas que participam do ciclo da beta-oxidação 
FINALIDADE: remover a acetil-CoA e a molécula encurtada do ácido graxo que a originou (ex: acil-CoA) 
CICLO DE LYNEN – beta oxidação 
I. Acil-CoA desidrogenase 
II. Enoil-CoA hidratase 
III. Beta-hidroxialcil-CoA desidrogenase 
IV. Tiolase 
Concomitantemente a esses eventos, há ainda: 
• Nas etapas 1 e 3: as enzimas liberam os produtos da reação o FADH2 e NADH 
-Logo, para cada molécula de acetil-CoA gerada, temos 1 FADH2 e 1 NADH sendo gerados 
 
 
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• Na etapa 2: ocorre a liberação, por meio de todas as etapas do ciclo, o encurtamento da molécula de ácido 
graxo, liberando para etapa 2, 8 moléculas de acetil-CoA: em 1 há 16 carbonos; em 2 há 8 carbonos 
(encurtamento pela metade) 
-Esses acetil-CoA entra no ciclo do ácido cítrico 
• O NADH e o FADH impulsionam a cadeia respiratória → otimizam a obtenção de um saldo energético mais 
favorável para as funções cardíacas do que qualquer outro combustível energético 
SALDO ENERGÉTICO DA BETA-OXIDAÇÃO 
-108 ATP → desconta-se 2 ATPs que são usados na ativação no citosol antes do circuito da carnitina: 106 ATPs 
CONTRIBUIÇÃO DAS ENZIMAS 
A. BETA-OXIDAÇÃO 
• Para cada molécula de FADH2 gerada, há 1,5 ATP 
• Para cada NADG, há 2,5 ATP 
• Ao final: 4 ATPs → como ocorre 7 beta-oxidação de ácido graxo: multiplica-se 7 x 4: 28 ATP 
B. EM CADA VOLTA DO CICLODE KREBS 
• 3 NADH → gera 2,5 ATPs 
• 1 FADH2 → 1,5 ATPs 
• 1 ATP formado diretamente 
• Para cada molécula de acetil-CoA (cada volta) → 10 ATPs gerados 
São 8 moléculas de acetil-Coa geradas a partir do palmitoil → 8 x 10: total de 80 
CONSIDERAÇÕES IMPORTANTES 
1. Os ácidos graxos são os principais substratos usados pelas mitocôndrias para fornecer energia ao miocárdio 
em condições normais 
NO ENTANTO: 
2. Durante a remodelação do coração, a preferência do combustível muda para a glicose 
3. Nos estágios iniciais da remodelação cardíaca, as mudanças no metabolismo energético são consideradas 
cruciais para proteger o coração de danos irreversíveis pelo acúmulo de espécies reativas de oxigênio 
A TROCA DE COMBUSTÍVEL ENERGÉTICA É TRANSITÓRIA, POIS: 
4. A baixa oxidação de ácidos graxos e estímulo da via glicolítica levam a lipotoxicidade, acidose e baixa 
produção de ATP. Embora a função miocárdica esteja diretamente associada ao metabolismo energético, as 
vias metabólicas podem ser alvos potenciais para terapia na insuficiência cardíaca 
5. Estudos revelam que a L-carnitina é efeicas para a queima de gorduras quando a sua ingestão for aliada a 
atividade física aeróbica e hábitos saudáveis de ingesta de gosdura