Metabolismo de Macromoléculas

Prévia do material em texto

Página 20 de 20
Bioquímica II
· Metabolismo geral
Todo o processo de obtenção, armazenamento e utilização de energia, e a transformação de precursores conseguidos do meio em compostos característicos de cada organismo, são efetuados por uma intrincada rede de milhares de reações químicas e constitui o metabolismo.
A maioria dos microrganismos e todos os animais são quimiorganotróficos, por necessitarem oxidar substâncias orgânicas. 
As substâncias oxidáveis utilizadas estão presentes nos alimentos sob a forma de carboidratos, lipídeos e proteínas. Há também reservas endógenas de carboidratos e lipídios, que são oxidadas nos intervalos entre as refeições.
Os nutrientes, ao serem oxidados, perdem prótons e elétrons e têm seus átomos de carbono convertidos a CO2. Os prótons e elétrons são recebidos por coenzimas na forma oxidada, que passam assim à forma reduzida. A reoxidação das coezimas é obtida pela transferência dos (H+ + e-) para o oxigênio molecular, que é então convertido à água. A energia derivada desta oxidação é utilizada para sintetizar ATP, a partir de ADP e fosfato inorgânico. É a energia química do ATP que será usada para promover os processos biológicos que consomem energia. Para que a energia derivada da oxidação dos alimentos possa ser usada ela deve estar sob a forma de ATP.
											
*O aproveitamento da energia do ATP é feito associando a remoção do seu grupo fosfato terminal aos processos que requerem energia.
O ATP pode ser usado: processos químicos, mecânicos, elétricos, osmóticos, etc.
O mecanismo de utilização do ATP envolve a transferência do grupo fosfato para moléculas aceptoras. Essa transferência possibilita efetuar transformações como a síntese de compostos fosforilados que não podem ser produzidos diretamente, por reação com o fosfato inorgânico. 
*O ATP não doa energia, ele participa de uma reação que deve ser executada.
· Vias metabólicas
As reações que compõem o metabolismo organizam-se em vias metabólicas, que são sequencias definidas de reações enzimáticas específicas. As vias metabólicas funcionam de modo inter-relacionado e extremamente coordenado.
Unidades dos macronutrientes:
Carboidratos...................... Glicose
Lípideos........................ Ácidos graxos
Proteínas................ Aminoácidos
*Proteínas podem originar: carboidratos e ácidos graxos
Carboidratos podem gerar: ácidos graxos
Lipídios: não originam outros macronutrientes
Obs.: Nenhuma macromólecula pode gerar proteínas, devido a isso, a necessidade de ingerir proteínas significativamente. Os indivíduos possuem reservas de lipídios e carboidratos, mas não de proteínas.
Metabolismo de Carboidratos: Glicólise e formação de Acetil-coA
A glicose é, quantitativamente, o principal substrato oxidável para a maioria dos organismos. 
A glicose é imprescindível para algumas células e tecidos, como hemácias (eritrócitos) e tecido nervoso (neurônios), por ser o único substrato que é capaz de oxidar para obter energia.
Grande parte dos açúcares é ingerida sob a forma de amido, sacarose e lactose. O amido é digerido no trato digestivo até glicose, o açúcar que será afinal distribuído para os tecidos. A digestão de sacarose e lactose origina, além de glicose, frutose e galactose.
A oxidação de glicose a piruvato permite obter ATP; o piruvato pode ser oxidado a CO2, aumentando muito a produção de ATP.
A oxidação total da glicose (com consumo de O2, e produção de CO2 e H2O) é um processo exergônico. Nas células, essa transformação, é estritamente acoplada à síntese de ATP (a partir de ADP e P), um processo endergônico. A glicose constitui, então, uma fonte extracelular de energia livre, que pode ser conservada como ATP, a principal forma de energia utilizável pelos seres vivos.
