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19 Bioquímica Metabólica | Bárbara C. Rovaris | Prof. Liz Claudio Miletti O catabolismo de lipídios consiste na degradação deles em substratos que o organismo precisa. Sendo assim, a quebra dos lipídios acontece no período pós-absortivo, ou seja, quando o animal está em jejum. Os lipídios são moléculas apolares, e por esse motivo, eles não conseguem se movimentar livremente pela corrente sanguínea, já que o sangue é polar. Sendo assim, no organismo existem as lipoproteínas. As lipoproteínas são as moléculas responsáveis por realizar o transporte dos lipídios pela corrente sanguínea. Elas são formadas por uma camada de fosfolipídios, que ficam com sua cabeça polar voltada para o exterior, e com suas caudas apolares voltadas para o interior da lipoproteína. Além disso, elas possuem apolipoproteínas, que envolvem a lipoproteína, e são as responsáveis pelo reconhecimento da lipoproteína pelos tecidos do corpo. Dessa forma, existem quatro tipos de lipoproteínas nos organismos: os quilomícrons são as maiores lipoproteínas do organismo. o VLDL é uma lipoproteína de muita baixa densidade. o LDL é uma lipoproteína de baixa densidade. o HDL é uma lipoproteína de alta densidade. Sendo assim, essas lipoproteínas participam de ciclos endógenos e exógenos dos lipídios do organismo animal. o ciclo exógeno dos lipídios é o percurso feito pelos lipídios provenientes da alimentação dos animais. A lipoproteína responsável por fazer o transporte desses lipídios é o quilomícron. Dessa forma, o quilomícron é produzido pelo fígado, e é levado até o intestino, onde ele empacota moléculas de triglicerídeos e colesterol oriundos da alimentação. Depois disso, o quilomícron passa pelos tecidos do corpo para liberar os triacilgliceróis e o colesterol que está carregando. Então, as células dos tecidos reconhecem as apolipoproteínas e se ligam aos quilomícrons. E depois, elas os rompem, através da enzima lipoproteína lipase, e retiram os lipídios que estavam no interior da lipoproteína. Os quilomícrons que ficam vazios ou com pouco material em seu interior, passam a ser chamados de quilomícrons remanescentes. Esses, por sua vez, são recolhidos pelo fígado, onde são degradados. o ciclo endógeno dos lipídios é o percurso feito pelos lipídios sintetizados pelo próprio organismo. Dessa forma, os lipídios produzidos pelo fígado são empacotados pela lipoproteína VLDL, também produzida pelo fígado. Por esse motivo, ela tem uma densidade muito baixa, já que está cheia de triacilgliceróis e colesteróis. O VLDL passa pelos tecidos e libera seu conteúdo. Conforme ele vai perdendo os lipídios de seu interior, o VLDL vira LDL, uma vez que ao perder lipídios, ele ganha densidade, e por isso, passa a ser uma lipoproteína de baixa densidade. O LDL, por sua vez, continua passando pelos tecidos e liberando lipídios para as células. Porém, as células do corpo captam mais triacilgliceróis do que colesterol, e, assim, o LDL fica rico em colesterol. É Catabolismo de Lipídios 20 Bioquímica Metabólica | Bárbara C. Rovaris | Prof. Liz Claudio Miletti por esse motivo, que ele pode participar de certos eventos patológicos, como a arteriosclerose. O fígado é o órgão responsável por captar esses LDL ricos em colesterol, e a partir da degradação deles, ele produz colesterol da bile ou sais biliares, que atuam como detergentes. Além disso, o HDL também participa desse ciclo. Ele é produzido no fígado, e, ao contrário do VLDL, sai vazio, ou seja, com uma alta densidade. Dessa forma, o HDL passa pelos tecidos e retira o colesterol em excesso, levando-o para o fígado a fim de ser degradado. Sendo assim, o HDL realiza o caminho reverso do LDL no organismo. Os triacilgliceróis são degradados por uma enzima chamada de lipase. Ela quebra os triacilgliceróis em três ácidos graxos e um glicerol. O glicerol é levado para o fígado, onde é convertido à glicose pela gliconeogênese. Já os ácidos graxos podem são transportados pelo sangue ligados a proteína albumina, e são utilizados pelos tecidos como fonte de energia; ou eles podem ser degradados até outros substratos necessários para o organismo. Os ácidos graxos provenientes da dieta ou do tecido adiposo, são degradados através de uma via especial, chamada via da β-Oxidação, que acontece no interior da mitocôndria. Sendo assim, o ácido graxo, primeiramente, se liga a uma coenzima A (CoA), através de uma reação catalisada pela enzima acil-CoA sintetase, na qual ocorre a quebra de uma molécula de ATP em AMP+PPi. O ATP ativa o ácido graxo e a CoA o ataca, formando, então, uma molécula de Acil-CoA. Porém, essa reação acontece no citosol da célula, e para o ácido graxo ser degradado ele precisa ir para o interior da mitocôndria. Então, para poder ir para a mitocôndria o Acil-CoA é transformado em Acil- Carnitina, porque apenas moléculas ligadas a carnitina conseguem ultrapassar as duas membranas da mitocôndria. Essa reação é catalisada pela enzima acil-carnitina transferase. Então, a Acil-Carnitina