Metabolismo de lipídios

Metabolismo de
lipídios
MAIOR FONTE DE RESERVA ENERGÉTICA
Degradação de Gorduras - Triacilgliceróis
As gorduras estão concentradas nos adipócitos
Triacilgliceróis
Ácidos Graxos + Glicerol
LIPASES
Os ácidos graxos e o glicerol são liberados pela corrente
sanguínea e são absorvidos por outras células
(principalmente hepatócitos)
O glicerol é convertido em gliceraldeído- 3 P, que é
processado pela glicólise ou neoglicogênese.
Os ácidos graxos são oxidados a Acetil CoA que pode
seguir o Ciclo de Krebs ou ser convertido em corpos
cetônicos.
Degradação de Triacilgliceróis (Gorduras)
Triacilglicerol
Lipases
Ácido Graxo
Glicerol
Acetil-CoA
Gliceraldeído 3 P
Ácido cítrico Acetoacetato
Glicólise
Gliconeogênese
Ciclo de Krebs
Corpos Cetônicos
Conversão de glicerol em gliceraldeído-3 P
Glicerol + ATP
1
Glicerol 3-fosfato + ADP
Glicerol 3-fosfato + NAD+
2
Dihidroxiacetona fosfato
+ NADH + H +
Dihidroxiacetona fosfato
3
Gliceraldeído 3 fosfato
1
Glicerol quinase
2
Glicerol 3 fosfato desidrogenase
3
Triose fosfato isomerase
Metabolismo dos Ácidos Graxos
Na célula hepática, os ácidos graxos (de cadeia longa) são
ativados para formar Acil-CoA (membrana mitocondrial
externa)
Em seguida, são transportados para dentro da mitocôndria
por um carreador – CARNITINA
Na mitocôndria ocorre a oxidação até Acetil-CoA
Ácidos Graxos de
Cadeia Longa
Ácidos Graxos de Cadeia Curta
(difundem-se pela membrana da
mitocôndria)
Ativação
Transporte
Beta-oxidação
Ativação do ácido graxo
Na membrana mitocondrial externa.
Ácido graxo + ATP + Co-A
Acil-CoA + AMP + PPi
Acil-CoA sintetase
Ligação do Ácido Graxo à Carnitina na membrana
mitocondrial interna
Acil-CoA + Carnitina
Acil-Carnitina + CoA
Carnitina Acil transferase I e II
Carnitina é um derivado da Lisina. Encontrada na carne vermelha
Pessoas com baixos níveis de carnitina muitas vezes têm depósito de gordura
nos músculos, são irritáveis e fracas.
Acil-CoA
CoA
Carnitina
Acil- Carnitina
Membrana da Mitocôndria
Acil-CoA
CoA
A carnitina aciltransferase I é inibida pelo malonil-CoA.
O malonil-CoA é um intermediário da biossíntese de
ácidos graxos.
A concentração de malonil-CoA é alta quando a
biossíntese de ácidos graxos está acontecendo no
citosol.
A biossíntese de ácidos graxos só ocorre quando
houver excesso de glicídeos, de energia e escassez de
ácidos graxos.
Assim, quando a síntese de ácidos graxos estiver
ocorrendo, a degradação é inibida.
Oxidação de Ácidos Graxos – Matriz Mitocondrial
Processo conhecido como b-oxidação ou
Ciclo de Lynen
Na b -oxidação, os ácidos graxos originam acetil-CoA.
O processo envolve 4 etapas:
• Desidrogenação
• Hidratação
• Oxidação
• Tiólise
Beta-oxidação
FADH2
•Desidrogenação
•Hidratação
NADH + H
•Oxidação
• Tiólise
A cada ciclo de beta-oxidação, origina-se UMA
molécula de Acetil CoA e tem-se a redução de UMA
molécula de NAD+ e UMA molécula de FAD+.
Notar que a beta-oxidação de um ácido graxo de n
Carbonos, originará 1/2 n moléculas de Acetil CoA, (1/2 n
–1) moléculas de NADH e (1/2 n –1) moléculas de FADH2
Por exemplo, a beta-oxidação de um ácido graxo de 16
Carbonos irá gerar 8 moléculas de Acetil CoA e 7
moléculas de NADH e 7 moléculas de FADH2.