A etapa inicial, que se processa no citossol, consiste na conversão de glicose (C6) a 2 piruvatos (2C3) por meio de uma sequencia de reações denominadas glicólise, uma via metabólica fundamental dos seres vivos. Seus produtos são ATP (H+ + e_) – recebidos por coenzimas e piruvato. A posterior oxidação do piruvato é feita no interior da mitocôndria, nas células que dispõem desta organela. Na mitocôndria, o piruvato, composto de três carbonos, sofre uma descarboxilação, transformando-se em um composto de dois carbonos (C2). Este se combina com um composto de quatro carbonos, dando um composto de seis carbonos. Por meio de uma sequencia cíclica de reações (Ciclo de Krebs), C6 perde dois carbonos sob a forma de CO2 e regenera C4.
Na mitocôndria, o piruvato é, então, oxidado a CO2, com a concomitante produção de grande quantidade de H+ + e-, sempre recebidos por coenzimas. Da oxidação destas coenzimas pelo oxigênio, deriva-se grande produção de ATP conseguida pela oxidação adicional do piruvato e que perfaz cerca de 90% do total obtido com a oxidação completa da glicose.
As coenzimas que recebem os H+ e e- produzidos na oxidação são o NAD+ e FAD
Nas três etapas da oxidação da glicose- glicólise, descarboxilação do piruvato e ciclo de Krebs- os H+ e e- são produzidos em reações catalisadas por desidrogenases. Algumas desidrogenases utilizam como coenzima o NAD+, e outras, o FAD.
Nas reações com participação de NAD+, há transferência de dois elétrons e um próton do substrato para o NAD+ que se reduz a NADH; o outro próton é liberado no meio. Já o FAD recebe dois elétrons e dois prótons, reduzindo-se a FADH2.
· Glicólise: oxidação de glicose a piruvato
A glicólise é uma via metabólica transdutora de energia livre, que provê as células com energia na forma de ATP.
A glicólise pode ser dividida em quatro etapas para salientar os eventos fundamentais desta via:
I- Dupla fosforilação da glicose (hexose), à custa de 2 ATP, originando uma outra hexose com dois grupos fosfatos.
II- Clivagem desta hexose, produzindo duas trioses fosforiladas, que são interconvertíveis.
III- Oxidação e nova fosforilação das trioses fosfato, desta vez por fosfato inorgânico (P), formando duas moléculas de um intermediário com dois grupos fosfato.
IV- Transferência dos grupos fosfato deste intermediário para ADP, formando 4 ATP e 2 piruvatos.
*Estas quatro etapas constam 10 reações sequenciais que compõem a glicólise.
Etapa I
A primeira reação da glicólise é a conversão de glicose a glicose-6-fosfato. Esta reação é irreversível e catalisada por hexoquinases. 
Obs.: De antemão, vale lembrar que a hexoquinase IV é predominante em hepatócitos (fígado) e células B do pâncreas, chamada de glicoquinase, mas não é específica para a glicose.
Segue-se a isomerização da glicose 6- fosfato a frutose 6-fosfato, por ação de uma isomerase, a fosfoglicoisomerase, e nova fosforilação, também utilizando ATP e também irreversível, catalisada pela fosfofrutoquinase 1 (6-fosfofruto-1-quinase). Forma-se, então, uma hexose com dois grupos fosfatos: a frutose 1,6-bisfosfato.
Etapa II
A frutose 1,6-bisfosfato é clivada em diidroxiacetona fosfato e gliceraldeído 3-fosfato por ação da aldolase. A conversão de diidroxiacetona fosfato em gliceralaldeído 3-fosfato possibilita que uma molécula de glicose seja convertida em duas moléculas de giceraldeído 3-fosfato. Isso possibilita que todos os carbonos da glicose sejam oxidados a piruvato. Da reação triose fosfato isomerase (enzima responsável por essa etapa) em diante, a via terá todos os seus intermediários duplicados.
Etapa III
As duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato obtidas à custa de 2 ATP são novamente fosforiladas, agora por fosfato inorgânico , formando duas moléculas de 1,3-bisfosfoglicerato. Trata-se de uma reação de óxido-redução/ fosforilação complexa catalisada pela gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase.
