Lipidos

Metabolismo dos lípidosMetabolismo dos lípidos

• Os lípidos são uma importante fonte de energia Os lípidos são uma importante fonte de energia para o organismo.para o organismo.

• A degradação energética dos triglicéridos permite A degradação energética dos triglicéridos permite obter mais do dobro da energia fornecida pela obter mais do dobro da energia fornecida pela mesma massa de proteínas ou hidratos de mesma massa de proteínas ou hidratos de carbono.carbono.

• A glucose em excesso pode ser convertida em A glucose em excesso pode ser convertida em gordura e armazenada como reserva energética.gordura e armazenada como reserva energética.

• Todas as membranas celulares têm na sua Todas as membranas celulares têm na sua constituição fosfolípidos.constituição fosfolípidos.

• Metabolismo dos lípidos é um processo Metabolismo dos lípidos é um processo anfibólicoanfibólico – catabólico + anabólico – permitindo – catabólico + anabólico – permitindo obter energia e sintetizar compostos que são obter energia e sintetizar compostos que são utilizados noutras vias metabólicas.utilizados noutras vias metabólicas.

Metabolismo dos lípidos (cont.)Metabolismo dos lípidos (cont.)

• Os lípidos são Os lípidos são metabolizados metabolizados enzimaticamente enzimaticamente ao longo de todo ao longo de todo o tracto o tracto digestivo, mas digestivo, mas essencialmente essencialmente ao nível do ao nível do intestino intestino delgado.delgado.

WWW. . .

http://www.wisc-online.com/objects/index_tj.asp?objID=DTY2003

Metabolismo dos lípidos (cont.)Metabolismo dos lípidos (cont.)• A via metabólica dos lípidos dirige-se para a A via metabólica dos lípidos dirige-se para a

produção de energia via C. de Krebs, produção de energia via C. de Krebs, nomeadamente fornecendo Acetil-CoA.nomeadamente fornecendo Acetil-CoA.

• A Ac-CoA é produzida por um processo de A Ac-CoA é produzida por um processo de ββ--oxidação dos ácidos gordos livres.oxidação dos ácidos gordos livres.

• Os ácidos gordos livres, por sua vez, são o Os ácidos gordos livres, por sua vez, são o resultado da hidrólise dos triglicéridos nos resultado da hidrólise dos triglicéridos nos adipócitos (células que constituem o tecido adipócitos (células que constituem o tecido adiposo e que armazenam gordura como adiposo e que armazenam gordura como reserva de energia para o organismo).reserva de energia para o organismo).

• Triglicéridos = glicerol + 3 ácidos gordosTriglicéridos = glicerol + 3 ácidos gordos

Metabolismo dos lípidos (cont.)Metabolismo dos lípidos (cont.)• Glicerol e um triglicérido simples:Glicerol e um triglicérido simples:

Ácidos gordos


Convergência das vias metabólicas de hidratos de carbono, proteínas e lípidos para a produção de

energia via Acetil-Co/Ciclo de Krebs.


• O metabolismo das O metabolismo das gorduras apresenta gorduras apresenta duas vertentes:duas vertentes:

1.1. A oxidação dos A oxidação dos ácidos gordos ácidos gordos (produção de (produção de energia) - energia) - catabolismo;catabolismo;

2.2. A síntese de ácidos A síntese de ácidos gordos (reserva gordos (reserva energética) – energética) – anabolismo.anabolismo.

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidaçãoLípidos – Hidrólise, transporte e oxidação

Os ácidos gordos e o glicerol participam na produção de energia ao nível da glicólise

(glicerol) e do ciclo de Krebs (via conversão do ácidos gordos a

Acetil-CoA).

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)

• A mobilização de energia a partir da gordura A mobilização de energia a partir da gordura ingerida é feita em três fases:ingerida é feita em três fases:

• Os triacilgliceróis (glicerol+ácidos gordos são Os triacilgliceróis (glicerol+ácidos gordos são hidolisados por acção de lipases - hidolisados por acção de lipases - lipóliselipólise). Os ). Os ácidos gordos libertados não são solúveis no ácidos gordos libertados não são solúveis no sangue pelo que se ligam a albuminas do soro sangue pelo que se ligam a albuminas do soro que actuam como transportadores que que actuam como transportadores que fornecem estes compostos a outros tecidos fornecem estes compostos a outros tecidos onde irão servir como fonte de energia. O onde irão servir como fonte de energia. O glicerol é absorvido pelo fígado e convertido a glicerol é absorvido pelo fígado e convertido a gliceraldeído-3-fosfato (substrato da glicólise e gliceraldeído-3-fosfato (substrato da glicólise e gluconeogénese).gluconeogénese).