Rendimento Energético da Oxidação do Ácido Palmítico
(C16)
8 acetil-CoA
7 NADH
7 FADH2
TOTAL 131 ATPs !!!!
Degradação de Ácidos Graxos
Triacilglicerol
Lipases
Ácido Graxo
Glicerol
Acetil-CoA
Gliceraldeído 3 P
Ácido cítrico Acetoacetato
Glicólise
Gliconeogênese
Ciclo de Krebs
CICLO DE KREBS
Corpos
Corpos Cetônicos
O acetil-CoA formado pela Beta-oxidação dos ácidos
graxos só entra para o Ciclo de Krebs se a
degradação de lípides e carboidratos estiver
equilibrada.
A entrada do acetil-CoAno ciclo de Krebs depende da
disponibilidade de oxalacetato.
A concentração de oxalacetato diminui muito quando não
há glicídeos disponíveis.
O oxalacetato é normalmente formado a partir do piruvato
(produto final da glicólise em aerobiose), por ação da
piruvato carboxilase.
No jejum prolongado e no diabetes, o oxalacetato entra para a
gliconeogênese e não estará disponível para condensar com o
acetil-CoA.
Nestas condições, o acetil-CoA é desviado para a
formação de corpos cetônicos.
O que são Corpos Cetônicos?
Corpos Cetônicos são derivados do Acetil-CoA
O fígado é o principal local de síntese de corpos cetônicos.
A produção de corpos cetônicos é um mecanismo importante de
sobrevivência.
A córtex adrenal e o músculo cardíaco utilizam corpos cetônicos
(acetoacetato) preferencialmente como combustíveis celulares.
No jejum prolongado e no diabetes, o cérebro se adapta à utilização de
corpos cetônicos como combustível celular.
Pulmões
Acetona não é utilizada pelo organismo e é expelida pelos pulmões
Uma indicação que uma pessoa está produzindo corpos cetônicos é
a presença de acetona em sua respiração.
Acetoacetato e beta-hidroxibutirato podem ser convertidos
novamente a acetil-CoA.
Corpos Cetônicos são produzidos em pequenas
quantidades por pessoas sadias.
A concentração no sangue de mamíferos normais é de
cerca de 1 mg/dL.
A perda urinária no homem é de menos que 1 mg/24 horas.
Em algumas condições como jejum ou diabetes, corpos
cetônicos atingem altos níveis, acarretando cetonemia e
cetonúria. O quadro geral é denominado cetose.
O ácido acetoacético e hidroxi-butírico são ácidos
moderadamente fortes e precisam ser neutralizados.
A excreção urinária desses ácidos provoca acidez da urina.
Os rins produzem amônia para neutralizar esta acidez,
resultando em diminuição da reserva alcalina e um quadro
denominado “cetoacidose”.
REGULAÇÃO DO METABOLISMO DE
TRIACILGLICERÓIS
DEGRADAÇÃO DE GORDURAS
Com baixa ingestão calórica ou glicemia baixa, ocorre
liberação de Glucagon
Durante a atividade física ocorre liberação de Epinefrina
AMBOS HORMÔNIOS ESTIMULAM A DEGRADAÇÃO DE
TRIACILGLICERÓIS
Glucagon – TECIDO ADIPOSO
Epinefrina – MÚSCULO
Glucagon e Epinefrina promovem a degradação de triacilgliceróis
pela cascata do cAMP, fosforilando Lipases.
HORMONAL
Hormônio (epinefrina ou glucagon)
Adenilato ciclase Adenilato ciclase
(a
((ativa
)
(inativa)
ATP
c AMP + PP
Ativação
Proteina kinase
(inativa )
Proteina kinase
(ativa)
ATP
ADP
(
Lipase
(inativa)
Lipase (P)
(ativa)
Aumenta degradação de triacilgliceróis
Insulina – é liberada quando a glicemia é ELEVADA
Promove a desfosforilação das Lipases
Portanto:
INIBE A DEGRADAÇÃO DE TRIACILGLICERÓIS
HORMONAL
Hormônio (Insulina)
(epinefrina ou glucagon)
Adenilato ciclase Adenilato ciclase
(active)
(inativa)
ATP
c AMP + PP
Ativação
Proteínas Fosfatases
Proteina kinase
(inativa )
Proteina kinase
(ativa)
ATP
ADP
(
Lipase
(inativa)
Lipase (P)
(ativa)
P
INIBE A DEGRADAÇÃO DE TRIACILGLICERÓIS
LEMBRETES
Lipogênese
Quando ingerimos carboidratos, estes são transformados em
glicose, e esta, entra na corrente sanguínea.