Etapa IV
Compreende dois eventos de formação de ATP. No processo forma-se um composto que possibilita a síntese de ATP na reação subsequente, irreversível, catalisada pela piruvato quinase.
Em resumo, na Etapa I ocorrem duas fosforilações por ATP e na Etapa III, duas por fosfato inorgânico; na Etapa IV os quatro grupos fosfatos são transferidos para ADP, formando quatro ATP – para cada molécula de glicoseconvertida a duas de piruvato pela glicólise, são produzidos 4 ATP, dos quais devem ser descontados os 2 ATP consumidos inicialmente.
· Conversão de Piruvato a Acetil- CoA
Em condições aeróbias, o primeiro passo para oxidação total do piruvato é a sua conversão a acetil-CoA. Nos eucariotos, o piruvato é transportado do citossol para a mitocôndria por uma permeasse específica e é transformado em acetil- CoA, conectando, a glicólise e o ciclo de Krebs. O processo é irreversível.
A reação de formação de acetil- CoA a partir de piruvato ocorre em etapas sequenciais catalisadas pelo complexo piruvato desidrogenase. 
Ciclo de Krebs
O piruvato formado a partir de glicose no citossol origina o grupo acetila presente na acetil-CoA mitocondrial. Além da glicose, vários aminoácidos produzem piruvato e, portanto, acetil CoA, ao serem degradados. Outros aminoácidos e os ácidos graxos também produzem acetil- CoA sem a formação intermediária de piruvato. A acetil CoA, constitui, portanto, o ponto de convergência do metabolismo de carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos. Completando o catabolismo destes compostos, a acetil-CoA, qualquer que seja sua proveniência, será totalmente oxidada a CO2 pelo ciclo de Krebs, com a ajuda de coenzimas reduzidas. Paralelamente a esta oxidação. O ciclo de Krebs produz diversos compostos utilizados como precursores para biossíntese.
· Reações do ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs inicia-se com a condensação de acetil CoA e oxaloacetato, formando citrato, uma reação catalisada pela citrato sintase. 
O ciclo ocorre com várias enzimas formando diversos compostos:
O oxaloacetato é sempre regenerado ao final de cada volta, o ciclo de Krebs pode oxidar acetil- CoA continuamente, sem gasto efetivo de oxaloacetato.
O ciclo de Krebs é uma via eminentemente oxidativa para cetil CoA: os átomos de carbono do seu grupo acetila são convertidos a CO2, e em paralelo a esta oxidação são reduzidos 3 NAD+ e 1 FAD.
A maioria das reações do ciclo de Krebs é reversível, mas o sentido é determinado pela irreversibilidade das reações catalisadas pela citrato sintase e a-cetoglutarato desidorgenase. 
O ciclo de Krebs depende da cadeia de transporte de elétrons para reoxidação de coenzimas
Embora produza apenas 1 ATP (ou 1 GTP), o ciclo de Krebs contribui para a formação de grande parte do ATP produzido pela célula, pois a energia da oxidação da acetil- CoA é conservada sob a forma de coenzimas reduzidas e, posteriormente, usada para síntese de ATP. A oxidação das coenzimas é obrigatoriamente feita pela cadeia de transporte de elétrons e, portanto, o ciclo de Krebs, assim como a conversão de piruvato a acetl CoA, só pode funcionar em condições aeróbias, ao contrário da glicólise (ocorre anaerobicamente através da fermentação).
Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilação Oxidativa
Os processos de oxidação de glicose, de aminoácidos e de ácidos graxos levam à produção de acetil- CoA que, no ciclo de Krebs, é totalmente oxidada a CO2. O ciclo de Krebs constitui, portanto, o estágio final e máximo de oxidação dos átomos de carbono que compõem os carboidratos, proteínas e lipídeos. A oxidação destes compostos é acompanhada da redução de grande quantidade das coenzimas NAD+ e FAD. 