Hidrólise dos triglicéridos (1) e conversão do glicerol a gliceraldeído-3-fosfato para utilização na glicólise e gluconeogénese (2).

1

2


• O processo de oxidação que retira a energia O processo de oxidação que retira a energia dos ácidos gordos ocorre na matriz da dos ácidos gordos ocorre na matriz da mitocôndria. Para que, após a lipólise, mitocôndria. Para que, após a lipólise, entrem nesta estrutura celular os a.g. entrem nesta estrutura celular os a.g. devem ser activados (na sua forma original devem ser activados (na sua forma original não conseguem penetrar a membrana não conseguem penetrar a membrana interna da mitocôndria). Este transporte é interna da mitocôndria). Este transporte é providenciado por um providenciado por um shuttleshuttle de carnitina. A de carnitina. A deficiência em carnitina pode ter deficiência em carnitina pode ter consequência sérias, indo desde simples consequência sérias, indo desde simples caíbras, passando por uma fraqueza caíbras, passando por uma fraqueza muscular generalizada até à morte em muscular generalizada até à morte em casos extremos.casos extremos.


Shuttle de carnitina Transporte de ácidos gordos para a matriz

mitocondrial onde ocorre a β-oxidação.

WWW. . .

http://www.brookscole.com/chemistry_d/templates/student_resources/shared_resources/animation/carnitine/carnitine.html


1.1. A A ββ-Oxidação dos ácidos gordos envolve -Oxidação dos ácidos gordos envolve um ciclo em quatro passos para quebra da um ciclo em quatro passos para quebra da molécula do ácido gordo em subunidades molécula do ácido gordo em subunidades de 2 carbonos, tantas vezes quanto as de 2 carbonos, tantas vezes quanto as necessárias para o “consumo” de todos os necessárias para o “consumo” de todos os carbonos da cadeia (por exº, um a.g. com carbonos da cadeia (por exº, um a.g. com 14 carbono vai repetir o ciclo 7 vezes, com 14 carbono vai repetir o ciclo 7 vezes, com libertação de 7 subunidades com 2 libertação de 7 subunidades com 2 carbonos que, no final, originam Acetil-CoA carbonos que, no final, originam Acetil-CoA a utilizar no Ciclo de Krebs).a utilizar no Ciclo de Krebs).


Ciclo de β-oxidação dos ácidos gordos. Esta ilustração refere-se à oxidação de ácidos gordos saturados. No caso dos a.g. insaturados (com ligações duplas) há lugar a reacções adicionais para conversão em ácidos gordos saturados.

vksjfvksjhvkjskvjg


• Se todo Acetil-CoA produzido na Se todo Acetil-CoA produzido na oxidação do ácido palmítico fosse oxidação do ácido palmítico fosse direccionado para o C. de Krebs, o rendimento energético por cada direccionado para o C. de Krebs, o rendimento energético por cada molécula do ácido seria de 106 ATP, o que é revelador do alto valor molécula do ácido seria de 106 ATP, o que é revelador do alto valor energético dos lípidos.energético dos lípidos.

1g de gordura ≈ 9 kCal1g de gordura ≈ 9 kCal1g de hidratos de carbono ≈ 4 kCal1g de hidratos de carbono ≈ 4 kCal

Metabolismo dos lípidos Metabolismo dos lípidos Aspectos adicionaisAspectos adicionais

• A A ββ-oxidação de ácidos gordos de cadeia -oxidação de ácidos gordos de cadeia extremamente longa é iniciada em organelos extremamente longa é iniciada em organelos especializados, os especializados, os peroxissomasperoxissomas..

• A maior parte do Acetil-CoA produzido é A maior parte do Acetil-CoA produzido é convertido em acetoacetato e convertido em acetoacetato e ββ--hidroxibutirato (corpos cetónicos). Estas hidroxibutirato (corpos cetónicos). Estas moléculas podem ser usadas por células moléculas podem ser usadas por células musculares (esqueléticas e cardíaca) e pelo musculares (esqueléticas e cardíaca) e pelo cérebro como fonte de energia em situação cérebro como fonte de energia em situação de prolongada privação de alimento.de prolongada privação de alimento.

