Metabolismo de Lipídeos

Metabolismo de Lipídeos

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Capítulo 12). A proteína−cinase dependente de AMPc, fosforila e, assim, ativa a lipase. Os triacilgliceróis são hidrolizados em ácidos graxos e glicerol. Elevados teores de glicose e de insulina sangüínea exercem atividades opostas, acumulando triacilgliceróis no tecido adiposo.

Figura 10.2 Mobilização de ácidos graxos dos adipócitos

Adrenalina e Glucagon

ATP AMPc

Proteína-cinase (ativa)

Proteína-cinase (inativa)

Adenilato-ciclase

Lipase hormônio sensível (ativa)

Lipase hormônio sensível (inativa)

TriacilglicerolDiacilglicerol Monoacilglicerol Glicerol

Ácido graxoÁcido graxoÁcido graxo

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O glicerol é conduzido ao fígado e fosforilado a glicerol−6−fosfato pela glicerol−cinase (ver seção 10.5.F). A glicerol−3−fosfato é oxidada pela via glicolítica ou usada na síntese de triacilgliceróis, fosfolipídeos ou glicose (gliconeogênese).

Os ácidos graxos liberados dos adipócitos são transportados pelo sangue ligados à albumina sérica para diferentes tecidos nos quais servirão como combustíveis. Difundem-se para o interior das células por uma proteína transportadora de ácidos graxos presente na membrana plasmática em processo associado ao transporte ativo do sódio. As células variam grandemente em suas capacidades de transporte e utilização dos ácidos graxos.

10.3 Oxidação dos ácidos graxos

Os ácidos graxos são degradados por oxidação em uma seqüência repetitiva de reações que produzem moléculas de acetil−CoA e liberam energia. O mecanismo ocorre principalmente na matriz mitocondrial das células animais, sendo conhecido como β−oxidação

(existe também a β−oxidação nos peroxissomos) na qual os ácidos graxos são degradados pela remoção de unidades de dois carbonos

(acetil−CoA).

O grau de utilização dos ácidos graxos varia de acordo de tecido para tecido e depende do estado metabólico do organismo (condição absortiva, pós−prandial, alimentado, jejum prolongado, inanição, exercício, repouso, etc). Durante o jejum prolongado, a maioria dos tecidos é capaz de utilizar os ácidos graxos como fonte de energia. O tecido nervoso e os eritrócitos não empregam os ácidos graxos como combustível. Nas mitocôndrias, os ácidos graxos são degradados pela oxidação no β-carbono (C3) em um grupo ceto (C=O) com a remoção sucessiva de fragmentos de dois carbonos na forma de acetil−CoA, posteriormente oxidada a CO2 no ciclo do ácido cítrico. Em cada ciclo da β−oxidação, forma-se um mol de acetil−CoA, um de FADH2 e um de NADH. No fígado, a energia liberada pela β-oxidação é empregada para dirigir a gliconeogênese.

A. Ativação de ácidos graxos

Antes de serem oxidados, os ácidos graxos são ativados pela adição de CoA para formar acil−CoA graxo. O grupo carboxila dos ácidos graxos de cadeia longa reage com o grupo sulfidrílico da CoA em presença de ATP para produzir acil−CoA, AMP e pirofosfato inorgânico (PPi) em reação catalisada por uma família de enzimas, as acil-CoA−sintases (tiocinases) que estão associadas ao retículo endoplasmático ou com a membrana mitocondrial externa.

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O processo envolve a clivagem do ATP em pirofosfato inorgânico

(PPi) e AMP, em lugar de ADP e Pi. A formação de acil−CoA é favorecida pela hidrólise de duas ligações de “alta energia” do ATP, pois o pirofosfato inorgânico é hidrolisado subsequentemente pela pirofosfatase inorgânica:

Na reação total duas ligações fosfato de “alta energia” são consumidas (hidrólise do ATP e do pirofosfato), enquanto somente uma é formada (acil−CoA), tornando o processo espontâneo e irreversível.

B. Transporte do grupo acil para as mitocôndrias

Os ácidos graxos são ativados no citosol, mas a oxidação ocorre na mitocondria. Como a membrana mitocondrial interna é impermeável aos acil−CoA graxos de cadeia longa, os grupos acil entram na mitocôndria por um sistema de lançadeira que emprega a carnitina (4−trimetilamino−3−hidroxibutirato) como transportador. A carnitina é um composto dipolar derivado do aminoácido lisina.

Carnitina

PPi Pirofosfatase inorgânica

2 Pi

RC + O P O P O P O

H O2 O O

O Adenosina

RC O P O

O Adenosina

Acil-adenilato

HSCoA
RC SCoA + O P O

Adenosina

Acil-CoA AMP

Ácido graxo

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Duas enzimas participam das reações: a carnitina−acil-transferase

I e a carnitina−acil−transferase I. A carnitina−acil-transferase I localizada na superfície externa da membrana mitocondrial interna, catalisa a transferência do grupo acil da CoA para o grupo hidroxila da carnitina, formando acil-carnitina. A reação é reversível com pequena variação de energia livre- padrão, indicando que a energia contida na acil−CoA não é dissipada pela formação da acil-carnitina. Essa última atravessa a membrana e o grupo acil é transferido da carnitina para a CoA presente na matriz

mitocondrial em reação catalisada pela carnitina−acil−transferase I encontrada na superfície interna da membrana mitocondrial interna:

Figura 10.3 Transporte dos ácidos graxos para a matriz mitocondrial. (1) O grupo acila da acil−CoA citosólica é transferido para a carnitina, liberando CoA. (2) A acil−carnitina é transportada para a matriz com a subseqüente transferência do grupo acil para a molécula de CoA intramitocondrial. (3) O grupo acil é transferido para a molécula de CoA do conjunto mitocondrial. (4) A carnitina retorna ao citosol.

A acil-carnitina é lançada para o interior da mitocôndria por um transportador protéico específico chamado carnitina:

acilcarnitina−translocase. A carnitina retorna ao espaço intermembranas também pela translocase.

C. Reações da β-oxidação dos ácidos graxos

Na β-oxidação, a acil−CoA graxo é oxidado em um ciclo repetido de quatro reações enzimáticas: (1) formação de ligação dupla trans−α,β. (2) Hidratação da ligação dupla, (3) desidrogenação da L−β−hidroacil−CoA e (4) formação de acetil−CoA.

1. Formação de dupla ligação trans−α,β. Uma vez na matriz mitocondrial, o acil−CoA graxo é oxidado no carbono β (remoção de átomos de hidrogênio dos carbonos α e β) por acil−CoA−desidrogenases que contém FAD, formando dupla ligação entre os carbonos 2 e 3 em configuração trans α,β

(trans−∆2−enoil−CoA). Quando a dupla ligação é formada, os elétrons do acil-CoA graxo são transferidos para o FAD para produzir o

FADH2 que doa o par de elétrons para a cadeia mitocondrial transportadora de elétrons, por meio da flavoproteína de transferência de elétrons (ETF), para a ubiquinona (Q) pela ação da

ETF:ubiquinona−oxidorredutase com a produção de 1,5 ATP.

Microfotografia eletrônica de um adipócito

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