Número de mols produzidos durante a oxidação de um mol de glicose em cada fase:
Há produção de 4 mols de ATP: 2 mols produzidos como GTP no ciclo de Krebs. Do ponto de vista energético , verifica-se, então, que da energia total disponível na molécula de glicose, uma fração muito pequena levou à produção de ATP; a maior parte foi conservada nas coenzimas reduzidas. Este fenômeno repete-se na oxidação de aminoácidos e lipídeos: há uma pequena síntese direta de ATP ao longo das reações de sua degradação, mas a maior parte da energia disponível é armazenada em coezimas reduzidas. Estas coenzimas devem ser reoxidadas por duas razões. Primeiramente, para que, voltando à forma oxidada, possam participar outra vez das vias de degradação dos nutrientes. Em segundo, é a partir da oxidação destas coenzimas que a enrgia nelas conservada pode ser empregada pelas células para sintetizar ATP. As células aeróbias produzem a maior parte do seu ATP por oxidação das coenzimas pelo oxigênio (respiração celular), efetuada por uma cadeia de transporte de elétrons (cadeia respiratória), à qual está intimamente associada a síntese de ATP. Esta síntese consiste na fosforilação do ADP e, por utilizar a energia derivada da oxidação das coenzimas, chamada fosforilição oxidativa.
· A oxidação de coenzimas libera grande quantidade de energia
Nos organismos aeróbios, a oxidação das coenzimas é feita por transferência de seus elétrons para o oxigênio; recebendo elétrons, o oxigênio liga-se a prótons do eio, formando água. Esse processo libera grande quantidade de energia, em virtude da diferença de potencial de redução.
As células transformam a energia contida nas coenzimas reduzidas em gradiente de prótons e utilizam este gradiente para promover a síntese de ATP. A energia para gerar o gradiente de prótons é conseguida pela transferência dos elétrons das coenzimas para o oxigênio, não diretamente, mas via passagens intermediárias por vários compostos, que constituem a cadeia de transporte de elétrons. Assim, os elétrons partem da coenzima reduzida, que tem potencial de redução menor que os componentes da cadeia, e percorrem uma sequencia de transportadores com potenciais de redução crescentes, até atingirem o oxigênio, que tem o maior potencial de redução. Ao mesmo tempo em que as passagens de elétrons se processam, forma-se um gradiente de prótons, ou seja, estabelece-se uma concentração de prótons diferente de cada lado da membrana onde ocorre o transporte de elétrons. É o aproveitamento da energia potencial contida no gradiente de prótons que torna possível a síntese de ATP.
· Cadeia de transporte de elétrons mitocondrial
Os transportadores de elétrons estão agrupados em 4 complexos.
A oxidaçãodas coenzimas reduzidas processa-se na membrana interna da mitocôndria, da qual fazem parte os componentes da cadeia de transporte de elétrons. A maioria destes componentes agrupa-se em quatro complexos, designados I, II, III e IV, que atravessam a membrana interna. 
· Fosforilação oxidativa
A síntese de ATP ou fosforilação oxidativa, que é endergônica, utiliza a energia liberada pelas reações de óxido- redução da cadeia de transporte de elétrons. 
A energia derivada do transporte de elétrons é convertida em uma froça próton-motriz.
· Rendimento da oxidação da glicose
A oxidação completa da glicose produz 38 ATP.
