Vias Metabólicas.

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1 Vias Metabólicas

2 Metabolismo dos Lipídios
Biomoléculas insolúveis em água, e solúveis em solventes orgânicos; Dos 60 a 150g de lipídeos ingeridos diariamente, cerca de 90% são constituídos de triacilgliceróis; 10% dos lipídeos da dieta correspondem ao colesterol, ésteres de colesteril, fosfolipídeos e ácidos graxos livres. No intestino delgado, os sais biliares emulsificam as gorduras ingeridas formando micelas mistas de sais biliares e triacilgliceróis. Estrutura do triacilgliceróis. Em vermelho são os ácidos graxos, e em azul é o grupo glicerol.

3 Metabolismo dos Lipídios
Enquanto realizamos exercícios físicos, vários hormônios como: catecolaminas, glucagon, hormônio do crescimento , corticosteróides, entre outros, são liberados na corrente sangüínea, e quando chegam aos adipócitos, provocam lipólise (quebra dos triglicerídios) aumentando as concentrações sangüíneas de ácidos graxos livres (AGL). Esses AGLs são levados aos músculos esqueléticos que os utilizam para a síntese de ATP

4 Metabolismo dos Lipídios
O ácido-graxo, agora dentro da célula muscular, precisa ser ativado (incoporação de Acil-CoA) e transportado para dentro da matriz mitocondrial, onde será fracionado em moléculas de dois carbonos (Acetil-CoA) pelo processo de Beta-oxidação. Dentro da mitocôndria, as moléculas de Acetil-CoA são processadas no ciclo do ácido cítrico (Ciclo de Krebs) e produzem NADH e FADH2. Esses últimos são transferidos para a cadeia de transporte de elétrons onde o ATP é finalmente gerado. A oxidação completa de 1g de glicose gera aproximadamente 4 Kcal, enquanto que a mesma quantidade de ácidos graxos (gordura) gera em torno de 9 Kcal.

5 Degradação do Glicerol
O glicerol não pode ser reaproveitado pelos adipócitos, porque essas células não possuem a enzima glicerol quinase, sendo então liberado na circulação. No fígado e outros tecidos, por ação desta quinase, é convertido a glicerol 3-fosfato, que pode ser transformado em diidroxiacetona fosfato, um intermediário da glicólise.

6 Oxidação de Ácidos Graxos
Após ter sido capturado pela célula, o ácido graxo é convertido no derivado CoA pela acil CoA graxa sintetase (tioquinase) no citosol, formando a acil CoA graxa Há a necessidade de 2 ATP A membrana interna da mitocôndria é impermeável a acil-CoA, mas os grupos acila podem ser introduzidos na matriz mitocondrial, quando ligados à carnitina. Este composto, sintetizado a partir de aminoácidos. É amplamente distribuídos nos tecidos animais e vegetais, sendo especialmente abundante em músculos. Deste modo o grupo acila dos ácidos graxos atinge o interior da mitocôndria onde ocorre a sua oxidação.

7 Transporte dos Ácidos Graxos

8 b –Oxidação ou Ciclo de Lynen
A b-oxidação compreende o catabolismo de ácidos graxos saturados, na qual fragmentos de dois carbonos são sucessivamente removidos da extremidade carboxila da acil CoA graxa, produzindo acetil CoA Portanto, a b-oxidação consiste em um ciclo de 4 reações que resultam no encurtamento da cadeia de ácidos graxos em cada 2 carbonos as etapas incluem: uma oxidação que produz FADH2, uma hidratação, uma segunda oxidação que produz NADH e, uma clivagem tiolítica que libera uma molécula de acetil CoA

9 b –Oxidação ou Ciclo de Lynen

10 As enzimas da b- Oxidação
Acil-CoA desidrogenase Enoil-CoA hidratase b-hidroxiacil-CoA desidrogenase Acil-CoA aciltransferase (tiolase)

11 Destino do Acetil - CoA

12 Rendimento Energético pela Oxidação de Ácidos Graxos
Considerando por exemplo a oxidação de uma molécula de ácido palmítico(16C) até CO2 e H2O gera: Do total de ATP formado (131) deve ser descontado o gasto inicial na reação de ativação do ácido graxo, onde há conversão de ATP em AMP + 2Pi e portanto, consumo de duas ligações ricas em energia, o que equivale a um gasto de 2ATP (conversão de 2ATP a 2ADP). O rendimento final da oxidação do ácido palmítico é então, 129 ATP.

13 Oxidação dos ácidos graxos com número ímpar de pares de carbono
Os ácidos graxos com número ímpar de átomos de carbono constituem uma fração minoritária dos ácidos graxos da dieta. A b-oxidação de um ácido graxo saturado com número ímpar de átomos de C segue as mesmas etapas de reações que os ácidos graxos com número par de átomos de C, até os três carbonos finais (propionil CoA). Neste caso, entretanto, a última reação inicia-se com um acil – CoA de cinco carbonos e produz uma molécula de acetil-CoA e uma de propionil – C0A, em vez de duas de acetil-CoA. A propionil-CoA origina-se também da degradação de alguns aminoácidos.

14 Metabolismo do Propionil - CoA
O propionil CoA é metabolizado por uma rota de duas etapas: 1º - o propionil CoA é carboxilado, formando metilmalonil CoA. A enzima responsável – a propionil CoA carboxilase, 2º - os carbonos da metilmalonil CoA são rearranjados, formando succinil CoA, a qual entra no ciclo de Krebs. A enzima responsável é a metilmalonil CoA mutase, que requer vitamina B12.

