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Bioquímica ED08

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ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
1 
 
Bioquímica 
Catabolismo de ácidos graxos 
 
1) Como ocorre a digestão dos lipídios que ingerimos na dieta? 
Para serem absorvidos através da parede intestinal, os triacilglicerois 
ingeridos na dieta precisam ser convertidos de partículas gordurosas 
macroscópicas insolúveis para micelas microscópicas finamente dispersas. Essa 
conversão é feita principalmente pelos sais biliares, como o ácido taurocólico, 
que são liberados no duodeno após a ingestão de refeição rica em lipídios e 
agem como detergentes biológicos convertendo as gorduras alimentares em 
micelas mistas de sais biliares e triacilglicerois. (Passo ①). 
 
 
A formação de micelas aumenta enormemente a fração de moléculas 
lipídicas acessíveis à ação das lipases hidrossolúveis no intestino. A ação 
dessas lipases converte os triacilglicerois em monoacilglicerois, diacilglicerois 
ácidos graxos livres e glicerol. (Passo ②). 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
2 
 
Esses produtos da ação das lipases se difundem para o interior das 
células epiteliais que recobrem a mucosa intestinal (Passo ③), onde eles são 
reconvertidos em triacilglicerois e agrupados com o colesterol da dieta e com 
proteínas específicas, formando agregados lipoproteicos chamados 
quilomícrons. (Passo ④). 
As porções proteicas das lipoproteínas são reconhecidas por receptores 
existentes na superfície celular. Na captação dos lipídios do intestino, os 
quilomícrons que contém a apolipoproteína C-II (apoC-II) movem-se da mucosa 
intestinal para o sistema linfático, de onde saem para a corrente sanguínea e são 
transportados para os músculos e para o tecido adiposo (passo ⑤). 
Nos capilares desses tecidos, a enzima extracelular lipase lipoproteica é 
ativada pela apoC-II. Essa enzima hidrolisa os triacilglicerois em ácidos graxos 
e glicerol (passo ⑥), que são captados pelas células dos tecidos-alvo (passo 
⑦). Nos músculos, os ácidos graxos são oxidados para obtenção de energia; 
no tecido adiposo, eles são reesterificados e armazenados como triacilglicerois 
(passo ⑧). 
 
2) Qual a importância das lipoproteínas na absorção dos lipídios 
provenientes da dieta? 
O colesterol e os ésteres do colesterol, como os triacilglicerois e 
fosfolipídios, são essencialmente insolúveis em água. A absorção desses lipídios 
provenientes da dieta ocorre graças a junção com as apolipoproteínas, que dão 
origem às lipoproteínas. 
As lipoproteínas são formadas por 
lipídios essencialmente insolúveis em 
água no centro e por cadeias laterais 
proteicas e grupos iônicos lipídicos que 
são hidrofílicos. As porções proteicas 
das lipoproteínas, que ficam na porção 
mais externa, são reconhecidas por 
receptores existentes na superfície 
celular, os quais permitem sua absorção. 
A absorção dos lipídios 
provenientes da dieta é feita pelos 
quilomícrons, que são as maiores e 
menos densas lipoproteínas do corpo 
humano. 
 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
3 
 
3) O que é uma lipoproteína? 
As apolipoproteínas são proteínas existentes no sangue, que se ligam aos 
lipídios e são responsáveis pelo transporte dos triacilglicerois, fosfolipídios, 
colesterol e ésteres do colesterol entre os vários órgãos. A ligação entre 
apolipoproteínas e lipídios originam partículas esféricas denominadas 
lipoproteínas. 
As lipoproteínas são constituídas por lipídios hidrofóbicos no centro e, na 
superfície, por cadeias laterais proteicas hidrofílicas e por grupos iônicos dos 
lipídios. 
As lipoproteínas se classificam de acordo com a densidade de suas 
moléculas. Elas podem ser: quilomícrons, VLDL, LDL ou HDL. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
4 
 