A importância da cadeia de transporte de elétrons e da fosforilação oxidativa como mecanismo de obtenção de energia dos organismos aeróbios fica evidenciada quando se analisa a produção de ATP a partir da oxidação de um nutriente como a glicose. O saldo da quantidade de ATP resultante da oxidação de glicose é facilitado pela análise das etapas em que o processo se divide:
I- Glicose a 2 piruvato
II- 2 piruvato a 2 acetil- CoA
III- 2 acetil-CoA pelo clico de Krebs
IV- NADH E FADH2 pela cadeia de transporte de elétrons e fosforilação oxidativa
Metabolismo de Carboidratos: glicogênio e lactose
· Metabolismo do glicogênio
O glicogênio é um polímero de glicose e constitui uma forma de reserva deste açúcar. Nos mamíferos, as principais reservas de glicogênio ocorrem no fígado e em músculos esqueléticos. O glicogênio é sintetizado por estes órgãos quando a oferta de glicose aumenta como acontece após as refeições. Ao serem degradadas, essas reservas atendem necessidades diferentes. O glicogênio hepático é degradado produzindo glicose, que é exportada para manter a glicemia nos períodos entre as refeições, particularmente no jejum noturno. O glicogênio muscular provê energia para a própria fibra muscular. 
A degradação do glicogênio produz glicose 1-fosfato.
A degradação do glicogênio (glicogenólise) consiste na remoção sucessiva de resíduos de glicose, a partir das extremidades não-redutoras, por ação da glicogênio fosforilase. Essa enzima libera umresíduo de glicose 1-fosfato. A reação é semelhante a uma hidrólise, com diferença de usar fosfato inorgânico no lugar da água. Cerca de 10% dos resíduos de glicose do glicogênio são liberados como glicose e o restante como glicose 1-fosfato.
A glicose 1-fosfato é convertida pela fosfoglicomutase a glicose 6-fosfato, que pode ser degradada pela glicólise, formando lactato no músculo. No fígado, a glicose 6-fosfato é preferencialmente hidrolisada por ação da glicose 6-fosfatase, produzindo glicose, que é liberada na circulação.
A degradação de glicogênio é um processo rápido e eficiente, graças à sua própria estrutura e à presença das enzimas de degradação intimamente associadas aos grânulos de glicogênio: o grande número de ramificações da cadeia possibilita a ação simultânea de muitas moléculas de fosforilase a apartir de cada uma das extremidades não-redutoras. Assim, cerca de 50% das ramificações da cadeia de glicogênio muscular são degradadas em poucos segundos, quando a demanda energética é intensa. No caso da glicogenólise hepática, a rapidez do processo corrige o nível glicêmico, evitando a hipoglicemia. A degradação do glicogênio geralmente não é completa, restando um núcleo não degradado que serve de ponto de partida para a ressíntese.
A síntese de glicogênio utiliza como precursor uma forma ativada de glicose e gasta 2 ATP por glicose incorporada.
O glicogênio é sintetizado pela glicogênese, uma via diferente da via de degradação. A síntese consiste na repetida adição de unidades de glicose às extremidades não-redutoras de um fragmento de glicogênio. A glicose a ser incorporada deve estar sob uma forma ativada, ligada a UDP-G.
A reação promovida pela glicogênio sintase prevê a existência de uma cadeia de glicogênio já constituída (primer), à qual são agregadas novas unidades de glicose – a enzima não é capaz de promover a união das duas primeiras unidades de glicose, pra iniciar o polímero. Quando, na degradação anterior, não houver permanecido um núcleo de glicogênio que dê o suporte para extensão da cadeia. Faz-se necessária a atuação de outra proteína, a glicogenina.
No músculo, as reações que interconvertem glicogênio e glicose 6-fosfato são idênticas às do fígado. No entanto, no músculo, a glicose 6-fosfato não pode originar glicose, devido à ausência de glicose 6-fosfatase; além disso, a fosforilação da glicose é feita pela hexoquinase.
Gliconeogênese
Para manter o suprimento de glicose ininterrupto, o organismo dispõe de mecanismos destinados a manter a oferta de glicose circulante, possibilitando sua captação contínua mesmo em tempos afastados da ingestão de refeições. À medida que vai diminuindo a concentração de glicose circulante derivada diretamente da absorção dos alimentos, a degradação crescente do glicogênio hepático mantém a concentração adequada de glicose sanguínea. No entanto, a reserva hepática de glicogênio é limitada e insuficiente para manter níveis glicêmicos normais além de 8 horas de jejum. Após este período, a contribuição da reserva de glicogênio decresce ao mesmo tempo em que é acionada outra via metabólica de produção de glicose. Esta outra via, que se processa no fígado e nos rins, é a gliconeogênese. A gliconeogênese consiste na síntese de glicose a partir de compostos que não são carboidratos: aminoácidos, lactato e glicerol.
