beta oxidação

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METABOLISMO DE LIPÍDEOS 
 
 
1- Como os lipídeos estocados no tecido adiposo são mobilizados 
durante o jejum ou o exercício? Explique como se dá a liberação e 
transporte dos ácidos graxos e para que serve este processo. 
 
Os lipídeos estocados no tecido adiposo sofrem a sinalização de 
hormônios que expressam a necessidade de energia metabólica. Assim, 
os triacilgliceróis armazenados no tecido adiposo são mobilizados e 
transportados aos tecidos nos quais os ácidos graxos podem ser 
oxidados para a produção de energia, sendo eles, a musculatura 
esquelética, o coração e o córtex renal. Quando o nível de glicose está 
baixo, resultante do jejum ou da prática de atividade física, os hormônios 
adrenalina e glucagon são secretados e estimulam a enzima adenilil 
ciclase (fica localizada na membrana plasmática dos adipócitos), que 
produz o mensageiro AMP cíclico. 
O AMP cíclico vai ativar a proteína cinase, levando a mudanças 
que abrem a gotícula do lipídeo para a ação de três lipases, dentre elas 
a triacilglicerol lipase, que é fosforilada e quebra o triglicerídeo em 
triacilglicerol e dialciglicerol. O dialciglicerol originará dois produtos. Os 
primeiros são os ácidos graxos livres, que passam dos adipócitos para o 
sangue, onde eles se ligam à albumina sérica e são transportados aos 
tecidos, como o músculo esquelético, o coração e o córtex renal. O 
segundo é o glicerol, que é fosforilado e oxidado para entrar nas vias 
glicolítica ou gliconeogênica. Ele ainda pode ser usado na síntese de 
triacilgliceróis ou de fosfolipídios. A degradação dos lipídeos tem o 
objetivo principal de liberar energia, a qual será utilizada pelos tecidos 
durante o jejum ou durante a prática do exercício físico. 
 
 
2- Explique as etapas enzimáticas da ativação dos ácidos graxos e 
seu transporte para o interior das mitocôndrias. Qual o objetivo e a 
importância deste processo? 
 
As enzimas da oxidação de ácidos graxos nas células animais 
estão localizadas na matriz mitocondrial. Assim, os ácidos graxos livres 
provenientes do sangue necessitam passar por um processo de 
transformação para conseguir adentrar no interior da matriz, já que eles 
possuem 14 carbonos ou mais e não conseguem passar livremente 
através das membranas mitocondriais. Logo, eles passarão por três 
reações enzimáticas do ciclo da carnitina. 
A primeira reação ocorre na membrana mitocondrial externa, 
catalisada pelas enzimas acil-CoA-sintetases, que catalisam a formação 
de uma ligação tioéster entre o grupo carboxil do ácido graxo e o grupo 
tiol da coenzima A para produzir um acil-CoA graxo, acoplado à 
clivagem do ATP em AMP e PPi. Essa Acetil – CoA graxo passará pela 
segunda reação, na qual a coenzima A será removida e ocorrerá a 
adição de uma molécula de carnitina, pela enzima carnitina 
aciltransferase I (atuará como transportador para que o composto 
consiga adentrar na face interna da membrana mitocondrial interna) 
formando acil-graxo-carnitina. Após a entrada da acil-graxo-carnitina na 
membrana mitocondrial interna, a carnitina será removida pela enzima 
carnitina aciltransferase II, que também adiciona Acetil CoA 
intramitocondrial, formando o Acetil -CoA graxo livre na matriz da 
mitocôndria e a carnitina retorna ao espaço intermembrana por meio do 
transportador acil-carnitina/carnitina. o Acetil -CoA graxo livre passará 
posteriormente pelo processo de beta – oxidação, necessário para a 
produção de energia utilizada no metabolismo. 
 
 
3- O que é a β-oxidação? Onde ela ocorre (órgão e localização na 
célula), quais são os produtos formados (a partir do ácido 
palmítico= C16) e os destinos destes produtos formados. 
A beta – oxidação é um processo de degradação de ácidos 
graxos para a liberação de energia, que acontece nos animais, 
protozoários e muitas bactérias. Nos animais, ele ocorre no fígado, no 
músculo cardíaco e no músculo esquelético, especificamente na matriz 
mitocondrial da célula, por meio da quebra e remoção sucessiva de 
unidades de 2 carbonos (na forma de Acetil – CoA), a partir da 
extremidade carboxílica da cadeia do ácido graxo. 
Ocorre em um ciclo de 7 rodadas das 4 reações de degradação, 
onde o ácido palmítico terá sua cadeia encurtada produzindo 8 
moléculas de Acetil – CoA (cada uma delas com 2 carbonos), 7 NADH, 7 
FADH2. O ganho líquido de ATP por molécula de palmitato 
completamente oxidada é de 106 ATPs (pois apesar de ter se formado 
108 ATPs, 2 ATPs são gastos no transporte do composto até a 
membrana interna da mitocôndria). 
 
