Metabolismo de lipídios

Metabolismo de lipídios

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Metabolismo dos Lipídeos

10 Metabolismo dos Lipídeos

Objetivos

1. Descrever a digestão e absorção dos lipídeos.

2. Descrever o transporte intracelular de ácidos graxos através da membrana mitocondrial.

3. Descrever a β−oxidação dos ácidos graxos usando um esquema metabólico. 4. Calcular o balanço energético da oxidação total de um mol de ácido graxo. 5. Descrever a regulação da oxidação dos ácidos graxos.

6. Descrever a formação e degradação de corpos cetônicos e seu papel na inanição e diabete melito.

7. Descrever o transporte de grupos acetil da mitocôndria para o citosol.

8. Descrever as reações de biossíntese de ácidos graxos pelo complexo ácido graxo sintase.

9. Descrever o controle da biossíntese dos ácidos graxos.

10. Reconhecer que a glicose é a principal fonte de acetil−CoA, de oxaloacetato e de NADPH para a biossíntese dos ácidos graxos.

1. Identificar os processos de formação de ácidos graxos de mais de 16 átomos de carbono e de obtenção de ácidos graxos insaturados.

12. Descrever a síntese de triglicerídeos. 13. Descrever o metabolismo dos lipídeos de membrana. 14. Descrever o metabolismo do colesterol. 15. Descrever a formação de eicosanóides.

A acetil−CoA, uma molécula de “alta energia” composta de coenzima A e um grupo acetil, exerce papel fundamental no metabolismo dos lipídeos. Em muitos processos metabólicos relacionados aos lipídeos, a acetil−CoA atua como substrato ou produto. Por exemplo, a acetil−CoA não usada imediatamente para a geração de energia celular é empregada na síntese dos ácidos graxos. Quando os ácidos graxos de cadeia longa são oxidados para liberar energia, forma-se acetil−CoA. Três moléculas de acetil−CoA são combinadas para formar isopentenil pirofosfato, a molécula construtora de isoprenóides nas reações sintéticas. Assim, moléculas tão diversas como terpenos e esteróides encontrados em animais e plantas são sintetizadas a partir de acetil−CoA. Pelo papel importante dos lipídeos na geração de energia e na formação de materiais

266 • Motta • Bioquímica estruturais para as células vivas, o seu metabolismo e os seus mecanismos de controle são descritos nesse capítulo.

10.1 Digestão e absorção dos lipídeos

Os lipídeos ingeridos são constituídos principalmente por triacilgliceróis (90% do total) e, em menor grau, glicerofosfolipídeos, colesterol, ésteres de colesteril e ácidos graxos livres. No trato gastrointestinal, os lipídeos são emulsificados, digeridos por enzimas hidrolíticas e absorvidos pelas células da mucosa intestinal.

Em razão da pouca solubilidade em meio aquoso, os lipídeos se agregam em grandes complexos dificultando a hidrólise enzimática e a absorção intestinal. Esses obstáculos são contornados pelo emprego de agentes emulsificantes que aumentam a interface lipídio-água permitindo a ação das enzimas intestinais hidrossolúveis, também como a “solubilização” dos produtos de hidrólise.

Os lipídeos da dieta são emulsificados no duodeno pela ação detergente dos sais biliares. Os sais biliares são moléculas anfipáticas sintetizadas pelo fígado a partir do colesterol e temporariamente armazenados na vesícula biliar e liberados no intestino delgado após a ingestão de gorduras. Os principais são o glicocolato de sódio e o taurocolato de sódio derivados dos ácidos glicocólico e taurocólico, respectivamente (ver Seção 10.7.C). A emulsificação é possível pela natureza anfipática dos sais biliares. A porção polar das moléculas de sais biliares, interage com a água, enquanto o grupo não-polar interage com os lipídeos hidrofóbicos. Desse modo, os lipídeos são finamente dispersos no meio aquoso.

Ácido glicocólico OH

CHCH
H CC NH

OH 2

3CH

O CH2 COOH

Ácido taurocólico OH

CHCH
H CC NH

OH 2

3CH

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Três enzimas hidrolíticas são encontradas no suco pancreático secretado no duodeno: lipase−pancreática, colesterol−esterase e fosfolipase A2. A lipase−pancreática catalisa a hidrólise dos triacilgliceróis com a formação de 2−monoglicerol e 2 ácidos graxos:

A colipase, um co-fator protéico também produzido pelo pâncreas, é essencial na estabilização da lipase, não permitindo sua desnaturação ou inibição pelos sais biliares.