Síntese de ácidos gordosSíntese de ácidos gordos• Como ocorre noutras vias metabólicas Como ocorre noutras vias metabólicas

((gluconeogénese vs glicólisegluconeogénese vs glicólise, por exº) e por , por exº) e por razões análogas, o processo de síntese de razões análogas, o processo de síntese de ácidos gordos não é exactamente o inverso da ácidos gordos não é exactamente o inverso da sua degradação.sua degradação.– A síntese ocorre no citoplasma, enquanto a oxidação A síntese ocorre no citoplasma, enquanto a oxidação

acontece na mitocôndria;acontece na mitocôndria;– A estrutura do complexo enzimático que catalisa a A estrutura do complexo enzimático que catalisa a

síntese não encontram análogo no processo síntese não encontram análogo no processo degradativo;degradativo;

– As coenzimas envolvidas nas reacções de oxidação-As coenzimas envolvidas nas reacções de oxidação-redução da síntese são NADPredução da síntese são NADP++/NADPH (proveniente /NADPH (proveniente da via das pentoses), enquanto a oxidação utiliza o da via das pentoses), enquanto a oxidação utiliza o par NADpar NAD++/NADH./NADH.

Síntese de ácidos gordos (cont.)Síntese de ácidos gordos (cont.)

Síntese de ácidos gordos (cont.)Síntese de ácidos gordos (cont.)1.1. Acetil-CoA proveniente da mitocôndria é Acetil-CoA proveniente da mitocôndria é

transportada para o citosol na forma de transportada para o citosol na forma de citrato.citrato.


• A acetil-CoA é convertida a malonil-CoA A acetil-CoA é convertida a malonil-CoA (3C) por acção da acetil-CoA carboxilase (3C) por acção da acetil-CoA carboxilase (enzima dependente da biotina).(enzima dependente da biotina).

• A partir daqui inicia-se uma sequência A partir daqui inicia-se uma sequência de reacções catalisadas pelo complexo de reacções catalisadas pelo complexo ácido gordo sintaseácido gordo sintase que promove a que promove a adição de uma nova molécula de acetil-adição de uma nova molécula de acetil-CoA ao malonil-CoA, formando um CoA ao malonil-CoA, formando um composto com 5C’s.composto com 5C’s.


• Dá-se a eliminação de uma molécula de CODá-se a eliminação de uma molécula de CO22 produzindo ácido butanóico (4C) ao qual é produzindo ácido butanóico (4C) ao qual é adicionada uma nova molécula de malonil-adicionada uma nova molécula de malonil-CoA gerando um composto de 7C’s.CoA gerando um composto de 7C’s.

• Segue-se nova perda de 1C que sai numa Segue-se nova perda de 1C que sai numa molécula de COmolécula de CO22. A cadeia de 6 carbonos . A cadeia de 6 carbonos resultante reage com malonil-CoA, resultante reage com malonil-CoA, aumentando a cadeia em 3C’s. Um destes é aumentando a cadeia em 3C’s. Um destes é eliminado sob a forma de COeliminado sob a forma de CO22. A energia . A energia libertada libertada

• O processo prossegue desta forma até à O processo prossegue desta forma até à formação do ácido palmítico (16C)formação do ácido palmítico (16C)

Síntese de ácidos gordos (cont.)Síntese de ácidos gordos (cont.)• Os hepatócitos e os adipócitos são as principais células produtoras

de ácidos gordos e triglicerídeos.• A síntese de ácidos gordos é regulada por modulação da actividade

da enzima acetil-CoA carboxilase, a primeira enzima desta síntese. A insulina promove sua activação, enquanto que o glucagon e a epinefrina a tornam inactiva.

• Essa enzima também é inibida alostericamente pelo malonil-CoA e pelo ácido palmítico, produto final da síntese.

• Os triglicéridos são sintetizados no fígado sob acção estimulante da insulina, portanto, quando há uma condição metabólica de excesso de acetil-CoA, como no caso de um excesso de ingestão de hidratos de carbono.

