Vias Metabólicas

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Metabolismo dos Lipídios• Biomoléculas insolúveis em água, e solúveis em solventes orgânicos;

• Dos 60 a 150g de lipídeos ingeridos diariamente, cerca de 90% são

constituídos de triacilgliceróis;

• 10% dos lipídeos da dieta correspondem ao colesterol, ésteres de

colesteril, fosfolipídeos e ácidos graxos livres.

• No intestino delgado, os sais biliares emulsificam as gorduras ingeridas

formando micelas mistas de sais biliares e triacilgliceróis.

2Estrutura do triacilgliceróis. Em vermelho são os ácidos graxos, e em azul é o grupo glicerol.

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Metabolismo dos LipídiosEnquanto realizamos exercícios físicos, vários hormônios como:

• catecolaminas,

• glucagon,

• hormônio do crescimento ,

• corticosteróides, entre outros,

são liberados na corrente sangüínea, e quando chegam aos adipócitos,

provocam lipólise (quebra dos triglicerídios) aumentando as

concentrações sangüíneas de ácidos graxos livres (AGL). Esses AGLs são

levados aos músculos esqueléticos que os utilizam para a síntese de ATP

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Metabolismo dos LipídiosO ácido-graxo, agora dentro da célula

muscular, precisa ser ativado

(incoporação de Acil-CoA) e

transportado para dentro da matriz

mitocondrial, onde será fracionado em

moléculas de dois carbonos (Acetil-

CoA) pelo processo de Beta-

oxidação. Dentro da mitocôndria, as

moléculas de Acetil-CoA são

processadas no ciclo do ácido cítrico

(Ciclo de Krebs) e produzem NADH e

FADH2. Esses últimos são transferidos

para a cadeia de transporte de

elétrons onde o ATP é finalmente

gerado.

A oxidação completa de 1g de glicose

gera aproximadamente 4 Kcal,

enquanto que a mesma quantidade de

ácidos graxos (gordura) gera em torno

de 9 Kcal.

Degradação do Glicerol

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O glicerol não pode ser reaproveitado

pelos adipócitos, porque essas células

não possuem a enzima glicerol

quinase, sendo então liberado na

circulação.

No fígado e outros tecidos, por ação

desta quinase, é convertido a glicerol

3-fosfato, que pode ser transformado

em diidroxiacetona fosfato, um

intermediário da glicólise.

Após ter sido capturado pela célula, o ácido graxo é convertido no derivado CoA pela acil CoA graxa sintetase (tioquinase) no citosol, formando a acil CoA graxa

Há a necessidade de 2 ATPA membrana interna da mitocôndria é impermeável a acil-CoA, mas os grupos acila podem ser introduzidos na matriz mitocondrial, quando ligados à carnitina. Este composto, sintetizado a partir de aminoácidos. É amplamente distribuídos nos tecidos animais e vegetais, sendo especialmente abundante em músculos. Deste modo o grupo acila dos ácidos graxos atinge o interior da mitocôndria onde ocorre a sua oxidação.

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Oxidação de Ácidos Graxos

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Transporte dos Ácidos Graxos

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–Oxidação ou Ciclo de Lynen

• A -oxidação compreende o catabolismo de ácidos graxos saturados, na qual fragmentos de dois carbonos são sucessivamente removidos da extremidade carboxila da acil CoA graxa, produzindo acetil CoA

• Portanto, a -oxidação consiste em um ciclo de 4 reações que resultam no encurtamento da cadeia de ácidos graxos em cada 2 carbonos

• as etapas incluem:

• uma oxidação que produz FADH2,

• uma hidratação,

•uma segunda oxidação que produz NADH e,

• uma clivagem tiolítica que libera uma molécula de acetil CoA

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–Oxidação ou Ciclo de Lynen

As enzimas da Oxidação

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Acil-CoA desidrogenase

Enoil-CoA hidratase

-hidroxiacil-CoA

desidrogenase

Acil-CoA aciltransferase

(tiolase)

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Destino do Acetil - CoA

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Rendimento Energético pela Oxidação de Ácidos GraxosConsiderando por exemplo a oxidação de uma molécula de ácido palmítico(16C) até CO2 e H2O gera:

Do total de ATP formado (131) deve ser descontado o gasto inicial na reação de ativação do ácido graxo, onde há conversão de ATP em AMP + 2Pi e portanto, consumo de duas ligações ricas em energia, o que equivale a um gasto de 2ATP (conversão de 2ATP a 2ADP). O rendimento final da oxidação do ácido palmítico é então, 129 ATP.

Os ácidos graxos com número ímpar de átomos de carbono

constituem uma fração minoritária dos ácidos graxos da

dieta. A -oxidação de um ácido graxo saturado com número

ímpar de átomos de C segue as mesmas etapas de reações

que os ácidos graxos com número par de átomos de C, até os

três carbonos finais (propionil CoA).

Neste caso, entretanto, a última reação inicia-se com um acil

– CoA de cinco carbonos e produz uma molécula de acetil-

CoA e uma de propionil – C0A, em vez de duas de acetil-CoA.

A propionil-CoA origina-se também da degradação de alguns

aminoácidos.

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Oxidação dos ácidos graxos com número ímpar de pares de carbono

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Metabolismo do Propionil - CoA

O propionil CoA é metabolizado

por uma rota de duas etapas:

1º - o propionil CoA é carboxilado,

formando metilmalonil CoA. A

enzima responsável – a propionil

CoA carboxilase,

2º - os carbonos da metilmalonil

CoA são rearranjados, formando

succinil CoA, a qual entra no ciclo

de Krebs. A enzima responsável é a

metilmalonil CoA mutase, que

requer vitamina B12.

