n~~r~idade federal do rio dejaneiro

Universidade Federal do Rio de Janeiro
Centro de Ciências da Saúde
Instituto de Bioquímica Médica
Nome: _____________________________________________________________________
OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS
OBJETIVOS:
1. Definir lipídeos e reconhecer suas características físico-químicas.
2. Reconhecer as funções gerais dos lipídeos na economia metabólica.
3. Mencionar quais são as principais funções do tecido adiposo.
4. Definir triglicerídeos e mencionar os principais lipídeos complexos.
5. Definir ácido graxo e citar os mais difundidos nos tecidos animais.
6. Comparar a estocagem de glicogênio e triglicerídeos.
7. Descrever a experiência de Knoop e as várias etapas da-oxidação.
8. Reconhecer o destino dos fragmentos de dois carbonos derivados dos ácidos graxos.
9. Reconhecer o papel da compartimentalização na oxidação de ácidos graxos.
10. Descrever a síntese e degradação de corpos cetônicos.
11. Compreender o quadro metabólico geral do organismo quando este realiza em grande escala a oxidação. Identificar hormônios envolvidos.
As questões a seguir são relacionadas ao metabolismo oxidativo dos lipídeos, isto é, à degradação de cadeias
de ácido graxo resultando na obtenção de energia para o organismo. A maior parte delas é baseada em
conceitos gerados por artigos clássicos sobre o assunto.
Para orientar as suas respostas, é necessário que você tenha sempre em mente o quadro metabólico em
questão.
TEMAS PARA DISCUSSÃO:
1. A oxidação completa de ácidos graxos produz cerca de 9 kcal/g e a oxidação completa de glicídeos produz
cerca de 4 kcal/g. Compare as fórmulas de um açúcar e de um lipídeo simples e procure explicação para a
diferença no rendimento energético.
2. Os lipídeos formam um conjunto de compostos que tem como principal característica a baixa solubilidade
em água. Estes compostos são bastante solúveis em solventes orgânicos, e podem ser classificados de várias
maneiras. Compare os diferentes tipos de lipídeos e procure encontrar propriedades que justifiquem as suas
diferentes funções nos sistemas vivos.
3. O glicogênio é bastante solúvel em água. A oxidação de proteínas fornece aproximadamente 4 kcal/g. As
necessidades calóricas mínimas de um homem de 70 kg se situam entre 2.700 e 2.800 kcal/dia e possui
reservas energéticas aproximadas distribuídas como enumeradas a seguir:
Triacilglicerol
(tecido adiposo)
Glicogênio
(fígado)
Glicogênio
(músculo)
Glicose
(sangue e outros líquidos corporais)
Proteína corporal
(músculo principalmente)
9.000 gramas
90 gramas
50 gramas
20 gramas
8.800 gramas
Integre estas informações e discuta a relevância dos diferentes tipos de compostos do ponto de vista
energético. Considere as diferentes adaptações metabólicas que você conhece.
1
4. Uma vez que os lipídeos apresentam um caráter hidrofóbico, como poderiam ser transportados através da
corrente sangüínea (meio é hidrofílico) para serem utilizadas como fonte de energia?
5. Em meados do século XIX, M. Rupstein observou a existência de acetona na urina de uma mulher de 40
anos que sofria de diabetes mellitus grave. Alguns anos depois, se verificou que a ocorrência de acetona na
urina de diabéticos era acompanhada da presença de ácidos graxos de quatro carbonos: -hidroxibutirato e o
acetoacetato. Estes três compostos passaram a ser chamados de “corpos cetônicos”. Embora errôneo, o termo
foi consagrado pelo uso.
Sabe-se que o diabético grave sofre uma acentuada perda de massa corporal. Outra observação importante é
que a maior parte dos ácidos graxos encontrados em tecidos animais possuem número par de átomos de
carbono.
Qual seria a provável relação entre o fato das pessoas diabéticas serem magras e, portanto, apresentarem
pouca massa lipídica, e o aparecimento dos “corpos cetônicos” na urina. Relacione as informações acima e
proponha um modelo simples e coerente para a utilização energética de ácidos graxos.
6. Em 1904, Frans Knoop realizou algumas experiências que se tornaram exemplos de engenhosidade e
pioneirismo na história da Bioquímica. Knoop alimentou cães com ácidos graxos saturados de cadeia linear
marcados quimicamente com um radical fenila ligado ao carbono omega. Na urina dos cães alimentados com
ácidos graxos com número par de átomos de carbono (como fenilbutirato por exemplo), Knoop encontrou
somente ácido fenilacético (na forma de fenil acetil glicina). Na urina dos cães alimentados com ácidos
graxos de número impar de átomos de carbono (como fenilpropionato por exemplo), Knoop encontrou o
benzoato (na forma de benzoil glicina, conhecido também como hipurato). Como você interpretaria estes
resultados? A partir dos produtos encontrados por Knoop na urina dos cães, proponha um modelo coerente
sobre a quebra e utilização dos ácidos graxos.
