Estudo dirigido- Metabolismo de lipídios /Odontologia UFPE

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
DISCENTE: LETÍCIA KARINY TELES DEUSDARÁ
ESTUDO DIRIGIDO- METABOLISMO DOS LIPÍDIOS
1)Sobre a digestão dos lipídios da dieta, responda:
1a)Esquematize o processo de digestão com as enzimas e os
respectivos hormônios peptídicos.
Boca: O início da digestão de lipídios da alimentação não começa na boca
efetivamente. Embora, nenhuma hidrólise de triglicérides ocorra na boca, os
lipídeos estimulam a secreção da lipase das glândulas serosas na base da
língua, mas como não permanece na boca sua função é quase nula.
Estômago: A lipase gástrica provavelmente corresponde àquela secretada
pela língua. Porém, o pH extremamente ácido do estômago não possibilita a
ação integral desta lipase gástrica, diminuindo a velocidade de sua ação
enzimática, havendo apenas a quebra de algumas ligações de ésteres de
ácidos graxos de cadeia curta. A ação gástrica na digestão dos lipídios está
relacionada com os movimentos peristálticos do estômago, produzindo uma
emulsificação dos lipídios, dispersando-os de maneira equivalente pelo bolo
alimentar.
Intestino: A chegada do bolo alimentar acidificado (presença de gordura e
proteína) no duodeno induz a liberação do hormônio digestivo
colecistocinina CCK(um peptídeo de 33 aminoácidos, também denominado
pancreozimina) que, por sua vez, promove a contração da vesícula biliar,
liberando a bile para o duodeno e estimula a secreção pancreática. Os
ácidos biliares são derivados do colesterol e sintetizados no fígado. São
denominados primários (ácido cólico, taurocólico, glicocólico,
quenodesoxicólico e seus derivados) quando excretados no duodeno, sendo
convertidos em secundários (desoxicólico e litocólico) por ação das bactérias
intestinais. A bile, ainda, excreta o colesterol sanguíneo em excesso,
juntamente com a bilirrubina (produto final da degradação da
hemoglobina). Sais biliares fazem a emulsificação da gordura, para que a
enzima lipase pancreática possa agir quebrando os triglicerídeos em
diglicerídeos e ácidos graxos livres. Os diglicéridos sofrem uma nova ação da
lipase dando origem a monoglicerídeos, ácidos graxos e glicerol. Cerca de
70% dos diglicerídeos são absorvidos pela mucosa intestinal e o restante
30% é o que será convertido em monoglicerídeos, ácidos graxos e glicerol. A
colecistocinina possui, ainda, função de estímulo do pâncreas para a
liberação do suco pancreático, juntamente com outro hormônio liberado pelo
duodeno, a secretina. O suco pancreático possui várias enzimas digestivas
(principalmente proteases e carboidratases) sendo a lipase pancreática a
responsável pela hidrólise das ligações ésteres dos lipídios liberando
grande quantidades de colesterol, ácidos Graxos, glicerol e algumas
moléculas de monoacilgliceróis. Ácidos graxos livres e monoglicerídeos
produzidos pela digestão formam complexos chamados micelas, que
facilitam a passagem dos lipídeos através do ambiente aquoso do lúmen
intestinal para borda em escova. Os sais biliares são então liberados de seus
componentes lipídicos e devolvidos ao lúmen do intestino. Na célula da
mucosa intestinal, os ácidos graxos e monoglicerídeos são reagrupados em
novos triglicerídeos, estes juntamente com o colesterol e fosfolipídeos são
circundados em forma de quilomícrons(QM). Os quilomícrons são
transportados e esvaziados na corrente sanguínea, e então levados para o
fígado, onde os triglicerídeos são reagrupados em lipoproteínas e
transportados especialmente para o tecido adiposo, para o metabolismo e
para o armazenamento. O colesterol é absorvido após ser hidrolisado da
forma de éster pela esterase colesterol pancreática. As vitaminas
lipossolúveis A, D, E e K também são absorvidas de maneira micelar, embora
algumas formas hidrossolúveis de vitaminas A, E e K e caroteno possam ser
absorvidas na ausência de sais biliares.