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Destino do Succinil - CoA

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Oxidação de ácidos graxos

insaturados• A oxidação de ácidos graxos insaturados fornece menos

energia que a oxidação dos ácidos graxos saturados;

• Os insaturados são menos reduzidos, e portanto, menos

equivalentes redutores podem ser produzidos.

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Oxidação de ácidos graxos

insaturados

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Coenzima NAPD+

(a)Forma oxidada da nicotinamida adenina dinucleotídio (NAD+); (b)

Forma oxidada da nicotinamida adenina dinucleotídio fosfato (NADP+).

Ambos se diferem pela presença de um grupo fosfato ligado a ribose.

O NAD+ e NADPH têm papéis metabólicos opostos: a primeira é utilizada

quando o substrato esta sendo oxidado e a segunda quando um

substrato esta sendo reduzido.

(a) (b)

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Metabolismo do Colesterol• O colesterol, além de ser um componente estrutural de

membranas, é precursor dos ácidos biliares, hormônios esteróides

e da vitamina D.

• Está presente em todas as células animais, mas é ausente nos

vegetais.

• A fonte de colesterol pode ser exógena, pelo consumo de

derivados de carne e leite, ou endógena, por síntese a partir do

Acetil CoA. Existe uma correlação direta entre quantidade de

Triglicérides e Colesterol: quanto maior a disponibilidade de

Acetil CoA, maior a síntese de Colesterol.

Estrutura do colesterol.

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Metabolismo do Colesterol

• As moléculas de colesterol obtidos pela dieta são insolúveis no suco

gástrico, sendo os últimos a serem absorvidos. São então

emulsificados pela ação dos sais e ácidos biliares, que os transportam

na forma de micelas, através do intestino. Essas moléculas

atravessam as membranas do intestino e são reorganizadas em uma

lipoproteína.

• O colesterol absorvido pelo organismo se associa a apolipoproteínas

formando as Lipoproteínas plasmáticas;

• LDL – lipoproteína de baixa densidade

• HDL – lipoproteína de alta densidade

• As lipoproteínas funcionam tanto para manter os lipídeos solúveis a

medida que os transportam no plasma, quanto para transportar o

conteúdo lipídico aos tecidos.

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Metabolismo do ColesterolO colesterol absorvido no intestino se associa a apolipoproteínas formando as lipoproteínas plasmáticas. Apolipoproteínas são complexos moleculares de lipídeos e proteínas. Incluem: quilomícron, VLDL, IDL, LDL e HDL.HDL

O LDL transporta colesterol do fígado até os tecidos periféricos, enquanto o HDL captura colesterol dos tecidos e o transporta até o fígado, onde é convertido a ácidos biliares.

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Lipoproteína HDLA HDL é uma lipoproteína produzida e liberada pelo fígado com objetivo de retirar colesterol das células, quando este estiver em excesso, ou mesmo de outras lipoproteínas plasmáticas. Por esta ação de “lixeiro”, a HDL é denominada “Bom Colesterol”.O colesterol que retorna para o fígado, via HDL é, em geral, transformado em sais e ácidos biliares. Estes compostos são utilizados como “detergentes” na emulsificação de gorduras, durante o processo de digestão e absorção de gorduras no intestino.HDL

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Lipoproteína LDL

O fígado produz colesterol e TAG (triacilgliceróis), além de reorganizar

estes compostos, provenientes da dieta . O fígado então libera, para a

corrente sanguínea, uma lipoproteína de densidade muito baixa, VLDL,

que contém 52% de TAG e 22% de colesterol. As células de diferentes

tecidos reconhecem as proteínas na superfície desta lipoproteína e a

VLDL se liga aos tecidos. Por ação de lipases lipoprotéicas ocorre a

quebra dos TAG, e absorção de ácidos graxos e glicerol pelas células. A

VLDL vai perdendo TAG, diminuindo de tamanho e aumentando a

densidade, até formar LDL, que contém 47% de colesterol e 8% de

TAG. A lipoproteína LDL será então endocitada pelas células que

precisarem de colesterol. O excesso de LDL no sangue pode levar a

formação de ateromas por ligação desta lipoproteína às paredes dos

vasos; por isso o LDL é conhecido como “colesterol ruim”.

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Metabolismo do Colesterol• Os ácidos graxos saturados elevam o LDL - colesterol.• Os poliinsaturados (óleos vegetais em geral) reduzem o LDL – colesterol e discretamente o HDL – colesterol.• Os monoinsaturados reduzem o LDL – colesterol sem alterar a fração de HDL – colesterol. Por esta razão os ácidos graxos monoinsaturados são, atualmente os mais recomendados.• Exemplos de ácidos monoinsaturados: azeite de oliva; óleos de soja e canela.• Os ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa do tipo 3, atuam favoravelmente na prevenção de tratamento de diversas doenças como por exemplo as cardiovasculares porque esses ácidos reduzem a fração de LDL e aumentam a fração de HDL.• Os ácidos graxos trans não produzem dobras nas moléculas, que se associam de modo tão compacto quanto os ácidos graxos saturados podendo portanto modificar a viscosidade da membrana.• Os ácidos graxos trans provocam aumento do LDL – colesterol e redução do HDL – colesterol.• Exemplos de ácidos graxos trans: bolos, bolachas tortas, sorvetes e frituras.