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Universidade Federal da Fronteira Sul – UFFS Rackel Resende @medibulandex METABOLISMO DOS LIPÍDEOS CATABOLISMO DE ÁCIDO GRAXO Os triglicerídeos (TAG) são os lipídeos de maior quantidade do nosso organismo, correspondem a 20% do nosso peso corporal e a nossa maior reserva energética (supre mais da metade das necessidades energéticas de órgãos como fígado, coração e músculo esquelético). São armazenados no tecido adiposo unilocular e por serem apolares podem ser armazenados em grande quantidade sem o comprometimento osmótico. O triglicerídeo é formado por uma molécula de glicerol mais três ácidos graxos. Fonte: https://andreiatorres.com/blog/2017/10/9/reducao- da-gordura-no-sangue INSOLUBILIDADE As propriedades que tornam os TAG’s compostos de armazenamento adequado, apresentam problemas em seu papel como combustíveis. Por isso, é necessário que eles sejam emulsificados. A emulsificação dos triglicerídeos acontece por ação sais biliares, que são sintetizados no fígado, armazenado na vesícula biliar e liberados no intestino delgado. Os sais biliares irão conferir caráter anfipático aos trigliceróis. Para isso, eles se ligam às gorduras e as convertem em micelas mistas de sais biliares e triacilgliceróis, facilitando a ação das lipases. Fonte: https://www.slideserve.com/regina/fisiologia- hep-tica MOBILIZAÇÃO DO TAG Em determinados momentos do metabolismo o TAG será utilizado como fonte energética. A enzima Lipase de TAG catalisa a reação de TAG em Ácido Graxo mais Diacilglicerol, posteriormente a Lipase Hormônio Sensível catalisa a reação de Diacilglicerol em outro Ácido Graxo mais Monoacilglicerol e por último a Monoacilglicerol Lipase catalise a reação de Monoacilglicerol em mais um Ácido Graxo e Glicerol. O glicerol é endereçado ao sangue e conduzido até o fígado. Lá ele será convertido em glicerol 3-fostafo por ação da glicerol quinase e posteriormente em diidroxiacetona fosfato por ação da glicerol 3-fosfato desidrogenase; vale salientar que a Universidade Federal da Fronteira Sul – UFFS Rackel Resende @medibulandex diidroxiacetona fosfato é intermediário da GLICONEOGÊNSE e da GLICÓLISE. Já os Ácidos Graxos no sangue por serem apolares serão transportados no sangue associados a albumina, chegarão também ao fígado e o músculo. Hemácias e tecido nervoso não usam tal fonte de energia. Fonte: http://nutrilipid.blogspot.com/2011/08/ BETA OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS DE CADEIA PAR Para ser oxidado o ácido graxo é primeiramente oxidado a uma forma ativada conhecida como acil-CoA. Essa reação depende da enzima acil-CoA sintetase que está associada na fase citosólica da membrana interna da mitocôndria. Porém a membrana interna da mitocôndria é impermeável a acil-CoA. Esses grupos acila são transportados para mitocôndria através da sua associação com uma molécula de carnitina. A enzima carnitina acil-transferase adiciona a carnitina aos grupo acil de forma reversível. Existem duas isoformas dessa enzima. Uma se localiza na membrana externa e a outra na membrana interna e são denominadas respectivamente de carnitina acil- transferase I e carnitina acil-transferase II. Fonte: https://md.uninta.edu.br/geral/bioquimica/ Agora dentro da mitocôndria o ácido graxo será oxidado. A oxidação do acilCoA presente na matriz é denominada beta oxidação. Esse nome é dado porque a oxidação ocorre no carbono beta do ácido graxo. Outro nome conhecido é ciclo de Lynen. São quatro reações principais onde no final de tudo, o acil-CoA será encurtado, dois carbonos por vez, que vão sendo liberados na forma de Acetil-CoA e podem ser utilizados por exemplo pelo ciclo de Krebs. ETAPA 1 oxidação da acil-CoA a uma enoil-CoA à custa da conversão de FAD a FADH2. Essa é uma reação irreversível e é catalisada pela enzima acil-CoA desidrogenase. ETAPA 2 Ocorre a hidratação da ligação dupla ligação produzindo um isômero L de uma beta hidroxiacil-CoA. Essa etapa é catalisada pela enzima enoil-CoA hidratase. Universidade Federal da Fronteira Sul – UFFS Rackel Resende @medibulandex ETAPA 3 a oxidação de grupo hidroxila a carbonila, resultando em uma beta-cetoacil-CoA e NAD reduzido. Aqui é a enzima beta hidroxiacil-CoA desidrogenase que atua. ETAPA 4 Finalmente a cisão da beta cetoacil-CoA por uma reação com uma molécula de coenzima A formando o Acetil-CoA e uma acilCoA com dois carbonos a menos. É importante destacar que o acilCoA será totalmente convertido a Acetil-CoA pela ação da enzima tiolase. PRODUTOS DA BETA OXIDAÇÃO A cada volta da beta oxidação há produção de 1 FADH2 e 1 NADH, 1 Acetil-CoA e 1 acilCoA com dois carbonos a menos. Por exemplo o ácido palmítico que possui 16 carbonos, precisará de 7 voltas para sua oxidação nessa via, logo originará 8 moléculas de Acetil-CoA e esse poderão ser utilizados no ciclo de Krebs. Uma grande diferença: uma molécula de glicose origina duas