Síntese de colesterolSíntese de colesterol• O O colesterolcolesterol está presente nos tecidos e no plasma está presente nos tecidos e no plasma

sanguíneo, na forma livre ou associado a ácidos gordos de sanguíneo, na forma livre ou associado a ácidos gordos de cadeia longa;cadeia longa;

• Pode ter origem endógena (síntese) ou exógena Pode ter origem endógena (síntese) ou exógena (alimentação);(alimentação);

• É um componente estrutural vital das membranas celulares e É um componente estrutural vital das membranas celulares e da camada exterior das lipoproteínas do plasma;da camada exterior das lipoproteínas do plasma;

• É sintetizado essencialmente no fígado a partir da Acetil-CoA É sintetizado essencialmente no fígado a partir da Acetil-CoA e é o percursor de todos os outros esteróides e é o percursor de todos os outros esteróides (corticoesteróides, ácidos biliares, hormonas sexuais e Vit. (corticoesteróides, ácidos biliares, hormonas sexuais e Vit. D);D);

• O transporte no plasma é feito por lipoproteínas (LDL, VLDL e O transporte no plasma é feito por lipoproteínas (LDL, VLDL e HDL;HDL;

• A sua eliminação é feita pelo fígado;A sua eliminação é feita pelo fígado;• É o principal constituinte das pedras da vesícula biliar;É o principal constituinte das pedras da vesícula biliar;• O seu excesso e acumulação no organismo pode provocar O seu excesso e acumulação no organismo pode provocar

problemas graves ao nível do bloqueio vascular problemas graves ao nível do bloqueio vascular (aterosclerose).(aterosclerose).

Síntese de colesterol (cont.)Síntese de colesterol (cont.)• A síntese de colesterol e de outros compostos lipídicos é accionada A síntese de colesterol e de outros compostos lipídicos é accionada

pelo excesso de Acetil-CoA.pelo excesso de Acetil-CoA.• Ocorre no citoplasma.Ocorre no citoplasma.• O transporte da Acetil-CoA da mitocôndria para o citoplasma (a O transporte da Acetil-CoA da mitocôndria para o citoplasma (a

membrana da mit. é impermeável à Ac.-CoA) implica a conversão membrana da mit. é impermeável à Ac.-CoA) implica a conversão noutro composto – citrato, por condensação com o oxaloacetato noutro composto – citrato, por condensação com o oxaloacetato (não segue para o C. de Krebs por bloqueio alostérico; excesso de (não segue para o C. de Krebs por bloqueio alostérico; excesso de H.C.=muita energia disponível).H.C.=muita energia disponível).

• No citoplasma o citrato é decomposto pela enzima No citoplasma o citrato é decomposto pela enzima citrato liasecitrato liase em em Ac.-CoA e oxaloacetato (este regressa à mitocôndria)Ac.-CoA e oxaloacetato (este regressa à mitocôndria)

Colesterol

Síntese de colesterol (cont.)Síntese de colesterol (cont.)

• Síntese do Síntese do mevalonato a partir da mevalonato a partir da Acetil-CoAAcetil-CoA. Utiliza o . Utiliza o NADPH como redutor. NADPH como redutor. Catalisado pelas Catalisado pelas enzimas enzimas tiolase, HMG-tiolase, HMG-CoA sintase CoA sintase ee HMG- HMG-CoA redutaseCoA redutase..


• Formação de Formação de unidades unidades isoprenóidesisoprenóides por por fosforilação sequencial fosforilação sequencial do mevalonato com do mevalonato com formação do formação do isoprenóide activo isoprenóide activo isopentenil pirofosfatoisopentenil pirofosfato..

• Formação do Formação do esqualenoesqualeno por por condensação de 6 condensação de 6 unidades isoprenóides. unidades isoprenóides. NADPH como agente NADPH como agente redutor.redutor.


• Conversão do esqualeno em lanosterol, um composto cíclico que contém o núcleo ciclo-pentano-per-hidrofenantreno. Esta fase necessita de NADPH e FAD+.


• Conversão do lanosterol em colesterol. Ocorre no retículo no retículo endoplasmático, endoplasmático, sendo necessários 4 sendo necessários 4 NADPH e 1 NAD+. NADPH e 1 NAD+. O colesterol possui O colesterol possui 27 carbonos (há a 27 carbonos (há a perda de 2 CO2 e de perda de 2 CO2 e de um radical livre um radical livre HCOOH).HCOOH).

