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Metabolismo de Lipídios
MARIA AMÉLIA AGNES BRUNA SOARES AYRES
FERNANDA BRUM LACAU LOURDES CARUCCIO HIRSCHMANN
Componentes de sistema de transporte de elétrons no interior da membrana mitocondrial (ubiquinona);
Formam uma película protetora (isolante térmico) sob a epiderme de muitos animais (tecido adiposo);
Funções especializadas como hormônios e vitaminas lipossolúveis.
Tipos de Lipídios Lipídios
Ácidos graxos Isoprenóides
Triglicerídios Ceras Fosfolipídios Eicosanóides Glicolipídios
Lipídios de membrana
Esfingolipídios Glicerofosfolipídios Esfingolipídios
Lipídios de armazenamento
Glic
ero
l Ác. graxo
Ác. graxo
Ác. graxo Glic
ero
l Ác. graxo
Ác. graxo
PO4 Álcool Esfi
ngo
sin
a
Ác. graxo
PO4 Colina
Ác. graxo
Açúcar Esfi
ngo
sin
a
- Esteróides
- Vitaminas
- Terpenos
Lipídios de armazenamento • Óleos e gorduras são compostos altamente reduzidos e derivados dos ácidos graxos. • Ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas de 4 a 36 átomos de carbonos. • Podem ser totalmente saturados ou insaturados
Grupo carboxila
Cadeia hidrocarbonada
TRIACILGLICEROL
Cada ácido graxo faz uma ligação éster com uma hidroxila do glicerol
• Na maioria das células eucarióticas formam gotículas no citoplasma, servindo como depósito de combustível metabólico. • São hidrofóbicos, armazenagem é mais eficiente.
Lipídios estruturais – Lipídios de Membrana
• Esfingomielinas: presentes na bainha que isola os axônios dos neurônios
• Glicolipídios neutros: possuem um ou mais açúcares em seu grupo cabeça;
não contém fosfato. Ocorrem abundantemente na face externa da membrana
plasmática
• Esfingolipídios são sítios de reconhecimento biológico
Ex.: sistema ABO
Esteróides
Colesterol
Hormônios esteróides
Sais Biliares
• 40% da energia necessária são provenientes dos triacilgliceróis presentes na dieta;
• Fígado e coração, utilizam primariamente os triacilgliceróis como fontes de energia.
Biossíntese a partir de glicose e aminoácidos
Lipídios da Dieta Alimentar
Triglicerídios dos Adipócitos
Gordura ingerida na
dieta
Vesícula biliar
Intestino
delgado
1 – Sais biliares –
emulsificação da gordura,
formação de micelas
2- lipases intestinais
degradam os triacilgliceróis
3- Captação de Ácidos Graxos e outras
gorduras pela mucosa intestinal e
conversão em triacilgliceróis
4- Triacilgliceróis, colesterol e
apolipoproteínas são incorporadas em
QUILOMÍCRONS.
5- Quilomicrons movem-se
pelo sistema linfático e da
corrente sanguínea até os
tecidos
6-Lipases lipoprotéicas
ativadas por ApoC-II nos
capilares, liberam ácidos
graxos e glicerol
7- Ácidos graxos entram nas
células
8- Acidos graxos são oxidados como
combustíveis ou estocados (após serem
reesterificados ao glicerol)
Mucosa intestinal
Capilar
Quilomícron
Lipase lipoprotéica
Célula Muscular ou
Adipócito
Mobilização dos Lipídios nos Adipócitos
• Baixos níveis de glicose no sangue causa a liberação de
glucagon e adrenalina;
• Estes hormônios ligam receptores específicos na
superfície celular;
• O complexo hormônio-receptor ativa adenilil ciclase
que produz cAMP, o qual ativa uma proteína quinase;
• A proteína quinase fosforila e ativa a triacilglicerol
lipase, a qual catalisa a hidrólise dos triglicerídios,
liberando os ácidos graxos para a corrente sangüínea;
• No sangue, os ácidos graxos ligam-se à soroalbumina
para serem transportados aos órgãos alvo.