de piruvato que são transformadas em outras duas de acetil- CoA. No exemplo do ácido palmítico, a produção de Acetil-CoA será 4 vezes maior. O que significa também na maior atividade do ciclo de Krebs. Em resumo, uma molécula de ácido palmítico pode originar de 129 ATP! Muito mais energia do que a oxidação completa de um carboidrato. MODULAÇÃO DA BETA OXIDAÇÃO O Malonil CoA que é um intermediário da síntese de ácidos graxos é o principal modulador negativo da beta oxidação. O Malonil CoA é capaz de inibir a carnitina acil transferase. CETOGÊNESE Os corpos cetônicos são moléculas usadas como fonte de energia preferencial por alguns tecidos como exemplo o tecido muscular e de forma secundária por outros como o tecido nervoso na baixa de glicose por exemplo. São três corpos cetônicos: Acetona, Acetoacetato e o Beta OH Butirato, porém o primeiro é eliminado na respiração devido a sua característica muito volátil. Esse grupo de moléculas é formado a partir do Acetil CoA no hepatócito principalmente, na matriz mitocondrial. CORPOS CETÔNICOS Importantes fontes de energia para tecidos periféricos; São solúveis em solução aquosa; Usados nos tecidos extra- hepáticos; Universidade Federal da Fronteira Sul – UFFS Rackel Resende @medibulandex Em jejum muito prolongado, cerca de 75% das necessidades energéticas do cérebro são atendidas pelo acetoacetato; A acetona não é utilizada pelo corpo como um combustível, ela é volátil e pode ser eliminada pela respiração (hálito cetônico). FORMAÇÃO DOS CORPOS CETÔNICOS Para o processo ocorrer, duas etapas são importantes. A primeira delas, 2 moléculas de Acetil-CoA originam a molécula de acetoacetil-CoA. Essa reação é catalisada pela tiolase. Vale destacar que essa reação no sentido oposto é a mesma encontrada na beta oxidação, ocorre o acúmulo de Acetil-CoA essa reação irá no sentido de síntese. A segunda etapa ocorre entre a molécula de acetoacetil-CoA com uma terceira molécula de Acetil-CoA e forma o composto HMG- CoA, reação catalisada pela HMG-CoA Sintase. Posteriormente ocorre a clivagem desse composto pela HMGCoA Liase formando então Acetoacetato e Acetil- CoA. O Acetoacetato pode ou não ser convertido em beta hidroxibutirato, por ação da enzima beta OH butirato desidrogenase ou ainda sofrer descarboxilação espontânea e originar acetona . Esses corpos cetônicos que são hidrossulúveis são liberados para corrente sanguínea e o acetoacetato e beta hidroxibutirato podem ser utilizados como fonte de energia extra-hepático. UTILIZAÇÃO DOS CORPOS CETÔNICOS PELOS TECIDOS Principalmente o tecido muscular utiliza essa fonte de energia. Ele possui a enzima beta acetoacil-CoA transferase que catalisa a reação de transferência da CoA deuma molécula de succinil-CoA para o acetoacetato formando os compostos acetoacetil CoA e succinato. O acetoacetil- CoA através da tiolase libera Acetil-CoA que será utilizado no Ciclo de Krebs. O beta-hidroxibutirato pode ser utilizado quando ocorre a sua conversão prévia para acetoacetato. Essa reação ocorre através da enzima beta hidroxibutirato desidrogenase. Fonte: Sav vas [CC0] Universidade Federal da Fronteira Sul – UFFS Rackel Resende @medibulandex Fonte 1: https://revolucaoketo.com/o-que-sao- corpos-cetonicos-o-que-e-cetogenese/ Em situações em que a produção de corpos cetônicos é alta, como por exemplo o jejum prolongado e o diabetes descompensado, o cérebro também pode utilizar como fonte de energia. A alta concentração desses compostos ativa a enzima monocarboxilato trasnlocase que permite a entrada desses corpos no tecido nervoso. É importante compreender que a produção de corpos cetônicos é anormalmente alta quando a lipólise não é acompanhada pela degradação de carboidratos. Em situações drásticas como as já citadas, ocorre a diminuição de oxalacetato, pois não tem mais piruvato oriundo da via glicolítica e no tecido hepático a via da gliconeogênese consome ainda mais esse oxalacetato. A baixa concentração de oxalacetato faz com que a via de oxidação do Acetil-CoA diminua drasticamente e assim o Acetil-CoA se acumula e se condensa formando os corpos cetônicos. Quando a produção é muito alta pode levar ao quadro de cetose com cetonemia e cetonuria presentes. Outra particularidade e a eliminação do excesso da acetona o que leva a um hálito com odor característico. A consequência mais danosa é a formação do quadro de cetoacidose o que pode levar um indivíduo a morte. É o que ocorre muitas vezes no paciente com diabetes descompensado. Metabolismo dos lipídeos Catabolismo de ácido graxo Insolubilidade Mobilização do TAG BETA OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS DE CADEIA PAR Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 eTAPA 4 Produtos da beta oxidação Modulação da beta oxidação Cetogênese Corpos cetônicos Formação dos corpos cetônicos UTILIZAÇÃO DOS CORPOS CETÔNICOS PELOS TECIDOS
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