1b)Porque é imprescindível a presença dos sais biliares?
Sais biliares (ácidos biliares) são os maiores componentes orgânicos da bile. O
fígado utiliza transporte ativo para secretar os sais biliares no canalículo, a fenda
existente entre hepatócitos adjacentes. O tempo do transporte canalicular é, na
verdade, o fator limitante na formação da bile. Uma vez secretados, os sais biliares
trazem outros componentes da bile (particularmente, sódio e água) para o interior
dos canalículos por osmose. Sais biliares são, também, detergentes biológicos
que permitem ao organismo excretar colesterol e outros componentes
potencialmente tóxicos (p. ex., bilirrubinas e metabólitos de fármacos). A função dos
sais biliares no duodeno é solubilizar a gordura ingerida e as vitaminas
lipossolúveis, facilitando assim sua digestão e absorção. No fígado, a bile flui do
sistema colector intrahepático para o ducto hepático comum. Durante o jejum, cerca
de 75% da bile secretada passa do ducto hepático comum para a vesícula biliar via
ducto cístico. O restante flui diretamente no duto biliar comum (formado pela junção
do ducto hepático comum e o ducto cístico) para o duodeno. Durante o jejum, a
vesícula biliar absorve até 90% da água da bile, armazenando-a em forma
concentrada. A bile sai da vesícula biliar para o ducto biliar comum. O ducto biliar
comum se junta com o ducto pancreático para formar a ampola de Vater, que
desemboca no duodeno. Antes de se juntar com o ducto pancreático, o ducto biliar
comum reduz para um diâmetro de ≤ 0,6 cm. O esfíncter de Oddi circunda ambos os
ductos; cada ducto tem seu próprio esfíncter. A bile, em circunstâncias normais, não
reflui para o ducto pancreático. Esses esfíncteres são altamente sensíveis a
colecistocinina e a outros hormônios intestinais (p. ex., o peptídeo liberador de
gastrina) e a alterações no tônus colinérgico (p. ex., anticolinérgicos).
2)Como ocorre a absorção dos lipídios da dieta na mucosa intestinal?
Os lipídios livres são emulsificados pelos sais biliares em micelas e
absorvidos pela mucosa intestinal que promove a liberação da porção polar
hidrófila (sais biliares) para a circulação porta hepática. É um processo de
ressíntese dos lipídios absorvidos com a formação de novas moléculas de
triacilgliceróis e ésteres de colesterol, que são adicionados de uma proteína
(apo-proteína 48) formando a lipoproteína quilomicron, que é absorvida
pelo duto linfático abdominal, seguindo para o duto linfático torácico e
liberada na circulação sanguínea ao nível da veia jugular. O glicerol será
absorvido por vasos linfáticos e levado ao fígado. Os monoglicerídeos e
ácidos graxos livres quando absorvidos pela parede intestinal sofrem uma
esterificação pela enzima triacil-sintetase, dando origem a novos
triacilgliceróis. Estes se ligam a proteínas produzidas no REG formando os
quilomícrons, partículas lipoprotéicas (98%lipídios e 2%proteínas). Após
isso se formarão vacúolos que se destinam aos espaços intersticiais
atingindo os vasos linfáticos, ducto torácico e veia cava superior. Os
quilomícrons atingem finalmente a corrente sanguínea, mas antes de
chegar ao fígado passam por tecido muscular e adiposo aumentando sua
densidade, pois são enriquecidos com proteínas podendo resultar em:
- VLDL (very low density lipoprotein) 80-90% de lipídios.
- LDL (low density lipoprotein) 70% lipidios.
- HDL (high density lipoprotein) 45% lipidios.
3)Quais são as lipoproteínas e onde são produzidas?
No organismo humano, são sintetizados no fígado e no intestino delgado.
- VLDL (very low density lipoprotein) 80-90% de lipídios.
- LDL (low density lipoprotein) 70% lipidios.