4) Quais são as diferenças entre as lipoproteínas? 
As apolipoproteínas podem combinar-se com vários tipos de lipídios para 
formar várias classes de lipoproteínas. Essas diferentes combinações entre 
lipídios e apolipoproteínas produzem lipoproteínas com densidades diferentes, 
as quais variam desde quilomícrons até lipoproteínas de densidade muito alta 
(HDL). Cada classe de lipoproteína tem uma função especifica, determinada por 
seu lugar de síntese, composição lipídica e conteúdo de apolipoproteína. 
Os quilomícrons são as maiores lipoproteínas e também as menos 
densas, contendo uma alta proporção de triacilglicerois. Eles são sintetizados no 
reticulo endoplasmático das células epiteliais que recobrem a superfície interna 
do intestino delgado e, então, são transportados através do sistema linfático e 
entram na corrente sanguínea através da veia subclávia. 
Quando a dieta contem mais ácidos graxos que a quantidade 
imediatamente necessária como combustível, os ácidos graxos são convertidos 
em triacilglicerois no fígado e unidos com apolipoproteínas específicas para 
formar lipoproteínas de muito baixa densidade, as VLDL (very-low-density 
lipoprotein). 
A perda excessiva dos triacilglicerois converte algumas VLDL em 
lipoproteínas de densidade baixa, LDL (low-density lipoprotein). Muito ricas em 
colesterol e em ésteres do colesterol e contendo apoB-100 como sua principal 
apolipoproteína, as LDL transportam o colesterol para os tecidos periféricos 
(outros tecidos que não o fígado), que possuem receptores de superfície 
específicos que reconhecem a apoB-100. 
O quarto tipo principal das lipoproteínas, a lipoproteína de alta densidade, 
HDL (high-density lipoprotein), é sintetizada no fígado e no intestino delgado 
como pequenas partículas ricas em proteína e contendo relativamente pouco 
colesterol e nenhum éster de colesterol. 
 
Lipoproteína 
Densidade 
(g/mL) 
Composição (% em peso) 
Proteína Fosfolipídios 
Colesterol 
livre 
Ésteres do 
colesterol 
Triacilglicerois 
Quilomícrons <1.006 2 9 1 3 85 
VLDL 0.95-1.006 10 18 7 12 50 
LDL 1.006-1.063 23 20 8 37 10 
HDL 1.063-1.210 55 24 2 15 4 
 
 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
5 
 
5) Descreva como ocorre a mobilização dos ácidos graxos desde a 
ligação da adrenalina no seu receptor específico até o seu consumo dentro 
de uma célula muscular. 
 
Baixos níveis ou necessidade de glicose no sangue desencadeiam a 
liberação de hormônios, como adrenalina e insulina, que fazem com que os 
triacilglicerois armazenados no tecido adiposo sejam mobilizados e 
transportados para aqueles tecidos nos quais os ácidos graxos podem ser 
oxidados para a produção de energia. Esses hormônios que sinalizam que o 
organismo está necessitando de energia metabólica se ligam ao seu receptor na 
membrana dos adipócitos (①) e ativam a adenilato ciclase (②) que, através de 
uma proteína G, aumenta a concentração de um segundo mensageiro, o AMP 
cíclico (cAMP). 
Por sua vez, uma proteína quinase – dependente de cAMP – fosforila e 
ativa (③) a lipase de triacilglicerois hormônio-sensível, a qual hidrolisa as 
ligações ésteres dos triacilglicerois (⑤), tornando-os ácidos graxos. A proteína 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
6 
 