4- Descreva os quatro passos básicos da β-oxidação dos ácidos 
graxos saturados. Por quê estes passos são repetidos? Quais são 
os produtos finais formados? 
A degradação do Acetil – CoA graxo pela beta- oxidação ocorre 
por meio de 4 reações enzimáticas. Na primeira, ocorre a formação de 
uma dupla ligação trans através da desidrogenação, catalisada pela 
enzima acil – CoA desidrogenase, e acumula - se energia na forma de 
FADH2. Na segunda reação, ocorre a hidratação da ligação dupla, 
catalisada pela enoil – CoA hidratase. Na terceira, há a desidrogenação 
dependente de NAD+, na qual a enzima L- hidroxiacil desidrogenase 
gerará a acumulação de energia na forma de NADH. Na quarta, haverá 
a clivagem da ligação Cα – Cβ em reação de tiólise com CoA, catalisada 
pela enzima β – cetoacil -CoA tiolase formando Acetil -CoA e um novo 
acil – CoA com 2 carbonos a menos. Serão necessárias 7 rodadas 
dessas 4 reações, pois o palmitato tem 16 carbonos e necessita ser 
transformado em moléculas de 2 carbonos para ser processado pela 
célula. Ao final, serão formadas 8 moléculas de Acetil – CoA, 7 NADH e 
7FADH2. As moleculas de Acetil – CoA podem entrar no ciclo de Krebs, 
ou podem ser convertidas em corpos cetônicos que serão exportados 
como combustíveis para outros tecidos via corrente sanguínea. 
 
5- Qual é o rendimento em ATP da oxidação completa do ácido 
palmítico (palmitato)? Explique. 
 
O rendimento total da oxidação completa do ácido palmítico é de 108 
ATPs por molécula de palmitato. Porém, o ganho liquido é de 106 ATPs, 
pois 2 ATPs foram gastos no transporte até a membrana interna da 
mitocôndria. 
 
6- Quais são as enzimas alostéricas e como se dá a regulação da β-
oxidação? 
 
Acil-CoA - desidrogenase, Enoil-CoA - hidratase, b-hidroxiacil-
CoA -desidrogenase, Acil-CoA - acetiltransferase (tiolase) 
A oxidação dos ácidos graxos é regulada de forma que ocorra apenas 
quando houver a necessidade de energia. No fígado, a acil-graxo-CoA 
formada no citosol tem duas vias principais abertas: sendo a primeira, a 
β - oxidação por enzimas na mitocôndria e a segunda, a conversão em 
triacilgliceróis e fosfolipídios por enzimas no citosol. A via tomada 
depende da taxa de transferência de acil-graxos - CoA de cadeia longa 
para dentro da mitocôndria. O ciclo da carnitina é o limitante para a 
oxidação de ácidos graxos, sendo um ponto de regulação importante. 
Uma vez que os grupos acil-graxos entram na mitocôndria, eles estão 
destinados à oxidação em acetil - CoA. 
 
7- Explique o que são os corpos cetônicos e a sua importância para 
os tecidos. Onde e de que modo os corpos cetônicos são 
formados? Explique. 
 
 Em humanos, e na maior parte de outros mamíferos, o acetil-CoA 
formado no fígado durante a oxidação dos ácidos graxos pode entrar no 
ciclo do ácido cítrico ou sofrer conversão a “corpos cetônicos”, acetona, 
acetoacetato e D-b-hidroxibutirato, para exportação a outros tecidos. A 
acetona, produzida em menor quantidade do que os outros corpos 
cetônicos, é exalada. O acetoacetato e o D - β - hidroxibutirato são 
transportados pelo sangue para tecidos extra-hepáticos, onde são 
convertidos em acetil-CoA e oxidados no ciclo de Krebs fornecendo 
muito da energia necessária para tecidos como o músculo esquelético e 
cardíaco e o córtex renal. 
O cérebro, que usa preferencialmente glicose como combustível, 
pode se adaptar ao uso de acetoacetato ou D-b-hidroxibutirato em 
condições de jejum prolongado, quando a glicose nãoestá disponível. A 
produção e exportação dos corpos cetônicos do fígado para tecidos 
extra-hepáticos permite a oxidação contínua de ácidos graxos no fígado 
quando acetil-CoA não está sendo oxidada no ciclo de Krebs. 
 