15 Destino do Succinil - CoA

16 Oxidação de ácidos graxos insaturados
A oxidação de ácidos graxos insaturados fornece menos energia que a oxidação dos ácidos graxos saturados; Os insaturados são menos reduzidos, e portanto, menos equivalentes redutores podem ser produzidos.

17 Oxidação de ácidos graxos insaturados

18 Coenzima NAPD+ Forma oxidada da nicotinamida adenina dinucleotídio (NAD+); (b) Forma oxidada da nicotinamida adenina dinucleotídio fosfato (NADP+). Ambos se diferem pela presença de um grupo fosfato ligado a ribose. O NAD+ e NADPH têm papéis metabólicos opostos: a primeira é utilizada quando o substrato esta sendo oxidado e a segunda quando um substrato esta sendo reduzido. (a) (b)

19 Estrutura do colesterol.
Metabolismo do Colesterol O colesterol, além de ser um componente estrutural de membranas, é precursor dos ácidos biliares, hormônios esteróides e da vitamina D. Está presente em todas as células animais, mas é ausente nos vegetais. A fonte de colesterol pode ser exógena, pelo consumo de derivados de carne e leite, ou endógena, por síntese a partir do Acetil CoA. Existe uma correlação direta entre quantidade de Triglicérides e Colesterol: quanto maior a disponibilidade de Acetil CoA, maior a síntese de Colesterol. Estrutura do colesterol.

20 Metabolismo do Colesterol
As moléculas de colesterol obtidos pela dieta são insolúveis no suco gástrico, sendo os últimos a serem absorvidos. São então emulsificados pela ação dos sais e ácidos biliares, que os transportam na forma de micelas, através do intestino. Essas moléculas atravessam as membranas do intestino e são reorganizadas em uma lipoproteína. O colesterol absorvido pelo organismo se associa a apolipoproteínas formando as Lipoproteínas plasmáticas; LDL – lipoproteína de baixa densidade HDL – lipoproteína de alta densidade As lipoproteínas funcionam tanto para manter os lipídeos solúveis a medida que os transportam no plasma, quanto para transportar o conteúdo lipídico aos tecidos.

21 Metabolismo do Colesterol
O colesterol absorvido no intestino se associa a apolipoproteínas formando as lipoproteínas plasmáticas. Apolipoproteínas são complexos moleculares de lipídeos e proteínas. Incluem: quilomícron, VLDL, IDL, LDL e HDL. HDL O LDL transporta colesterol do fígado até os tecidos periféricos, enquanto o HDL captura colesterol dos tecidos e o transporta até o fígado, onde é convertido a ácidos biliares.

22 Lipoproteína HDL A HDL é uma lipoproteína produzida e liberada pelo fígado com objetivo de retirar colesterol das células, quando este estiver em excesso, ou mesmo de outras lipoproteínas plasmáticas. Por esta ação de “lixeiro”, a HDL é denominada “Bom Colesterol”. O colesterol que retorna para o fígado, via HDL é, em geral, transformado em sais e ácidos biliares. Estes compostos são utilizados como “detergentes” na emulsificação de gorduras, durante o processo de digestão e absorção de gorduras no intestino. HDL

23 Lipoproteína LDL O fígado produz colesterol e TAG (triacilgliceróis), além de reorganizar estes compostos, provenientes da dieta . O fígado então libera, para a corrente sanguínea, uma lipoproteína de densidade muito baixa, VLDL, que contém 52% de TAG e 22% de colesterol. As células de diferentes tecidos reconhecem as proteínas na superfície desta lipoproteína e a VLDL se liga aos tecidos. Por ação de lipases lipoprotéicas ocorre a quebra dos TAG, e absorção de ácidos graxos e glicerol pelas células. A VLDL vai perdendo TAG, diminuindo de tamanho e aumentando a densidade, até formar LDL, que contém 47% de colesterol e 8% de TAG. A lipoproteína LDL será então endocitada pelas células que precisarem de colesterol. O excesso de LDL no sangue pode levar a formação de ateromas por ligação desta lipoproteína às paredes dos vasos; por isso o LDL é conhecido como “colesterol ruim”.

24 Metabolismo do Colesterol
Os ácidos graxos saturados elevam o LDL - colesterol. Os poliinsaturados (óleos vegetais em geral) reduzem o LDL – colesterol e discretamente o HDL – colesterol. Os monoinsaturados reduzem o LDL – colesterol sem alterar a fração de HDL – colesterol. Por esta razão os ácidos graxos monoinsaturados são, atualmente os mais recomendados. Exemplos de ácidos monoinsaturados: azeite de oliva; óleos de soja e canela. Os ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa do tipo w - 3, atuam favoravelmente na prevenção de tratamento de diversas doenças como por exemplo as cardiovasculares porque esses ácidos reduzem a fração de LDL e aumentam a fração de HDL. Os ácidos graxos trans não produzem dobras nas moléculas, que se associam de modo tão compacto quanto os ácidos graxos saturados podendo portanto modificar a viscosidade da membrana. Os ácidos graxos trans provocam aumento do LDL – colesterol e redução do HDL – colesterol. Exemplos de ácidos graxos trans: bolos, bolachas tortas, sorvetes e frituras.