quinase dependente de cAMP (PKA) também fosforila as moléculas de perilipina 
(④) da superfície da gotícula de lipídio. As moléculas de perilipina fosforilada 
atraem a lipase hormônio-sensível para o interior da gotícula de lipídio, onde ela 
pode começar a hidrólise dos triacilglicerois em ácidos graxos livres e glicerol. 
Os ácidos graxos livres passam do interior do adipócito para o sangue (⑥), onde 
se ligam à proteína albumina ou soroalbumina. 
Ligados à albumina, que é uma proteína solúvel, os ácidos graxos, que 
são insolúveis, são transportados na corrente sanguínea até os tecidos onde os 
eles podem ser oxidados, como o tecido muscular esquelético. Ao chegar no 
tecido, os ácidos graxos se dissociam da albumina e se difundem para o interior 
do citosol dos miócitos, através de uma proteína transportadora de ácido graxo 
(⑦). 
No miócito, os ácidos graxos são oxidados à CO2 e a energia dessa 
oxidação é conservada em ATP (⑧), que serve de combustívelpara a contração 
muscular e outros mecanismos metabólicos requeridos pelo miócito. 
6) Como o glicerol é aproveitado como fonte de energia? 
 
O glicerol liberado pela 
ação da lipase hormônio-sensível 
é fosforilado pela enzima glicerol 
quinase e resulta em glicerol-3-
fosfato, que é oxidado em 
diidroxiacetona fosfato. A enzima 
glicolítica triose fosfato isomerase 
converte esse composto em 
gliceraldeído-3-fosfato, que é 
oxidado por meio da via glicolítica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
7 
 
7) Qual a importância da acil-CoA graxo sintetase? 
Antes de serem transportados para o interior das mitocôndrias, onde 
serão oxidados, os ácidos graxos precisam ser ativados. Essa ativação é feita 
através da conversão do ácido graxo em acil-CoA graxo, em uma reação que 
envolve dois passos e é catalisada pelas enzimas acil-CoA graxo sintetase e 
pirofosfatase inorgânica. 
 
 
A formação dos acil-CoA graxos é favorecida pela hidrólise de duas 
ligações de alta energia do ATP; o pirofosfato formado na reação de ativação é 
imediatamente hidrolisado por uma segunda enzima, uma pirofosfatase 
inorgânica, que força a reação de ativação precedente na direção da formação 
do acil-CoA graxo. 
 
 
 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
8 
 
8) Descreva como ocorre a entrada do ácido graxo ativado na 
mitocôndria. 
As enzimas responsáveis pela oxidação dos ácidos graxos nas células 
dos animais estão localizadas na matriz mitocondrial. Porém, os ácidos graxos 
livres que, provindos do sangue, entram no citosol das células não podem passar 
diretamente para o interior das mitocôndrias, através de suas membranas, sem 
sofrerem antes uma série de três reações enzimáticas. 
A primeira reação é catalisada por uma família de isoenzimas presentes 
na membrana mitocondrial externa, as acil-CoA sintetases, que promovem a 
reação geral: 
Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑥𝑜 + 𝐶𝑜𝐴 + 𝐴𝑇𝑃 ↔ 𝑎𝑐𝑖𝑙 − 𝐶𝑜𝐴 𝑔𝑟𝑎𝑥𝑜 + 𝐴𝑀𝑃 + 𝑃𝑃𝑖 
Os ésteres dos acil-CoA graxos formados na membrana mitocondrial 
externa não cruzam a membrana mitocondrial interna intacta. Assim, o grupo 
acil-graxo é transientemente ligado ao grupo hidroxila da carnitina, formando o 
derivado acil-graxo carnitina. Essa transesterificação é catalisada pela carnitina 
aciltransferase I, presente na face externa da membrana interna. O éster acil-
carnitina graxo cruza a membrana mitocondrial interna e chega a matriz por 
difusão facilitada por meio do transportador acil-carnitina/carnitina. 
 