- HDL (high density lipoprotein) 45% lipidios.
Os quilomícrons, geralmente os VLDL, saem do fígado com intenção de
levar triglicérides para os tecidos, e, com a absorção de triglicérides, a VLDL
vai aumentando sua densidade até chegar a LDL. O tamanho da lipoproteína
se refere à quantidade de proteína e lipídio, sendo que VLDL apresenta mais
lipídio e menos proteína, enquanto que o HDL apresenta mais proteína e
menos lipídios. LDL também leva triglicéridespara os tecidos. HDL troca
colesterol por triglicérides com os tecidos e então volta para o fígado, recolhe
colesterol dos quilomícrons. Este colesterol que foi recolhido é então
excretado na forma de sais biliares.
4)Qual é a ação da lipase lipoproteica?
A lipase lipoproteica (LPL) é uma das enzimas cruciais na regulação do
metabolismo de lipídios e lipoproteínas. Está presente principalmente nos
tecidos adiposo e muscular, mas também pode ser encontrada, por exemplo,
nos pulmões e glândulas mamárias. A lipase lipoprotéica é a enzima que
catalisa a hidrólise dos triglicérides dos quilomícrons e das lipoproteínas
de densidade muito baixa (VLDL). Essa reação ocorre na superfície
endotelial dos capilares sanguíneos, onde a lipase fica presa através de
moléculas de proteoglicanos.
5)O que ocorre com os ácidos graxos no citosol celular?
A biossíntese dos ácidos graxos ocorre no citosol. O acetil-CoA
empregado na síntese dos ácidos graxos é proveniente da oxidação do
piruvato e do catabolismo dos esqueletos carbônicos dos aminoácidos nas
mitocôndrias. Como a membrana mitocondrial interna é impermeável ao
acetil CoA, um transportador indireto transfere os equivalentes do grupo acetil
através da membrana interna. Os ácidos graxos são sintetizados por uma
sequência repetitiva de reações. Todas as reações são catalisadas por um
complexo enzimático, a ácido graxo sintase. O complexo da ácido graxo
sintase consiste de sete polipeptídeos. Essas proteínas agem em conjunto
para catalisar a formação de ácidos graxos a partir de Acetil-CoA e
Malonil-CoA. Os dois grupos tióis do complexo enzimático de ácido graxo
sintase são carregados. O primeiro passo é a condensação dos grupos
acetil e malonil para formar um grupo acetoacetil-ACP. Ocorre a redução do
grupo carbonila: formação do β-hidroxibutiril-ACP. Ocorre saída de
H2O(desidratação), seguida de redução(Grupo acila saturado aumentado
de dois carbonos). A cadeia de ácido graxo cresce pela adição de grupos
de 2 átomos de carbono doados pelo malonato e com perda de CO2.
6)Qual é a importância da carnitina no catabolismo dos ácidos graxos?
A membrana interna da mitocôndria é impermeável à coenzima A e a
acil-CoA. Para a introdução dos radicais acila na matriz mitocondrial, é
utilizado um sistema específico de transporte na face externa da
membrana interna, a carnitina-acil transferase I transfere o radical acila
para a carnitina, e, na face interna, a carnitina-acil transferase II doa o
grupo acila da acil-carnitina para uma coenzima A da matriz mitocondrial,
liberando a carnitina.
6)Onde ocorrem a degradação e a síntese dos ácidos graxos?
A degradação de ácidos graxos ocorre no interior da mitocôndria. Já a
biossíntese ocorre no citosol.
7)Quais são as etapas da beta-oxidação e qual é o produto final desta
via?
Desidrogenação, hidratação, oxidação e tiólise.
