METABOLISMO DOS CIDOS GORDOS A IMPORT NCA DOS
METABOLISMO DOS ÁCIDOS GORDOS
A IMPORT NCA DOS ÁCIDOS GORDOS • Do ponto de vista quantitativo, os triacilgliceróis representam 10 % de peso de um animal normal. • Estão localizados ao nível do tecido adiposo onde constituem reservas de energia. • A sua oxidação fornece mais energia do que a dos poliósidos. • Possuem capacidades de armazenamento ilimitadas, sem afectar o equilíbrio osmótico.
A oxidação de cadeias longas de ácidos gordos em acetil. Co. A é um processo metabólico de grande importância para a produção de energia em muitos organismos e tecidos. Este metabolismo fornece 80% das necessidades energéticas em todas as circunstâncias fisiológicas para o coração, fígado e músculos dos mamíferos.
Os electrões removidos ácidos gordos durante a oxidação passam pela cadeia respiratória levando à síntese de ATP. O acetil-Co. A produzido a partir dos ácidos gordos pode ser completamente oxidado em CO 2 no ciclo do ácido cítrico, resultando numa posterior conservação de energia.
No fígado, o acetil-Co. A pode ser convertido em corpos cetónicos solúveis em água e que são exportados para o cérebro e outros tecidos quando a glucose não está acessível.
• A oxidação completa de ácidos gordos para CO 2 e H 2 O tem lugar em três etapas: • Etapa 1: Oxidação (β) de uma cadeia longa de ácidos gordos em fragmentos de dois carbonos na forma de acetil-Co. A. • Etapa 2: A oxidação de acetil-Co. A em CO 2 no ciclo do ácido cítrico. • Etapa 3: A transferência de electrões por transportadores de electrões reduzidos para a cadeia respiratória mitocondrial.
Digestão, Mobilização e Transporte de Gorduras • As células podem obter combustíveis de ácidos gordos a partir de três fontes: • Gorduras consumidas na dieta. • Gorduras armazenadas nas células. • Gorduras sintetizadas num orgão transportadas para outro. e depois • Os vertebrados obtêm as gorduras na sua dieta e mobilizam gorduras armazenadas em tecidos especializados (tecido adiposo, que consiste em células chamadas de adipócitos).
• No fígado são convertidos os hidratos de carbono em excesso da dieta em gordura, que são posteriormente transportados para outros tecidos. • Em média, 40%, ou mais, da energia diária necessária para os humanos países industrializados é fornecida por triacilgliceróis dietéticos. • Estes compostos fornecem mais do que metade da energia necessária de alguns órgãos, em particular, o fígado, coração e músculos do esqueleto.
As Gorduras Dietéticas são absorvidas no Intestino Delgado • Nos vertebrados, antes de os triacilgliceróis ingeridos serem absorvidos pela parede intestinal devem ser convertidos de partículas macroscópicas insolúveis de gordura em micelas microscópicas finamente dispersas. • Esta solubilização é levada pelos sais de bílis, tal como o ácido taurocólico, que são sintetizados a partir do colesterol do fígado e armazenados na vesícula biliar. • Serão então dispersados no intestino delgado após a ingestão de uma refeição “gordurosa”. • Os sais de bílis são compostos que actuam como detergentes biológicos (passo 1).
• A formação de micelas aumenta enormemente a fracção de moléculas de lípidos acessíveis à acção dos lipases no intestino, e a acção destes enzimas converte os triacilgliceróis a monoacilgliceróis e diacilgliceróis, ácidos gordos livres e glicerol (passo 2). • O produtos da acção do lipase difundem-se nas células epiteliais que se encontram nas superfície intestinal (mucose intestinal) (passo 3), onde são reconvertidos em triacilgliceróis e empacotados com o colesterol dietético e proteínas específicas em agregados lipoproteicos chamados QUILOMICROMS (passo 4).
Estrutura molecular do quilomicron A superfície é uma camada de fosfofípidos, com o grupos “cabeça” virados para a fase aquosa. Os triacilgliceróis confinados no interior (amarelo) correspondem a 80% da massa total. • As apolipoproteínas são proteínas ligadas a lípidos do sangue, são responsáveis pelo transporte de triacilgliceróis, fosfolípidos, colesterol e ésteres de colesteril entre orgãos. • Estas biomoléculas combinam com os lípidos para a formação de várias classes de partículas de lipoproteínas, agregados esféricos com lípidos hidrofóbicos no centro e cadeias de proteínas hidrofílicas e grupos de lípidos na superfície.
• As proteínas das lipoproteínas são reconhecidas pelos receptores nas superfícies da célula. No aumento de lípidos no intestino, quilomicrons, que contêm apoliproteínas C-II move-se pela mucosa intestinal para o sistema linfático, entrado no sangue (corrente sanguínea), que as envia para o músculo e tecido adiposo (passo 5).
• Nos capilares destes tecidos, o enzima extracelular (lipase lipoproteína) hidrolisa os triacilgliceróis em ácidos gordos e glicerol (passo 6) onde são levados pelas células nos tecidos demarcados (passo 7). • Nos músculos, os ácidos gordos são oxidados em energia. • No tecido adiposo são reesteríficados para armazenamento como trialcilgliceróis (passo 8).
Hormonas Demarcam a Mobilização de Triacilgliceróis Armazenados • Os lípidos neutros são armazenados nos adipócitos (também em células do cortex adrenal, ovários e testículos) na forma de gotas de lípidos, com um centro de ésteres e trialcilgliceróis envoltos numa monocamada de fosfolípidos. • Quando as hormonas sinalizam a necessidade de energia metabólica, os triacilgliceróis são mobilizados e transportados para os tecidos (músculos do esqueleto, coração e cortex renal) onde os ácidos gordos são oxidados para a produção de energia.