 
No terceiro e último passo do processo de entrada, o grupo acil-graxo e 
transferido enzimaticamente da carnitina para coenzima A intramitocondrial pela 
carnitina aciltransferase II. Essa isoenzima está localizada na face interna da 
membrana mitocondrial interna, onde ela regenera o acil-CoA graxo e o libera, 
juntamente com a carnitina livre, na matriz mitocondrial. A carnitina reentra no 
espaço entre as membranas mitocondriais interna e externa por meio do 
transportador acil-carnitina/carnitina. 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
9 
 
9) Descreva a β-oxidação do ácido palmítico. 
O ácido palmítico é um ácido graxo saturado com cadeia de 16 átomos de 
carbono. A β-oxidação é o primeiro estágio da oxidação mitocondrial dos ácidos 
graxos. Nela, os ácidos graxos sofrem a remoção oxidativa de sucessivas 
unidades de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA, começando pela 
extremidade carboxila da cadeia do ácido graxo. 
A β-oxidação dos ácidos graxos saturados, como o ácido palmítico, possui 
quatro passos básicos. 
No primeiro passo, uma desidrogenação produz uma dupla ligação entre 
os átomos de carbono α e β (C-2 e C-3), liberando um trans-Δ2-enoil-CoA. Esse 
primeiro passo é catalisado por três isozimas da acil-CoA desidrogenase. No 
caso do ácido palmítico, que possui cadeia de 16 átomos de carbono, a isozima 
que responsável é a desidrogenase de acil-CoA de cadeia longa, ou LCAD (long-
chain acyl-CoA dehydrogenase). 
No segundo passo da sequência de oxidação do ácido graxo, uma 
molécula de água é adicionada à dupla ligação do trans-Δ2-enoil-CoA para 
formar o estereoisômero L do β-hidroxiacil-CoA. Essa reação é catalisada pela 
enoil-CoA hidratase. 
No terceiro passo, o L-β-hidroxiacil-CoA é desidrogenado para a forma β-
cetoacil-CoA pela ação da β-hidroxiacil-CoA desidrogenase; o NAD+ é o receptor 
de elétrons. O NADH formado nessa reação transfere seus elétrons para a 
NADH desidrogenase, um transportador de elétrons da cadeia respiratória. 
O quarto e último passo é catalisado pela acil-CoA acetiltransferase 
(comumente chamada tiolase); ela promove a reação do β-cetoacil-CoA com 
uma molécula de coenzima A livre para romper o fragmento carboxiterminal de 
dois átomos de carbono do ácido graxo original na forma de acetil-CoA. O outro 
produto e o tioéster de coenzima A e do ácido graxo original, agora diminuído de 
dois átomos de carbono. 
No caso do ácido palmítico, que possui cadeia com 16 átomos de carbono, 
são necessárias sete passagens pela sequência de reações da β-oxidação para 
oxidar a molécula em oito moléculas de acetil-CoA. A equação global é: 
 
𝑃𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑜𝑖𝑙˗𝐶𝑜𝐴 + 7𝐶𝑜𝐴 + 7𝐹𝐴𝐷 + 7𝑁𝐴𝐷+ + 7𝐻2𝑂
→ 8 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑙˗𝐶𝑜𝐴 + 7𝐹𝐴𝐷𝐻2 + 7𝑁𝐴𝐷𝐻 + 7𝐻
+ 
 
 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
11 
 
10) Descreva a β-oxidação do ácido linoleico. 
A maioria dos ácidos graxos nos triacilglicerois e nos fosfolipídios de 
animais e vegetais são insaturados, possuindo uma ou mais duplas ligações. 
Essas ligações estão na configuração cis e não podem sofrer a ação da enoil-
CoA hidratase, a enzima que catalisa a adição de H2O na dupla ligação trans do 
Δ2-enoil-CoA gerado durante a β-oxidação. Entretanto, por meio da ação de duas 
enzimas auxiliares, a oxidação dos ácidos graxos pela sequência que ocorre com 
os ácidos graxos saturados pode também quebrar os ácidos graxos insaturados 
comuns. 
O ácido linoleico é um ácido graxo com 18 carbonos e duas instaurações 
em C-9 e C-12. Ele é convertido em linoleoil-CoA, transportado através da 
membrana mitocondrial como linoleoil-carnitina e, então, convertido novamente 
em linoleoil-CoA na matriz da mitocôndria. 
O linoleoil-CoA passa então por três passos do ciclo de oxidação dos 
ácidos graxos e libera três moléculas de acetil-CoA, além de um éster de 
coenzima A de um ácido graxo insaturado, com 12 carbonos e uma configuração 
cis-Δ3, cis-Δ6. Esse intermediário não pode ser empregado pelas enzimas da via 
de β-oxidação; pois suas duplas ligações possuem configuração cis, e não trans. 
Entretanto, a ação combinada da enoil-CoA isomerase e da 2,4-dienoil-CoA 
redutase permite a reentrada desse intermediário na via normal de β-oxidação e 
a sua degradação em seis moléculas de acetil-CoA. O resultado global é a 
conversão do linoleato em nove moléculas de acetil-CoA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graxo
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
13 
 