*O cérebro no jejum prolongado, torna-se capaz de oxidar corpos cetônicos.
Os precursores mais importantes de glicose nos animais são os aminoácidos, com exceção de lisina e leucina, podem originar glicose. 
*Os animais são incapazes de sintetizar glicose a partir de acetil-CoA.
Nos músculos e em outros tecidos, os aminoácidos são convertidos à alanina e glutamina, suas principais formas de transporte.
O lactato origina-se dos músculos submetidos a contração intensa e de outras células que degradam glicose anaerobiamente. 
No fígado e nos rins, alanina, glutamina e lactato convertem-se a piruvato, que origina glicose pela gliconeogênese.
O glicerol derivado da hidrólise de triacilgliceróis do tecido adiposo durante o jejum tem pequena importância quantitativa na produção de glicose.
O fígado é o principal órgão responsável pela gliconeogênese; quanto aos rins é uma fonte importante de glicose em períodos menores de jejum, como o jejum noturno.
· Reações da gliconeogênese
A gliconeogênese utiliza reações reversíveis da glicólise e substitui por outras as reações irreversíveis.
A transformação de alanina e lactato em glicose iniciam-se por sua conversão a piruvato. A alanina origina piruvato por ação da alanina aminotransferase; o lactato é convertido a piruvato por ação da lactato desidrogenase. A transformação de piruvato em glicose pela gliconeogênese processa-se no sentido oposto ao da glicólise, utilizando quase todas as suas enzimas, com exceção daquelas que catalisam reações irreversíveis – piruvato quinase, fosfofrutoquinase 1 e glicoquinase. Estas reações são contornadas por meio de outras reações, catalisadas naturalmente, por outras enzimas.
As três etapas em que a gliconeogênese difere da glicólise- etapas 1 a 3.
Etapas da gliconeogênese:
Etapa I
Conversão de piruvato a fosfoenolpiruvato.
Etapa II
Conversão de frutose 1,6-bisfosfato a frutose 6-fosfato.
Etapa III
Conversão de glicose 6-fosfato a glicose.
O produto da reação, a glicose, ao contrário da glicose fosforilada, pode atravessar livremente a membrana plasmática. A glicose 6-fosfatase ocorre exclusivamente em fígado e rins e é graças a sua presença que estes órgãos, principalmente o fígado, podem exportar glicose para corrigir a glicemia.
O glicerol para ser usado como composto gliconeogênico, é fosforilado a glicerol 3-fosfato.
· Balanço energético da gliconeogênese
A gliconeogênese é uma síntese, pois utiliza um precursor de três carbonos e tem como produto final de um composto de seis carbonos, a glicose. Para cada mólecula de glicose formada a partir de duas moléculas de piruvato são necessários 6 ATP, catalisadas por piruvato carboxilase, fosfoenolpiruvato carboxiquinase e fosfoglicerato quinase.
No caso do glicerol, a síntese de uma molécula de glicose consome apenas 2 ATP na reação catalisada pela glicerol quinase.
Os hepatócitos, portanto, consomem ATP para fornecer glicose aos tecidos que dela dependem. Nas condições em que a gliconeogênese está ativada, a obtenção de ATP pelos hepatócitos próvem da oxidação de ácidos graxos.
· Degradação de proteínas e gliconeogênese
A utilização de aminoácidos para a gliconeogênese é uma via metabólica habitual que opera quotidianamente, contribuindo para a manutenção da glicemia durante o jejum noturno. 
Assim, a degradação de proteínas e a utilização de seus aminoácidos para a gliconeogênese é um processo fisiológico normal, acionado precocemente, antes mesmo que a reserva hepática de glicogênio torne-se insuficiente para a manutenção da glicemia.