Mobilização de triacilgliceróis armazenados no tecido adiposo
Ácidos Gordos são Activados e Transportados para a Mitocôndria • Os enzimas da oxidação dos ácidos gordos nas células animais estão localizados na matriz mitocondrial. • Os ácidos gordos com cadeias de 12 carbonos ou menos entram na mitocôndria com a ajuda de transportadores da membrana. • Os que possuem 14 ou mais carbonos, que constituem a maioria dos ácidos gordos obtidos na dieta são enviados pelo tecido adiposo, não passam directamente pela membrana da mitocôndria – têm que passar por três reacções enzimáticas.
Conversão dum Ácido Gordo em Acil–Co. A Activação dos ácidos gordos Sob acção do acil-coenzima A-sintetase.
Entrada de ácidos gordos na mitocôndria via transportador de carnitina. Após a formação de acil-carnitina no exterior da membrana ou no espaço da intermembrana, este move-se para a matriz por difusão facilitada pelo transportador na membrana interna. Na matriz, o grupo acil é transferido para o coezima. A mitocondrial libertando a carnitina para retornar ao espaço intermembranar pelo mesmo transportador.
Molécula da Carnitina
Entrada do glicerol na glicólise O glicerol hidrolizado da gordura pode ser utilizado como fonte de energia.
OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GORDOS Etapas: Etapa 1 (β oxidação): Uma cadeia longa de um ácido gordo é oxidada para produzir resíduos de acetil na forma de acetil-Co. A. Etapa 2 (0 xidação): os grupos acetil são oxidados a CO 2 via ciclo do ácido cítrico. Etapa 3: Os electrões derivados das oxidações das etapas 1 e 2 passam para O 2 via cadeia respiratória mitrocondrial produzindo a energia necessária para a síntese de ATP pela fosforilação oxidativa.
Síntese de Acetil-Co. A a partir do Palmitiol-Co. A
Acetil-Co. A pode ser futuramente oxidado no ciclo do Ácido Cítrico • O acetil-Co. A produzido pela oxidação dos ácidos gordos pode ser oxidado a CO 2 e H 2 O pelo ciclo de ácido cítrico. A equação seguinte representa o balanço da segunda etapa da oxidação do palmitiol-Co. A. +
Produção de ATP a partir de uma molécula de Palmitiol-Co. A
Anabolismo e Catabolismo dos Ácidos Gordos
Cetogénese Formação de Corpos Cetónicos • Nos humanos, o acetil-Co. A formado no fígado durante a oxidação dos ácidos gordos pode entrar no ciclo do ácido cítrico (etapa 2) ou pode se converter em Corpos Cetónicos, acetona, acetoacetato, e D-β-hidroxibutirato, para exportação de outros tecidos.
• A acetona, que é produzida em pequenas quantidades relativamente aos outros, é exalada. • O acetoacetato e o D-β-hidroxibutirato são transportados pelo sangue para outros tecidos do fígado (tecidos extrahepáticos), onde são convertidos em acetil-Co. A e oxidados no ciclo do ácido cítrico, fornecendo a maior parte da energia necessária para os tecidos, nomeadamente, do músculos do esqueleto, coração e do cortex renal.
• O cérebro que usa a glucose como “combustível” preferencial, pode adaptar-se para utilizar o acetoacetato. • A produção e a exportação dos corpos cetónicos do fígado para os tecidos extra-hepáticos permite a oxidação contínua de ácidos gordos no fígado quando o acetil-Co. A não está sendo oxidado no ciclo do ácido cítrico.
Formação de Corpos Cetónicos e transporte para o Fígado. Condições que promovem a gluconeogénese (diabetes, fome extrema) atrasam (lentidão) o ciclo do ácido cítrico produzindo oxaloacetato levando este à conversão do acetil-Co. A a acetoacetato.
Formação de Corpos Cetónicos a partir de acetil-Co. A
Transporte de Corpos Cetónicos do Fígado e caminhos para a utilização e oxidação nos tecidos extra-hepáticos
Hálito a Acetona • O primeiro passo da formação do acetoacetato, ocorrido no fígado, é uma condensação enzimática de duas moléculas de acetil-Co. A, catalizada pelo enzima tiolase. • Nas pessoas saudáveis, a acetona é formada em pequenas quantidades a partir do acetoacetato, onde é espontâneamente descarboxilada. • Os diabéticos produzem grandes quantidades de acetoacetato, o seu sangue contêm grandes quantidades de acetona (que é tóxica). • A acetona é volátil e origina um odor característico na respiração (hálito a acetona), sendo algumas vezes muito útil para o dignóstico dos diabetes.
Fome e Diabetes • Fome e diabetes mellitus levam ao excesso de produção de corpos cetónicos, levando a vários problemas médicos associados. • Durante a fome, a gluconeogénese redireciona os intermediários do ciclo do Ácido Cítrico, redirecionando o acetil-Co. A à produção de corpos cetónicos.
• Nas diabetes, quando o nível de insulina é insuficiente, os tecidos extra-hepáticos não conseguem enviar a glucose eficientemente para o sangue, seja para combustível ou para a conversão de gorduras.
• Os corpos cetónicos no sangue e urina nos diabéticos pode chegar a níveis extraordinários. Esta condição é chamada de Cetose. • Indivíduos com dietas muito baixas em calorias, usam as gorduras armazenadas no tecido adiposo como sua fonte de energia podem também aumentar a quantidade de corpos cetónicos no seu sangue e urina. • Estes níveis devem ser monotorizados para evitar os perigos de acidose e cetose (cetoacidose).
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