11) Descreva β-oxidação de um ácido graxo com 17 moléculas de 
Carbono? 
Ácidos graxos de cadeia longa e número ímpar de átomos de carbono são 
oxidados pela mesma via dos ácidos com número par de átomos de carbono, 
começando sempre na extremidade da cadeia que contém a carboxila. 
Entretanto, o substrato para o último passo por meio da sequência de β-oxidação 
é um acil-CoA graxo que tem cinco átomos de carbono. Quando esse ácido é 
clivado mais uma vez, os produtos são acetil-CoA e propionil-CoA. O acetil-CoA 
é oxidado pela via do ácido cítrico, mas o propionil-CoA toma uma via enzimática 
incomum, envolvendo três enzimas. 
 
O propionil-CoA é primeiro carboxilado para formar o estereoisômero D 
do metilmalonil-CoA pela propionil-CoA carboxilase, quecontém o cofator 
biotina. 
O D-metilmalonil-CoA assim formado é enzimaticamente epimerizado, 
formando seu estereoisômero L pela ação da metilmalonil-CoA epimerase. O L-
metilmalonil-CoA sofre então um rearranjo intramolecular e forma o succinil-CoA, 
que pode entrar no ciclo do ácido cítrico. Esse rearranjo é catalisado pela 
metilmalonil-CoA mutase, que requer a coenzima B12, derivada da vitamina B12 
(cobalamina). 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
14 
 
12) Quantos ATP’s são formados a partir da oxidação completa do ácido 
láurico? 
O ácido láurico, também chamado ácido dodecanoico, é um ácido 
graxo saturado com fórmula molecular C12H24O2. A oxidação completa dessa 
substância resulta num saldo de 95 moléculas de ATP. 
 
13) Como ocorre a β-oxidação? 
A oxidação mitocondrial dos ácidos graxos ocorre em três estágios: β-
oxidação, ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa. Na β-oxidação, os ácidos 
graxos sofrem a remoção oxidativa de sucessivas unidades de dois átomos de 
carbono na forma de acetil-CoA, começando pela extremidade carboxila da 
cadeia do ácido graxo. 
A β-oxidação é realizada de acordo com a saturação e o número de 
átomos de carbono presentes na cadeia dos ácidos graxos. Nos ácidos graxos 
saturados, a β-oxidação é feita em 4 etapas: (1) desidrogenação; (2) adição de 
água à dupla ligação formada; (3) oxidação do β-hidroxiacil-CoA à uma cetona, 
e (4) clivagem tiolítica por meio da coenzima A. Já a oxidação dos ácidos graxos 
insaturados requer duas reações adicionais, catalisadas por uma isomerase e 
por uma redutase. A oxidação completa de ácidos graxos de número ímpar 
requer três reações extras, catalisadas pelas enzimas: propionil-CoA 
carboxilase, metilmalonil-CoA epimerase e metilmalonil-CoA mutase. 
É importante ressaltar que, embora nas células animais o principal sítio 
de oxidação dos ácidos graxos seja a matriz mitocondrial, outros compartimentos 
– como os peroxissomos – também contêm enzimas capazes de oxidar os ácidos 
graxos até acetil-CoA, por uma via similar àquela existente na mitocôndria. 
A diferença entre as vias existentes na mitocôndria e no peroxissomo está 
no primeiro passo. Nos peroxissomos, a flavoproteína desidrogenase que 
introduz a dupla ligação passa seus elétrons diretamente para O2, produzindo 
H2O2. Além disso, nos peroxissomos, a energia liberada no primeiro passo 
oxidativo da quebra dos ácidos graxos é dissipada na forma de calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gordura_saturada
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
15 
 