Hormônio
Adipócito
Corrente
sanguinea
HormônioReceptor
Adenilato ciclase
Proteína quinase
Lipase de
triacilgliceróis
Ácido graxo
Albumina
sérica
Transporte de
Ácido graxo Músculo
Oxidação de Ácidos
Graxos
β- Oxidação
• Tem como função oxidar os ácidos graxos, ou seja, retirar seus elétrons para formar ATP;
• Processo repetitivo de quatro passos enzimáticos onde ocorre a oxidação dos ácidos graxos em acetil-CoA, este pode seguir o ciclo de Krebs ou ser convertido em corpos cetônicos.
β- Oxidação
Para a oxidação os ácidos graxos são ativados e transportados para o interior das mitocôndrias
O primeiro passo é a ativação do acido
graxo realizada pela enzima Acil-CoA
sintetase (localizada na membrana
mitocondrial externa).
• Os AG são ativados por ligação com a Coenzima A
(CoA) formando um Acil-CoA graxo em uma
reação catalisada pela enzima acil-CoA sintetase.
Transferência para o interior da mitocôndria
β- Oxidação
Fase 1:
• Desidrogenase catalisa a oxidação da dupla ligação entre os carbonos α-β
Fase 2:
• Adição de água pela hidratase forma o derivado β-hidroxi-AcilCoA
Fase 3:
• Uma outra desidrogenase forma a β-cetoacil-CoA.
Fase 4:
• A Tiolase transfere uma cadeia de 2C da β-cetoacil-CoA para a CoA liberando Acetil-CoA.
Oxidação dos ácidos graxos insaturados
Oxidação de ácidos graxos de cadeia impar:
• Mais três reações são necessárias para a oxidação completa dessas moléculas;
• Produz propionil-CoA no final do ciclo;
• A propionil –CoA pode ser transformado em succinil-CoA, um intermediário do ciclo de Krebs.
Regulação da oxidação dos ácidos graxos
• No fígado: o acil-CoA graxo formado no citosol
β-oxidação Triacilgliceróis e fosfolipidios
• Uma vez que o grupo acil-graxos entram na mitocôndria, eles estão definitivamente destinados a oxidação até acetil-CoA.
• Malonil-CoA, aumenta sempre que o animal é bem suprido com carboidratos;
• A inibição da carnitina aciltransferase I pelo malonil –CoA, assegura que a oxidação dos ácidos graxos seja diminuída sempre que o fígado tenha amplo suprimento de glicose, e esteja fabricando ativamente triacilgliceróis a partir dessa glicose em excesso
Regulação dos ácidos graxos
• Duas enzimas de β-oxidação também são reguladas por metabólitos que sinalizam o suprimento suficiente de energia.
• Quando a relação [NADH]/[NAD] esta alta, a hidroxiacil-CoA desidrogenase é inibida.
• Altas concentrações de acetil-CoA inibem a tiolase.
Regulação dos ácidos graxos
Formação de corpos cetônicos
CETOGÊNESE
Quando há produção de corpos cetônicos?
• Baixa concentração glicose sanguínea – glucagon/adrenalina – cetogênese e gliconeogênese
• β-oxidação dos ác. graxos para produzir energia
• Produzir FADH2, NADH E ACETIL CoA
oxaloacetato citrato
Corpos cetônicos
glicose PEP Piruvato ACETIL CoA oxaloacetato
Piruvato desidrogenase
Deficiência energética!!!
Acil CoA graxo
β-Oxidação
AG ATIVADO! ACETIL COA
FADH2, NADH
Piruvato carboxilase CO2
Gliconeogênese
Cetogênese
Citrato
Para onde vão os corpos cetônicos?