A glicólise e a gliconeogênese são vias praticamente opostas, compartilhando a maioria de suas enzimas. Para que haja um ganho líquido é, portanto, imprescindível que uma das vias funcione enquanto a outra está inativa.
Metabolismo de lipídeos
Os triacilgliceróis são os lipídios mais abundantes e constituem a forma de armazenamento de todo o excesso de nutrientes, quer este excesso seja ingerido sob a forma de carboidratos, proteínas ou dos próprios lipídios. Representam a maior reserva energética do organismo.
A utilização do depósito de triacilgliceróis pelo organismo e sua reconstrução processam-se por vias metabólicas diferentes, localizadas em compartimentos celulares diferentes e, obviamente, submetidas a regulações antagônicas.
· Degradação de triacilgliceróis
A mobilização do depósito de tracilgliceróis é iniciada por ação da lipase dos adipócitos. A enzima catalisa a remoção de um ácido graxo do triacilglicerol; outras lipases completam o processo de hidrólise dos triacilgliceróis a glicerol e ácidos graxos.
Os produtos da hidrólise de triacilgliceróis são oxidados por processos distintos.
O glicerol não pode ser reaproveitado pelos adipócitos,que não têm glicerol quinase, sendo então liberado na circulação. No fígado e outros tecidos, por ação desta quinase, é onvertido a glicerol 3-fosfato, que pode ser transformado em diidroxiacetona fosfato, um intermediário da glicólise ou da gliconeogênese.
Os ácidos graxos liberados dos adipócitos são transportados pelo sangue ligados á albumina e utilizados pelos tecidos, incluindo fígado e músculos, como fonte de energia; o tecido nervoso e as hemácias são exceções, porque obtêm energia exclusivamente a partir da degradação de glicose.
Os triacilgliceróis da dieta, transportados pelos quilomícrons, são hidrolisados pela lipase lipoproteica. Os produtos finais da hidrólise, como no caso da lipase dos adipócitos, são glicerol e ácidos graxos, que se tornam, assim, disponíveis para as células. 
Os ácidos graxos, mobilizados do tecido adiposo ou provenientes da dieta, são oxidados por uma via que se processa no interior das mitocôndrias.
· Degradação de ácidos graxos: ativação, transporte e oxidação
Para sua oxidação, os ácidos graxos são ativados e transportados para a matriz mitocondrial.
Para ser oxidado, o ácido graxo, como acontece com a glicose, é primeiramente convertido em uma forma ativada, neste caso, uma acil-CoA.
A acil-CoA presente na matriz mitoncrial é oxidada por uma via denominada B- oxidação. Esta via consiste de quatro reações, ao final das quais a acil-CoA é liberada sob a forma de acetil-CoA.
· Síntese de ácidos graxos
Nos seres humanos, a maior parte de produção endógena de ácidos graxos ocorre no fígado e, em menor extensão no tecido adiposo. Os ácidos graxos são sintetizados a partir de carboidratos, principalmente, e do excedente de proteínas da dieta. Na via que leva à sua produção, o substrato inicial é a acetil-CoA e o produto final é o ácido palmítico. A síntese ocorre no citossol, para onde deve ser transportada a acetil-CoA formada na mitocôndria, a partir de piruvato, pelo complexo piruvato desidrogenase. 
A síntese de ácidos graxos é sujeita a diversos mecanismos de controle, mas ocorre, invariavelmente, quando a carga energética celular é alta (razão ATP/ADP alta) e a acetil-CoA disponível pode ser armazenada como gordura.
Os carboidratos e proteínas, os precursores dos ácidos graxos, são degradados, são degradados a acetil-CoA e oxaloacetato, que sofrem condensação. Na condição considerada, o citrato não pode ser oxidado pelo ciclo de Krebs em virtude da inibição da isocitrato desidrogenase e é transportado para o citossol pela tricarboxilato translocase, onde é cindido em oxaloacetato e acetil-CoA à custa de APT.