7. Em 1906, Embden e Karlberlah verificaram que não havia formação de corpos cetônicos em preparações
perfundidas de músculo, pulmão ou rim, com ácidos graxos. Snapper e Grunbaum (1927) confirmaram os
achados de Embden e Karlberlah. Desta forma pôde-se concluir que a produção de corpos cetônicos era
restrita ao fígado. Em 1912, A. Loeb verificou que a perfusão de fígado isolado com acetato aumentava
bastante a formação de acetoacetato. Em 1935, M. Jowett e Juda H. Quastel verificaram que o fígado era
capaz de catalisar a redução do acetoacetato a -hidroxibutirato, mas somente tecidos extra-hepáticos, como
rim, coração e músculo esquelético, eram capazes de oxidar completamente os corpos cetônicos. Com base
nas conclusões destes e outros achados, tente imaginar de que maneira e em que condições os corpos
cetônicos produzidos pelo fígado poderiam ser utilizados pelos tecidos extra-hepáticos.
8. Em 1945, Lehninger obteve os seguinte resultados, estudando a oxidação de octanoato e o Ciclo de Krebs
em experimentos feitos na presença de malonato (inibidor da succinato desidrogenase):
Substrate
1. None
2. None
3. Octanoate
4. Octanoate
5. Pyruvate
6. Pyruvate
7. Acetoacetate
8. Acetoacetate
Fumarate
+
+
+
+
O2 uptake
1
89
216
319
167
259
2
81
Acetoacetate formation
0
3
143
57
158
49
-4
-6
Citrato formation
3.3
29.8
4.7
58.4
4.5
71.6
3.9
28.7
Main compartment o Warburg vessel, 1.20 ml of enzyme, 0.40 ml of MgSO 4 (0.005 M), 0.40 ml of phosphate buffer, pH 7.7 (O.008
M), 0.10 ml of sodium malonate (0.01 M), 0.10 ml of adenosine triphosphate (0.0028 M), and 0.80 ml of H 20. Side arm, 0.20 ml of
H20 or octanoato (0.001 M) or pyruvate (0.001 M) or acetoacetate (0.007 M) and 0.2 ml of H 20 or fumarate (0.01 M). Gase fase, air;
temperature 25C. Equilibration period, 3 min followed by addition of substrate and closing of taps. Time, 25 min.
Analise a tabela acima e discuta os prováveis destinos dos esqueletos carbônicos do octanoato e do piruvato.
Tente descobrir em cada caso que via(s) prevalece(m) (ciclo de Krebs e/ou -oxidação).
9. Em 1949, em um outro trabalho, Kennedy e Lehninger, através de medidas de oxigênio consumido
estudaram os requerimentos necessários para a oxidação de oleato. Analise a figura abaixo e tire suas
2
conclusões. Não se esqueça de ter em mente as vias metabólicas que contribuem de maneira efetiva para o
consumo de oxigênio na mitocôndria. Por que, na ausência de ATP o consumo de oxigênio é tão mais baixo?
Procure localizar em que etapa da metabolização dos ácidos graxos o ATP é importante?
2
0
0
C
o
m
p
l
e
t
e
s
y
s
t
e
m
mmO2
1
5
0
1
0
0
O
l
e
a
t
e
o
m
i
t
t
e
d
5
0
A
T
P
o
m
i
t
t
e
d
2
+
M
g
o
m
i
t
t
e
d
0
B
o
i
l
e
d
e
n
z
y
m
e
M
a
l
a
t
e
o
m
i
t
t
e
d
0
5
1
0
1
5
2
0
2
5
3
0
T
i
m
e
(
m
i
n
)
10. Descreva em poucas linhas o processo da -oxidação, incluindo os fatos relevantes do ponto de vista
termodinâmico. Quais são os produtos da última volta? Qual a importância, em sua opinião, desta última
etapa da  -oxidação, ou seja, a tiólise?
11. Com as informações adquiridas até o momento, tente integrar o metabolismo de lipídeos nos diferentes
tecidos em uma situação de hipoglicemia. Não deixe de pensar por que o fígado não usa os próprios corpos
cetônicos que produz e como estariam os níveis de ATP nos diferentes tecidos?
12. Por que os corpos cetônicos são encontrados nos líquidos corporais e urina de pessoas diabéticas? Quais
as consequências da alta taxa de corpos cetônicos nos líquidos corporais, sabendo que são ácidos de pK
bastante baixos?
13. Os ácidos graxos esterificados com glicerol são estocados sob forma de triacilglicerol no tecido adiposo.
Para serem oxidados, estes ácidos graxos precisam ser liberados, o que é feito por reações catalisadas por
lipases. Sabendo que as lipases são reguladas por hormônios, dentre eles a adrenalina e glucagon, você seria
capaz de predizer os efeitos destes hormônios na atividade lipolítica? Justifique sua resposta com base na
economia metabólica do organismo.
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