Quando a concentração de glicose depositada no sangue
ultrapassa o seu limite máximo, seu excesso é removido pelo
fígado, e este, o armazena em seu interior sob a forma de
glicogênio, logo ingerindo glicose, consequentemente
aumentamos a concentração de glicogênio dentro do fígado.
Por sua vez, quando em excesso, o glicogênio é quebrado pelo
fígado tendo seu excedente eliminado no sangue e,
consequentemente, a concentração de ácidos graxos na corrente
sanguínea será aumentada.
LEMBRETE 2
O excesso de ácidos graxos no sangue é removido pela pele, e esta, o
armazenará dentro de células dos adipócitos. Esse armazenamento
ocorrerá sob a forma de gordura.
Lipólise
A lipólise é exatamente o processo contrário da lipogênese. Quando
o sangue está com concentração de glicose abaixo do normal, ele
recebe glicose do fígado resultante da quebra do glicogênio.
O fígado, por sua vez, para manter seu nível de glicogênio estável,
retira ácidos graxos do sangue, transformando-os em glicogênio.
LEMBRETE 3
Quando o sangue, que teve os ácidos graxos removidos pelo
fígado, chega até a pele, esta, quebra a gordura armazenada em
seus adipócitos e a introduz no sangue sob a forma de ácidos
graxos.
Os fatores que influenciam a lipólise e a lipogênese são: ingestão
calórica, gasto energético, hormonal, fatores psicológicos, sóciofamiliares e hereditário.
A maior parte da reserva energética do organismo encontra-se
armazenada sob a forma de triacilglicéridos. Estes podem ser
hidrolisados por lipase à glicerol e ácidos graxos.
O glicerol é oxidado à diidroxiacetona fosfato. A diidroxiacetona fosfato
faz parte na seqüência da glicólise. Esse composto pode ser convertido
em glicogênio no fígado e tecidos musculares ou em ácido pirúvico, o
qual entra no Ciclo de Krebs.
Já os ácidos graxos têm como “destino” a β-oxidação.
Beta-oxidação dos
ácidos graxos
É o processo pelo qual o ácido graxo é convertido em acetil-CoA para a entrada
no ciclo de Krebs, acontece dentro da mitocôndria. Nesse processo a β-oxidação
remove dois átomos de carbono da cadeia de ácido graxo.
Os ácidos graxos livres podem passar para dentro da célula por difusão simples
pela membrana plasmática, porém não podem entrar livremente para o interior
das mitocôndrias. A entrada dos ácidos graxos no interior das mitocôndrias
requer primeiro a transformação dos ácidos graxos em acil-CoA.
A membrana da mitocôndria é impermeável á acil-CoA. Para entrarem na
mitocôndria estes reagem com um aminoácido "especial", a carnitina, liberando
a coenzima A. A carnitina esterificada é transportada para dentro da
mitocôndria por um transportador específico; a carnitina livre volta então para
o citoplasma através do transportador. Neste processo não existe transporte de
CoA para dentro da mitocôndria: as reservas citoplasmática e mitocondrial de
CoA não se misturam.
A β-oxidação dos ácidos graxos consiste num ciclo de três reações
sucessivas, idênticas à parte final do ciclo de Krebs Por ação da
enzima tiolase, libera-se acetil-CoA, e um acil-CoA com menos dois
carbonos que o acil-CoA original. A repetição do ciclo permite a
degradação total de um ácido graxo de cadeia par em acetil-CoA,
que pode entrar no ciclo de Krebs, onde é completamente oxidado a
CO2; sendo assim é impossível utilizar acetil-CoA para produzir
oxaloacetato.