• São solúveis no sangue e na urina
• Fígado -> Corpos cetônicos -> corrente sanguínea -> tecidos periféricos -> músculo esquelético, coração, rins e cérebro
• Pulmão – acetona (hálito cetônico)
• Para o cérebro e pulmão só acontece quando tem uma alta concentração de corpos cetônicos (subconsumo, jejum prolongado)
• Músculo principal receptor dos corpos cetônicos (economizar glicose pra quem realmente precisa, gerar energia)
• Acetoacetato e D-β-hidroxibutirato
• -> sangue
• ->Tecidos extra-hepáticos
• Acetona é exalada
Para onde vão os corpos cetônicos?
Utilização do D- β- hidroxibutirato D-β-Hidroxibutirato
Acetoacetato
Acetoacetil-CoA
Doenças • Cetose das vacas leiteiras
• Diabetes
Β-hidroxibutirato aumenta no plasma dos animais quando existe deficiência energética O nível ótimo para vacas em lactação é de ≤1,0 mmol/L (<10mg/dL) e vacas secas ≤0,6 mmol/L
• Armazenamento de energia • Reação endergônica
• Constituintes de membranas celulares • Pigmentos (retinal, caroteno) • Co-fatores enzimaticos (vit k) • Detergentes • Transportadores • Hormônios
Capacidade de sintetizar lipídios é essencial para o organismo.
• Simples reversão de passos enzimáticos da β oxidação
• Conjunto de enzimas diferentes • Compartimentos diferentes
CITOSOL
Malonil CoA
Participa da síntese, mas não da degradação
AcetilCoA carboxilase
Citrato
ATP ADP + Pi
• Os Carbonos necessários para a síntese de lipídios:
Malonil CoA Acetil CoA
As reações são catalisadas pela ÁCIDO GRAXO SINTASE!!
Ciclo de Krebs
ATP
Excesso de ATP e Excesso de AcetilCoA
Ácidos
Graxos
Malonil CoA
Piruvato + CO2
O processo se repete até a formação de ácido palmítico
Ácidos Graxos essenciais devem ser fornecidos
• A partir do PALMITATO
• Ação de sistemas de alongamento presentes no REL
• Mecanismo? IDENTICO
Lembre-se que a membrana interna é impermeável a acetil CoA!
Limitante na biossíntese de lipídios Regula a síntese.
• Se aumentar Acetil CoA?
• Se aumentar [ATP]?
CITRATO age sobre
fosfofruquinase
• Precursor de lipídios reguladores como EICOSANÓIDES
• Sinalizadores potentes • Mensageiros de curta distância
• Vias também reguladas a nível de expressão gênica
• Excesso de ingestão de ác graxos polinsaturados suprime expressão de genes que codificam para enzimas lipogênicas.
• Síntese e degradação não ocorrem ao mesmo tempo!
• Malonil CoA INIBE CAT não há beta oxidação
• A partir do PALMITATO
• Ação de sistemas de alongamento presentes no REL
• Mecanismo? IDENTICO
Hormônio Ataca lipídios da membrana
• Tromboxanos coagulação
- Constrição de vasos sanguíneos - Agregação plaquetária
Usos?
• Ácidos Graxos Armazenamento (TG) ou fosfolipídios de membrana
Adulto armazenamento Criança crescimento fosfolipídios
Éster Graxo de Glicerol
• CHOs em excesso • Proteínas em
excesso
ARMAZENAMENTO
Precursores: acetilCoA graxo e glicerol-3-fosfato
Relação com Diabético?
• Síntese de membranas • Precursor para produção
de • hormônios • Precursor da vitamina D
Transportados por lipoproteínas plasmáticas (apoliproteínas)
Fosforilação
ARMAZENAMENTO AUMENTA
Remoção de carbonos
Mitocôndria
2 hidroxilações
Catalisadas por OXIDASES que empregam NADPH, O2 e citocromo P450
OBRIGADO
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