Metabolismo de Lipídeos

  • View
    396

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Metabolismo de Lipídeos

  • 1. 1 Tpicos Avanados em Entomologia Molecular Instituto Nacional de Cincia e Tecnologia em Entomologia Molecular INCT EM 2012. CAPTULO 6 Metabolismo de Lipdeos. __________________________________________ Georgia C. Atella, David Majerowicz e Katia C. Gondim. Instituto de Bioqumica Mdica, Universidade Federal do Rio de Janeiro. Copyright: 2012 [Georgia C. Atella, David Majerowicz e Katia C. Gondim]. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

2. 2 Consideraes Iniciais Nos insetos, como em outros organismos, os lipdeos desempenham diversas funes. Como exemplos, so constituintes de estruturas celulares, atuam como hormnios e formam importantes reservas energticas, fundamentais em algumas situaes de grande demanda metablica, tais como o vo e a produo de ovos (Arrese e cols., 2001a). Embora muito se saiba sobre o metabolismo de lipdeos em mamferos, por exemplo, poucas informaes esto disponveis sobre esses processos nos insetos. A Utilizao dos Lipdeos da Dieta Durante o processo de digesto, no lmen intestinal, lipdeos complexos da dieta, como triacilgliceris e fosfolipdeos, so hidrolisados e cidos graxos livres so liberados, os quais so absorvidos pelo epitlio intestinal (Canavoso e cols., 2001). Apesar do conhecimento acerca da digesto de lipdeos em insetos ainda ser bastante limitado, especialmente quando se considera a enorme variao nos tipos de alimentao desses organismos (Turunen e Crailsheim, 1996), atividades triacilglicerol- lipsicas digestivas tm sido caracterizadas em diversas espcies (Grillo e cols., 2007; Mrdakovi e cols., 2008; Sieber e Thummel, 2009). Alm disso, foram tambm relatadas outras atividades enzimticas relacionadas digesto de lipdeos no lmen do intestino mdio, como fosfolipases (Spates e cols., 1990; Stanley e cols., 1998; Weiher e Komnick, 1997) e colesteril ster hidrolases (Komnick e Giesa, 1994). Os cidos graxos liberados durante a digesto so absorvidos pelas clulas do epitlio intestinal, porm informaes sobre como esse processo ocorre nos insetos so raras. Uma das protenas que pode ter papel importante na absoro desses lipdeos a protena transportadora de cidos graxos (FATP). O gene que a codifica em Aedes aegypti tem sua expresso aumentada aps a alimentao (Sanders e cols., 2003). Dados obtidos em estudos com Aeshna cyanea mostraram que as clulas intestinais absorvem preferencialmente cido olico (18:1), seguido pelo cido palmtico (16:0) e cido esterico (18:0) (Kirfel e Komnick, 1999). Aps absoro pelas clulas do epitlio intestinal, os cidos graxos so utilizados para a sntese de lipdeos mais complexos, sendo esterificados formando especialmente fosfolipdeos, diacilgliceris e triacilgliceris, porm detalhes sobre essas vias metablicas ainda so desconhecidos (Arrese e cols., 2001a). Os lipdeos devem, ento, ser secretados para a hemolinfa a fim de serem distribudos para todo o organismo. Na hemolinfa, em geral, os principais lipdeos encontrados so os fosfolipdeos e os diacilgliceris, que so transportados por uma lipoprotena denominada lipoforina, a qual recebe os lipdeos fornecidos pelo intestino (Soulages e Wells, 1994b), como ser discutido no prximo item. Esse processo de digesto, absoro, metabolizao e transporte de triacilgliceris da dieta foi estudado em insetos de hbitos alimentares muito diferentes, como as larvas da mariposa Manduca sexta e os hempteros hematfagos Panstrongylus megistus e Rhodnius prolixus (fmeas 3. 3 adultas), e resultados muito parecidos foram obtidos (Canavoso e cols., 2004a; Canavoso e Wells, 2000; Grillo e cols., 2007). interessante observar que os insetos no so capazes de sintetizar esterides de novo (Clark e Block, 1959). Portanto, eles dependem da utilizao de esterides encontrados na dieta para a obteno dos seus prprios, como colesterol e outros, incluindo os hormnios ecdsterides. Esses lipdeos devem ser absorvidos pelo intestino e convertidos em outros, de acordo com as necessidades e as dietas de cada espcie. Em larvas de M. sexta e naiades de A. cyanea, por exemplo, foi acompanhada a incorporao de colesterol da alimentao pelo intestino mdio, como tambm o seu transporte na hemolinfa associado lipoforina, que o distribui aos rgos que o utilizam, como corpo gorduroso, nas larvas, pupas e adultos, e posteriormente, nesses ltimos, aos ovcitos (Jouni e cols., 2002a; Jouni e cols., 2002b; Komnick e Giesa, 1994; Yun e cols., 2002). A Lipoforina e oTransporte de Lipdeos Nos insetos, os lipdeos so transportados entre os diferentes rgos associados principal lipoprotena hemolinftica, a lipoforina (Lp) (Chino e cols., 1981). Diferentemente dos mamferos, onde o transporte de lipdeos feito por diversas lipoprotenas, nos insetos a Lp desempenha sozinha esse papel, transportando as diversas classes entre os vrios rgos (Chino e Takahashi, 1985; Soulages e Wells, 1994b). Essa lipoprotena