8- Como os tecidos extra-hepáticos utilizam os corpos cetônicos 
como combustíveis? 
 
Os corpos cetônicos produzidos durante o jejum são 
transformados em acetoacetato e o D - β – hidroxibutirato e depois 
convertidos em acetil-CoA e oxidados no ciclo de Krebs para fornecer 
energia para tecidos como o musculo esquelético e cardíaco e o córtex 
renal. 
 
9- O que acontece com a produção dos corpos cetônicos durante o 
jejum prolongado ou durante o Diabetes mellitus? Quais são as 
consequências para a saúde? 
 
Nos dois casos, como a glicose está indisponível a oxidação dos 
ácidos graxos é acelerada no fígado e músculos. Assim ocorre a 
produção de corpos cetônicos em quantidade acima da capacidade de 
oxidação nos tecidos extra-hepáticos. Com o aumento da concentração 
de acetoacetato e β – hidroxibutirato, há uma diminuição do pH do 
sangue, provocando acidose. Se essa acidose for extrema, ela pode 
provocar o coma e levar ate a morte. 
 
10- Qual é a etapa chave para a síntese de ácidos graxos? Explique a 
reação de formação do malonil-CoA, a enzima, o tipo de reação e a 
coenzima envolvida. 
 
A etapa chave para a síntese de ácidos graxos é a formação da 
Malonil CoA a partir de Acetil – CoA. É uma reação irreversível, 
catalisada pela Acetil – CoA carboxilase. 
A reação ocorre em duas etapas, sendo que primeiramente, um 
grupo carboxil derivado do bicarbonato é transferido para a biotina, em 
uma reação dependente de ATP. O grupo biotinila age como 
transportador temporário de CO2, transferindo-o para a acetil-CoA na 
segunda etapa, gerando malonil-CoA. A coenzima envolvida é a biotina. 
 
11- Explique todos os passos da síntese de ácidos graxos pela enzima 
ácido graxo sintase (passo a passo das reações). 
 
A síntese de ácidos graxos pela enzima acido graxo sintase, 
ocorre em 7 etapas. Essas etapas envolvem duas subdivisões 
existentes na enzima: uma parte pant e uma parte cys. Na primeira 
etapa, a parte cys da enzima agarra o grupo Acetil – CoA de forma que 
a coenzima A é eliminada. Na segunda etapa, a parte pant agarra o 
grupo Malonil – CoA e a coenzima A também é eliminada. Na terceira 
etapa, ocorre uma condensação, na qual o grupo Acetil é transferido 
para a parte pant e ocorre a junção dele com o Malonil, de forma que um 
carbono do Malonil é perdido na forma de Co2, gerando uma cadeia com 
4 carbonos. 
Na quarta etapa, a β – cetona é reduzida a um álcool pela 
transferência de elétrons do NADH de forma que uma ligação dupla é 
desfeita. Na quinta etapa, ocorre uma desidratação, onde a perca de 
uma molécula de água resulta em uma dupla ligação gerando uma 
cadeia insaturada. Na sexta reação, ocorre uma redução pelo NADPH, 
onde a ligação dupla é desfeita e forma se uma cadeia saturada. Na 
sétima reação, ocorre uma transferência do acido graxo crescente da 
parte pant para a parte cis e o ciclo começa de novo com a entrada de 
um outro Malonil. Quando o acido graxo tem 16 carbonos, o domínio da 
tiosterase catalisa a hidrolise do tioéster que liga o ácido graxo ao pant. 
Assim, ocorre a liberação do produto. 
 
12- Qual o hormônio envolvido com a síntese de ácidos graxos? Onde 
ele é produzido e como ele atua? 
 
O hormônio é a insulina que é secretado pelas células β das 
ilhotas pancreáticas após as refeições em resposta a elevação da 
concentração dos níveis circulantes de glicose. A insulina atua ativando 
a síntese de ácidos graxos no fígado em períodos de excesso de 
carboidratos, aumentando a disponibilidade de algumas enzimas, dentre 
elas, a enzima acetil-CoA carboxilase (ACC), que converte a acetil-CoA 
em malonil-CoA e a enzima ácido graxo sintetase (FAS), que converte a 
malonil-CoA em palmitato. 
 
 
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