A acil-CoA presente na matriz mitocondrial é oxidada por uma via
denominada b-oxidação no ciclo de Lynen. Esta via consta de uma série
cíclica de quatro reações, ao final das quais a acil-CoA é encurtada de dois
carbonos, que são liberados sob a forma de acetil-CoA. As quatro
reações são:
-Oxidação da acil-CoA a uma enoil-CoA (acil-CoA b-instaurada) de
configuração trans com formação de FADH2;
-Hidratação da dupla ligação, formando o isômero L da 3-hidroxiacil-CoA;
-Oxidação do grupo hidroxila a carbonila, com formação de b-cetoacil-CoA e
NADH;
-Quebra da b-cetoacil-CoA por uma molécula de CoA, com formação de
acetil-CoA e uma acil-CoA com dois carbonos a menos; esta acil-CoA refaz
o ciclo várias vezes, até ser totalmente convertida a acetil-CoA.
8)Quantas moléculas de ATP são produzidas a partir da oxidação da
triestearina, triacilglicerol formado por 3 ácidos esteáricos (18
carbonos)?
8 voltas (oxidação):
9 Acetil CoA → Cada acetil 10 ATP → 9x10= 90
FADH2: 1,5 ATP → 8x1,5= 12
NADH + H+: 2,5 ATP → 8x2,5= 20
(ou cada volta produz 4 ATP x o número de voltas)
90+12+20=122 ATP
Consome 2 ATP
Saldo final em 1 ácido esteárico : 120 ATP
Saldo total da triestearina (3 ác.esteárico): 120 ATP x 3 = 360 ATPs
9)Como a molécula de Acetil-CoA sai da mitocôndria para ser substrato
na síntese de ácidos graxos?
Através da lançadeira málica(processo de transferência do Acetil-CoA da
mitocôndria para o citoplasma):
-Inicialmente 1 molécula de Acetil-CoA e 1 de oxaloacetato são convertidas
em citrato na mitocôndria pela citrato sintase.
-Através de uma proteína transportadora, o citrato é transportado para o
citosol onde é fosforilado pela citrato liase para formar Acetil-CoA e
oxaloacetato.
-O Oxaloacetato é reduzido a malato pela enzima malato desidrogenase.
-A molécula pode retornar à mitocôndria de 2 formas: Entrar na mitocôndria
como malato pela proteína transportadora de malato; ou ser oxidado em
piruvato pela enzima málica e entrar na mitocôndria pela proteína
transportadora de piruvato.
10)Quais são os substratos para lipogênese?
A glicose pode ser substrato para a lipogênese. O palmitato sintetizado
endogenamente e os ácidos graxos que provêm da dieta podem, depois de
ativados, servir como substratos na síntese de triacilgliceróis. O acetil CoA,
que é formado na mitocôndria a partir do piruvato (produto da glicólise) por
ação catalítica da piruvato desidrogenase.
11)Explique a regulação do metabolismo dos lipídios.
Regulação da síntese de lipídeos positivamente por insulina e
negativamente por glucagon. A insulina impede que a molécula de
Acetil-CoA chegue à via, na mitocôndria. Então, impede a lançadeira de
carnitina. A síntese é estimulada pela insulina. A síntese de ácidos graxos
tem dentre outras funções o armazenamento de gorduras. A insulina que é
um hormônio que induz armazenamento é estimuladora da síntese de
malonil-CoA e consequentemente de ácidos graxos. Os hormônios glucagon
e epinefrina são liberados quando se faz necessário a disponibilidade de
energia para as células, portanto , esses hormônios inibem a síntese de
ácidos graxos. O excesso de ácidos graxos formados fará um feedback
negativo na transformação de acetil-CoA em malonil-CoA modulando dessa
forma a produção de ácidos graxos. E o citrato (precursor do Acetil CoA) em
excesso fará um feedback positivo estimulando a formação de malonil-CoA
a partir de Acetil-CoA e, dessa forma, impedirá o citrato de seguir no ciclo
de krebs, sendo desviado para a síntese lipídica.
Sistema de transporte do Triacilglicerol recém formado no fígado para as
células adiposas: o triacilglicerol é lipossolúvel, o que constituiria um grande
obstáculo no transporte pelo sangue deste composto. No entanto, o
transporte se torna viável pois proteínas são agregadas ao triacilglicerol
permitindo que o mesmo consiga fluir no sangue na forma de lipoproteína.