atua como uma aceptora de lipdeos, recebendo-os dos tecidos, e tambm como doadora, isto , fornecendo lipdeos a eles. Ela composta por duas apolipoprotenas, apolipoforinas I e II (ApoLp-I e II), de massas em torno de 240 e 80 kDa, respectivamente, que so sempre encontradas na razo molar de 1:1 (Ryan e Van der Horst, 2000; Soulages e Wells, 1994b). Uma terceira apolipoprotena (ApoLp-III; 18 - 20 kDa), pode estar presente ou no, em nmero varivel, de acordo com a espcie e com a situao fisiolgica do inseto, como o vo, por exemplo (Gondim e cols., 1989a; Ryan e Van der Horst, 2000; Soulages e Wells, 1994a). A Lp apresenta em sua composio diversas classes de lipdeos, tanto fosfolipdeos como lipdeos neutros. Os fosfolipdeos normalmente representam algo em torno de 15 a 25 % dos lipdeos totais da partcula, mas exemplos de Lps com percentuais maiores ou menores dessas molculas tambm so encontrados. Entre os lipdeos neutros, na grande maioria dos casos os diacilgliceris so os mais abundantes, com propores que costumam variar entre 12 e 22 % dos lipdeos totais da lipoprotena. Colesterol (livre ou esterificado a cidos graxos), cidos graxos, hidrocarbonetos e triacilgliceris tambm so encontrados, geralmente em menores quantidades (Blacklock e Ryan, 1994; Chino e Takahashi, 1985; Soulages e Wells, 1994b). interessante observar que as diversas classes de lipdeos no apenas fazem parte da estrutura da Lp, mas so efetivamente transportados entre os vrios rgos. J foi demonstrado o transporte, por essa lipoprotena, de diacilgliceris (Chino e cols., 1969; Oliveira e cols., 2006; Van der Horst e cols., 1981), que o sistema melhor conhecido, fosfolipdeos (Atella e cols., 1992, , 1995; Oliveira e cols., 2006), hidrocarbonetos (Fan e cols., 2004; Schal e cols., 2001; Young e cols., 1999), colesterol (Chino e Gilbert, 1971; Jouni e cols., 2002a) e cidos graxos (Atella e cols., 2000; 4. 4 Soulages e Wells, 1994c), entre a Lp circulante e os stios de sntese, utilizao e armazenamento desses lipdeos. Alm disso, molculas hidrofbicas, como precursores de feromnios, tambm podem ser transportados pela Lp (Matsuoka e cols., 2006). De acordo com a quantidade de lipdeos associados Lp, ela pode apresentar variaes na sua densidade, e algumas classes foram ento definidas (Beenakkers e cols., 1988): HDLp (lipoforina de alta densidade), de 1,09 a 1,18 g/ml; VHDLp (lipoforina de muito alta densidade), de 1,24 a 1,27 g/ml; e LDLp (lipoforina de baixa densidade), de 1,02 a 1,07 g/ml. Em um mesmo inseto, a densidade da Lp circulante pode variar de acordo com a situao, como ocorre durante o vo, por exemplo, quando formada uma grande proporo de LDLp na hemolinfa de alguns insetos que fazem vos prolongados (Van der Horst e Rodenburg, 2010), o que ser discutido mais adiante nesse captulo. Uma caracterstica marcante do sistema de transporte de lipdeos nos insetos o fato de, geralmente, a Lp atuar como uma transportadora reutilizvel de lipdeos. Ou seja, a Lp fornece os lipdeos ao rgo aceptor sem que a parte proteica da lipoprotena seja acumulada e degradada, podendo ser reabastecida e reutilizada. A primeira indicao nesse sentido foi obtida no gafanhoto Locusta migratoria, quando Downer e Chino mostraram que a meia-vida do diacilglicerol da partcula da Lp hemolinftica era bem menor que a das suas apoprotenas (Downer e Chino, 1985). Esses resultados foram ento confirmados com a demonstrao de que nesse mesmo gafanhoto a Lp entrega os lipdeos aos msculos de vo, podendo ser reabastecida (Van Heusden e cols., 1987), sendo a lipoprotena encontrada apenas associada superfcie da clula muscular (Van Antwerpen e cols., 1988). Tambm no inseto hematfago R. prolixus foi demonstrado, inicialmente por anlise por eletroforese em gel de poliacrilamida do contedo dos ovcitos, e depois por imunocitoqumica, que a partcula de Lp encontrada apenas na superfcie dos ovcitos, e no no seu interior (Gondim e cols., 1989b; Machado e cols., 1996). Para a mosca da fruta Drosophila melanogaster, os resultados tambm indicaram que a absoro de lipdeos neutros pelos ovcitos ocorre por um mecanismo independente de endocitose (Parra-Peralbo e Culi, 2011). No entanto, alguns resultados diferentes tm sido tambm encontrados. Em L. migratoria foi observada a incorporao da Lp circulante na hemolinfa por endocitose mediada por receptor, em corpos gordurosos de adultos jovens (Dantuma e cols., 1997) e, posteriormente, quando o receptor de Lp foi expresso em clulas de mamferos em cultura, pode-se acompanhar a endocitose e reciclagem, tanto da Lp como do seu receptor, de modo semelhante ao que ocorre nessas clulas com a protena transferrina (Van Hoof e cols., 2002). Entretanto, em corpos gordurosos desses insetos, ainda no possvel afirmar com certeza se, aps endocitose, a Lp tambm reciclada, voltando para a hemolinfa (Van Hoof e cols., 2005). Inclusive, em clulas de insetos em cultura, expressando o receptor de transferrina de mamfero, nem mesmo essa p