14) Como ocorre a regulação da oxidação dos ácidos graxos em um 
paciente diabético? 
A produção e a exportação dos corpos cetônicos pelo fígado permitem a 
oxidação continuada e regulada dos ácidos graxos, mesmo com uma oxidação 
mínima do acetil-CoA no próprio fígado. Entretanto, o diabetes melito não-tratado 
leva a uma superprodução de corpos cetônicos, à qual se associam problemas 
médicos muito sérios. 
No diabetes não-tratado, a insulina está presente em quantidade 
insuficiente e os tecidos extra-hepáticos não conseguem captar a glicose do 
sangue de forma eficiente. Para aumentar o nível da glicose sanguínea, a 
gliconeogênese no fígado é acelerada, o que também ocorre com a oxidação 
dos ácidos graxos no fígado e nos músculos, resultando em uma produção de 
corpos cetônicos em quantidade acima da capacidade de sua oxidação pelos 
tecidos extra-hepáticos. 
O aumento de acetoacetato e D-β-hidroxibutirato nos níveis sanguíneos 
diminui o pH do sangue, provocando uma condição conhecida como acidose. 
Uma acidose extrema pode provocar o coma e, em não raros casos, a morte. Os 
corpos cetônicos no sangue e na urina de diabéticos não-tratados podem atingir 
níveis extraordinariamente altos; essa condição é conhecida como cetose. 
 
 
 
 ESTUDO DIRIGIDO 3 
 MÓDULO 2 
16 
 
15) Como se dá a formação dos corpos cetônicos até a sua utilização 
como fonte de energia? 
Durante a oxidação dos ácidos graxos no fígado dos seres humanos, o 
acetil-CoA formado na β-oxidação pode entrar no ciclo do ácido cítrico, ou pode 
ser convertido nos chamados “corpos cetônicos” – que são acetona, 
acetoacetato e D-β-hidroxibutirato –, os quais são exportados para outros tecidos 
através da circulação sanguínea. 
Indivíduos bem nutridos produzem corpos cetônicos em quantidades 
relativamente pequenas. Quando ocorre aumento da concentração do acetil-
CoA (jejum ou diabetes não-tratado, por exemplo), a enzima tiolase catalisa a 
condensação de duas moléculas de acetil-CoA formando o acetoacetil-CoA, o 
progenitor dos três corpos cetônicos. 
Então, o acetoacetil-CoA condensa-se com acetil-CoA para formar o β-
hidroxi-β-metilglutaril-CoA (HMG-CoA), o qual é quebrado para formar 
acetoacetato livre e acetil-CoA. O acetoacetato livre recém produzido é reduzido 
em D-β-hidroxibutirato por meio de uma reação reversível catalisada pela enzima 
mitocondrial D-p-hidroxibutirato desidrogenase. 
Nas pessoas saudáveis, a acetona é formada quando o acetoacetato 
perde um grupo carboxila, e isso ocorre em quantidades extremamente 
pequenas. O acetoacetato é facilmente descarboxilado; o grupo carboxila pode 
ser perdido espontaneamente ou pela ação da enzima acetoacetato 
descarboxilase. 
Nos tecidos extra-hepáticos, o D-β-hidroxibutirato é oxidado até 
acetoacetato pela D-β-hidroxibutirato desidrogenase. O acetoacetato é ativado 
para formar o éster da coenzima A por transferência de CoA do succinil-CoA, em 
uma reação catalisada pela β-cetoacil-CoA transferase. O acetoacetil-CoA é 
então clivado pela tiolase para liberar duas moléculas de acetil-CoA que entram 
no ciclo do ácido cítrico. 
 
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