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