entra na mitocôndria e lá ela é transformada, novamente, em Acil-CoA, pela mesma enzima, uma vez que agora que já está no 21 Bioquímica Metabólica | Bárbara C. Rovaris | Prof. Liz Claudio Miletti Via da β-Oxidação. interior da matriz mitocondrial não é mais necessário estar ligada a carnitina. Sendo assim, o Acil-CoA é oxidado na Via da β- Oxidação ou Ciclo de Leynen, produzindo: Acetil-CoA, NADH+ e FADH2. A via da β-Oxidação ou Ciclo de Leynen acontece no interior na mitocôndria, e consiste na oxidação de Acil-CoA para formar moléculas de Acetil-CoA, que serão usadas no Ciclo de Krebs. Dessa forma, um ácido graxo de 16 carbonos (Palmitoil-CoA), por exemplo, é transformado em Trans − 𝛥 − enoil-CoA, pela enzima Acil-CoA desidrogenase. Nessa reação, são retirados dois hidrogênios dos carbonos α e β do ácido graxo, que são doados a coenzima FAD+, que sai na forma de FADH2. Então, o Trans-𝛥 -enoil-CoA é transformado em L-Hidroxiacil-CoA pela enzima enoil-CoA hidratase. Em seguida, ele é transformado em β Cetoacil-CoA pela enzima β cetoacil-CoA. Essa reação é uma oxidação, na qual o L-Hidroxiacil-CoA é oxidado, e seus hidrogênios são passados para uma molécula de NAD+, que sai na forma de NADH+H+. Por fim, o β Cetoacil-CoA é quebrado em duas moléculas: um acetil-CoA e um acil-CoA, ou seja, é quebrado em uma molécula de dois carbonos e em outra molécula com os outros carbonos que compõem o ácido graxo, nesse caso os 14 carbonos restantes. O acil-CoA, então, refaz todo o ciclo até que ele seja totalmente convertido a Acetil-CoA. Dessa forma, para ser totalmente degradado, o Palmitoil-CoA passa 7 vezes pelo Ciclo de Leynen, e produz 8 moléculas de Acetil-CoA. 22 Bioquímica Metabólica | 2020.1 Contudo, os passos da Via da β-Oxidação são outros quando são ácidos graxos insaturados que estão sendo degradados, uma vez que eles são formados por ligações cis e trans. Sendo assim, ácidos graxos insaturados não conseguem ser totalmente degradados pelo Ciclo de Leynen como os ácidos graxos saturados. como esses ácidos graxos são formados por apenas uma dupla ligação, primeiramente, os carbonos ligados por ligações simples são retirados do ácido graxo através da Via da β-Oxidação. Porém, quando a célula encontra uma dupla ligação, ela não consegue quebrá-la pela Via da β-Oxidação, uma vez que ela é uma ligação cis, e o Ciclo de Leynen só consegue quebrar ligações trans. Dessa forma, a ligação cis precisa ser transformada em uma ligação trans, e isso é feito por uma enzima isomerase. Depois de ser transformada em uma ligação trans, o ácido graxo pode voltar a ser oxidado pelo Ciclo de Leynen até formar Acetil-CoA. a degradação acontece da mesmaforma que a dos ácidos graxos monoinsaturados. A única diferença é que como os poliinsaturados possuem mais de uma dupla ligação, todas essas ligações do tipo cis precisam ser transformadas em ligações do tipo trans para que a molécula possa ser totalmente degrada pelo Ciclo de Leynen e formar Acetil-CoA. Sendo assim, para transformar algumas ligações cis em trans, há a participação de moléculas de NADH+H+, que reduzem o ácido graxo e quebram essas duplas ligações, através da ação de uma enzima redutase. No caso dos ácidos graxos de cadeia ímpar, o Ciclo de Leynen acontece normalmente, porém na última volta são formados: uma molécula de Acetil-CoA e uma molécula de Propionil-CoA, uma vez que há um carbono a mais na cadeia. O propionil-CoA é, então, transformado em um intermediário para o Ciclo de Krebs, o Succinil-CoA. 23 Bioquímica Metabólica | 2020.1 Sendo assim, ele é transformado em D-Metilmalonil- CoA pela enzima carboxilase. Depois, o D- Metilmaolonil-CoA é transformado em L- Metilmalonil-CoA pela enzima epimerase. E essa molécula, por fim, é transformada em Succinil-CoA por uma enzima mutase. Dessa forma, o Propionil-CoA forma um substrato para ser utilizado no Ciclo de Krebs. Corpos cetônicos são resultados do uso do Acetil- CoA pelo fígado a fim de produzir compostos que o organismo possa transportar pela corrente sanguínea. Esses corpos cetônicos são captados pelos outros tecidos do corpo, e são transformados em Acetil-CoA novamente, para servirem como fonte de energia. Dessa forma, o fígado transforma, primeiramente, ácidos graxos em Acetil-CoA. Depois disso, ele pega 2 Acetil-CoA e os transforma em três tipos de corpos cetônicos: acetoacetato, acetona e β-hidroxibutirato. Isso é feito porque ligados a CoA, os corpos cetônicos não podem ser transportados pelo sangue. Dessa forma, os três corpos cetônicos são os responsáveis por levar carbonos oxidáveis para os tecidos no período pós-absortivo. Já que a glicose produzida pela gliconeogênese é usada pelos tecidos insulinoindependentes (cérebro, hemácias e retina). Sendo assim, os corpos cetônicos são levados até os tecidos, onde eles são transformados, novamente, em Acetil-CoA, para servirem como fonte de energia para eles quando o organismo está em jejum. 24 Bioquímica Metabólica | 2020.1
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