Quando esta lipoproteína chega até a célula adiposa surge um novo
obstáculo que é a entrada do triacilglicerol no interior desta célula. Para isso,
existe uma enzima denominada lipoproteína lípase que realiza a quebra da
lipoproteína em ácidos graxos que são lipossolúveis e conseguem se difundir
pela membrana celular. No interior da célula esses ácidos graxos realizarão
novo processo de síntese de triacilglicerol e serão armazenados. Vale
ressaltar que a lipoproteína lípase é ativada pela insulina.
12)Porque a via das pentoses é tão importante para a lipogênese?
Geralmente em tecidos responsáveis por sintetizar ácidos graxos, como o
tecido adiposo, glândulas, gônadas e o fígado, a via das pentoses é mais
ativa. Via das pentoses também denominada de desvio da
hexose-monofosfato é uma importante via anaeróbica alternativa da
utilização da glicose. Esta via não é produtora de ATP, mas sim de NADPH.
Esta via é reguladora da glicemia. A lipogênese(síntese de ácidos graxos)
ocorre quando o corpo possui energia demais, ou seja, excesso de
glicose(alta glicemia). O excesso de ATP inibe a enzima isocitrato
desidrogenase que impede que o Acetil-CoA siga pelo ciclo de Krebs. No
tecido adiposo a síntese de triglicérideos não ocorre por meio da enzima
glicoquinase que não existe neste tecido, entãoo glicerol fosfato é obtido
através da fosfodiidroxicetona (via glicolítica ou pentoses).
13)Porque a ingestão de muito carboidrato causa aumento no nível de
triglicerídeos e de colesterol?
A lipogênese é um processo metabólico que converte açúcares simples em
ácidos graxos e sintetiza triacilgliceróis através da reação de ácidos graxos
com glicerol. Após a lipogênese, os triacilgliceróis são empacotados em
lipoproteínas de densidade muito baixa(VLDL) e secretados pelo fígado, e
ajudam a transportar lipídios e colesterol por todo o corpo. A molécula de
acetil-coA inicia a lipogênese no citoplasma das células do corpo. Um
https://www.infoescola.com/bioquimica/acidos-graxos/
https://www.infoescola.com/biologia/tecido-adiposo/
https://www.infoescola.com/anatomia-humana/figado/
complexo de enzimas conhecidas coletivamente como sintetase de ácidos
graxos completa a síntese de ácidos graxos. Carboidratos formam a maior
parte da dieta humana, e quando eles são consumidos, são imediatamente
convertidos em energia, armazenados como glicogênio, ou convertidos em
gordura. Se os carboidratos que uma pessoa ingere produzem energia
em excesso, a lipogênese converte o excesso de energia em gordura
corporal, uma fonte de energia de longo prazo. Se os carboidratos
consumidos não produzem energia suficiente para sustentar o nível de
atividade de uma pessoa, a energia armazenada nas reservas de gordura
corporal é usada. Através da lipogênese, a energia contida no Acetil-CoA
pode ser eficientemente armazenada por um longo tempo na forma de
gorduras, sempre que a energia disponível total introduzida com alimento é
abundante e nem toda ela é imediatamente necessária para processos
metabólicos. A lipogênese engloba tanto o processo de síntese de
ácidos graxos como a síntese de triglicerídeos, em que os ácidos
graxos são esterificados em glicerol.
*Os ácidos graxos são produzidos no citoplasma das células, adicionando
repetidamente duas unidades de carbono ao acetil-CoA.
*Os triglicerídeos são produzidos no retículo endoplasmático das células por
meio da ligação de três moléculas de ácido graxo a cada molécula de
glicerol.
Ambos os processos ocorrem principalmente no fígado e no tecido
adiposo. Os triglicerídeos produzidos pelas células hepáticas são secretados
do fígado na forma de lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL). As
partículas de VLDL são secretadas diretamente no sangue, onde funcionam
para fornecer os lipídios derivados endogenamente para os tecidos
periféricos.