O oxaloacetato é reduzido a malato pela malato desidrogenase. O malato é substrato da enzima málica em uma reação que produz piruvato e NADPH.
O piruvato através da piruvato translocase retorna à mitoncôndria, onde é convertido a oxaloacetato, por ação da piruvato carboxilase.
O resultado é o transporte dos carbonos da acetil-CoA sob a forma de citrato com gasto de ATP, da mitocôndria para o citossol e a produção de NADPH. Eles podem então ser utilizados para formar ácidos graxos.
A síntese de ácidos graxos consiste de unidades de dois carbonos: uma proveniente de acetil-CoA, e todas subsequentes de malonil-CoA.
O acetil-CoA se converte em malonil- coa e o oxalacetato é convertido em malato.
O malato pode ter dois destinos: ser convertido em piruvato e voltar à matriz mitocondrial, ser transportado à matriz pelo transportador alfa-cetoglutarato ou ser usado para formar NAPH no citossol pela enzima málica.
· Metabolismo de aminoácidos e ciclo da ureia
As proteínas estão em contínuo processo de degradação e síntese. A manutenção da concentração de uma proteína é obtida pela síntese desta proteína em quantidade equivalente à de sua degradação.
Os aminoácidos excedentes não podem ser armazenados – eles são oxidados e seu nitrogênio excretado. 
O conjunto de aminoácidos presente nas células animais origina-se das proteínas exógenas (dieta) e das proteínas endógenas (intracelular). 
Os aminoácidos são precursores de nucleotídeos, lipídeos e polissacarídeos.
· Degradação de aminoácidos
A oxidação de aminoácidos não é efetuada por uma via única, diferentemente do que acontece com carboidratos e os lipídeos. Inicialmente há a remoção do grupo amino e a seguir, oxidação da cadeia carbônica remanescente. O amino é convertido a uréia e as cadeias carbônicas resultantes são convertidas a compostos comuns ao metabolismo de carboidratos e lipídeos.
O grupo amino da maioria dos aminoácidos é retirado por um processo comum, que consiste na transferência deste grupo para a-cetoglutarato, formando glutamato; a cadeia carbônica é convertida ao a-cetoácido.
Este tipo de reação é catalisada por aminotransferases, também chamadas transaminases.
Em outra etapa, os grupos amino originam aspartato e/ou amônia.
O glutamato formado segue dois caminhos importantes: uma nova transaminação ou desaminação.
A remoção do grupo amino do próprio glutamato por transaminação é possível porque as reações catalisadas pelas aminotransferases são facilmente reversíveis. Por ação da aspartato aminotransferase ou aspartato transaminase, o grupo amino do glutamato é transferido para o oxaloacetato, formando aspartato.
Produtos: NH4+ e glutamato, que pode originar aspartato.
· Uréia
A uréia é sintetizada a partir de NH4+, aspartato e CO2.
Em mamíferos a uréia é produzida no fígado, sendo transportada para o rim e excretada na urina.
A síntese inicia-se na matriz mitocondrial.
O aspartato consumido no ciclo da uréia pode ser regenerado pelo fumarato nesta via. O fumarato pode ser convertido a oxaloacetato. O oxaloacetato por transaminação forma aspartato. 
· Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos 
A cadeia carbônica dos aminoácidos é degradada a piruvato, actil- CoA ou intermediários do ciclo de Krebs.
Removido o grupo amino dos aminoácidos, resta sua cadeia carbônica, na forma de a-cetoácido. As vinte cadeias carbônicas diferentes são oxidadas por vias próprias que convergem para a produçãode apenas alguns compostos: piruvato, acetil-CoA ou intermediários do ciclo de Krebs (oxaloacetato, a-cetoglutarato, succinil-CoA e fumarato).
O destino final dos a-cetoácidos, que dependerá do tecido e estado fisiológico, poderá ser: oxidação pelo ciclo de Krebs, fornecendo energia; utilização pela gliconeogênese, para a produção de glicose, e conversão a triacilglicérois e armazenamento.