Figura 10.1. Alterações no estado físico durante a digestão dos triacilgliceróis. (TG = triacilgliceróis, AG = ácidos graxos, MG = monoacilgliceróis).

Os ésteres de colesteril ingeridos na dieta são emulsificados pelos sais biliares e, então, hidrolisados pela colesterol−esterase a colesterol e ácidos graxos livres:

Éster de colesteril + H2O → −esteraseColesterolcolesterol + ácido graxo

A fosfolipase A2, secretada na forma de pró-enzima e ativada pela tripsina, catalisa a hidrólise dos resíduos de ácidos graxos presentes

RC O C H2
2OCHOH
2CHOH

Triacilglicerol

Lipase pancreática

OC R O C R 2 H++
RC O C H2
2OCHO C RO
2CHO C RO

Triacilglicerol

2-Monoacilglicerol

Triacilgliceróis Lipase

268 • Motta • Bioquímica na posição 2 dos fosfoglicerídeos, formando 1-acil lisofosf ogli cerídeos:

O suco pancreático contém outras esterases menos específicas que atuam sobre monoacigliceróis e outros ésteres lipídicos, como os de vitamina A com ácidos carboxílicos.

Os produtos da lipólise são incorporados a miscelas mistas com sais biliares conjugados. As miscelas são os principais veículos no movimento dos ácidos graxos, monoacigliceróis e glicerol da luz para a superfície das células da mucosa intestinal onde ocorre a absorção. Na ausência de sais biliares, a absorção dos lipídeos é drasticamente reduzida com a presença excessiva de gorduras nas fezes (esteatorréia). A esteatorréia ocorre também por deficiência de lipase pancreática ou defeitos de absorção ao nível da mucosa intestinal e outras condições que comprometem a absorção das gorduras.

Na célula da mucosa intestinal, o destino dos ácidos graxos absorvidos é determinado pelo comprimento de suas cadeias carbonadas. Ácidos graxos de cadeia curta (2-10 átomos de carbono) são hidrossolúveis, sendo diretamente liberados para o sangue portal sem alterações e transportados ao fígado unidos à albumina. Os ácidos graxos de cadeia longa são convertidos novamente em triacilgliceróis e agrupados com o colesterol, fosfolipídeos e proteínas específicas (apolipoproteínas) que os tornam hidrossolúveis. Esses agregados lipoprotéicos são denominados quilomícrons e são liberados para os vasos linfáticos intestinais e a seguir para o sangue.

A lipoproteína-lipase (sintetizada pelo músculo esquelético e cardíaco, glândula mamária de lactantes e tecido adiposo) ligada à superfície endotelial dos capilares sangüíneos, converte os triacilgliceróis dos quilomícrons em ácidos graxos e glicerol. Esses compostos são captados por vários tecidos, principalmente, o adiposo e o muscular. A lipoproteína-lipase é ativada por ligação a uma proteína componente dos quilomícrons, a apoproteína C−I.

A concentração de ácidos graxos livres no organismo é baixa, pois suas moléculas são detergentes (formam micelas) e podem romper as membranas celulares. Após entrar nas células, provavelmente com o auxilia de proteínas, os ácidos graxos podem ser (1) oxidados para gerar energia, (2) armazenados como triacilgliceróis ou (3) usados para a síntese de membranas.

OC OC O
OH+
H CCH CH 2
OP O

Fosfolipase A

OC
H CCH CH 2
OP O

R1 Glicerofosfolipídeo Lisofosfoglicerídeo

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Muitos ácidos graxos são empregados pelo fígado e células musculares, especialmente no músculo cardíaco, que prefere utilizar ácidos graxos mesmo quando houver disponibilidade de carboidratos.

10.2 Mobilização dos triacilgliceróis (lipólise)

Os ácidos graxos de fontes alimentares e sintetizados no organismo, são esterificados a triacilgliceróis, transportados via corrente circulatória e armazenados como gotículas líquidas no citoplasma das células do tecido adiposo. Os triacilgliceróis constituem a fonte mais concentrada de energia química do corpo. Durante o jejum, exercício vigoroso e em resposta ao estresse, os triacilgliceróis armazenados nos adipócitos são hidrolisados em ácidos graxos e glicerol pela ação da lipase hormônio-sensível. Os hormônios adrenalina (epinefrina) e glucagon secretados em resposta a baixos teores de glicemia, ativam a adenilil−ciclase na membrana plasmática dos adipócitos (Figura 10.2). A adenilil−ciclase transforma ATP em AMPc (AMP cíclico) (ver

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