Síntese de colesterol (cont.)Síntese de colesterol (cont.)• A enzima HMG-CoA redutase é responsável pela

regulação da síntese do colesterol, que acontece a três níveis diferentes:• Feedback negativo da HMG-CoA redutase pelo próprio

colesterol sintetizado. Inibição alostérica extremamente eficaz impedindo uma sobreprodução de colesterol citoplasmático.

• Activação da HMG-CoA redutase pela insulina e inactivação pelo glucagon, o que faz da concentração de glucose plasmática um importante regulador da síntese de colesterol.

• Redução na transcrição do gene da HGM-CoA redutase através do colesterol captado pela célula através da LDL. Alguns medicamentos são utilizados para diminuir os níveis plasmáticos de colesterol ao inibirem acção da HMG-CoA redutase.

Síntese de ácidos biliaresSíntese de ácidos biliares• Os Os ácidos biliaresácidos biliares, , sintetizados, no fígado, a sintetizados, no fígado, a

partir do colesterolpartir do colesterol, são um óptimo detergente , são um óptimo detergente natural dado as suas moléculas apresentarem natural dado as suas moléculas apresentarem simultaneamente regiões polares e regiões simultaneamente regiões polares e regiões apolares.apolares.

• São o principal produto da degradação do São o principal produto da degradação do colesterol.colesterol.

• São armazenados e concentrados na São armazenados e concentrados na vesícula vesícula biliarbiliar de onde são libertados para o intestino de onde são libertados para o intestino delgado.delgado.

• A sua função é solubilizar os lípidos facilitando a A sua função é solubilizar os lípidos facilitando a sua digestão.sua digestão.

Síntese de ácidos biliares (cont.)Síntese de ácidos biliares (cont.)

Hormonas esteróidesHormonas esteróides• As hormonas, As hormonas,

sintetizadas a partir do sintetizadas a partir do colesterol, são colesterol, são importantes moléculas importantes moléculas sinalizadoras sinalizadoras (transmissão de (transmissão de informação entre informação entre células) de diversos células) de diversos processos processos metabólicos.metabólicos.

• A pregenelona e A pregenelona e progesterona são as progesterona são as moléculas percursoras moléculas percursoras de todos os outros de todos os outros esteróides hormonais.esteróides hormonais.

Hormonas esteróides (cont.)Hormonas esteróides (cont.)

Colesterol Pregnelona Progesterona

Aldosterona

Cortisol

Testosterona

β-Estradiol

Lipoproteínas-Transporte de lípidosLipoproteínas-Transporte de lípidos

• Lipoproteínas são proteínas sintetizadas na mucosa intestinal e no fígado durante o processo metabólico dos lípidos.

• As protéinas da lipoproteínas são apoproteínas (ligação a lípidos no plasma).

• Possuem a função de solubilizar os lípidos e possibilitar o seu transporte plasmático.

• A relação entre as apoproteínas e os lípidos é semelhante às membranas celulares que são, também, lipoproteicas.

• Os lípidos da alimentação são transportados pelos quilomícrons e os provenientes da síntese hepática são transportados pelas demais lipoproteínas.

Lipoproteínas-Transporte de lípidos (cont.)Lipoproteínas-Transporte de lípidos (cont.)

• A diferença básica entre cada lipoproteína diz respeito à quantidade de lípidos e proteínas na molécula, aumentando a densidade quanto maior a quantidade de proteínas presente em sua composição.

• Desta forma existem lipoproteínas de baixa densidade (LDL = low density lipoprotein), muito baixa densidade (VLDL = very low density lipoprotein) e de alta densidade (HDL = high density lipoprotein).

• Os quilomícrons (do latim quilo = gordura e micro = pequena) são as de menor densidade enquanto que as de maior densidade são as albuminas ligadas aos ácidos gordos.


• O excesso de LDL leva à sua acumulação nos vasos O excesso de LDL leva à sua acumulação nos vasos sanguíneos e à possível obstrução destes com sanguíneos e à possível obstrução destes com consequências potencialmente graves.consequências potencialmente graves.

• A molécula de HDL possui importante função na manutenção dos níveis plasmáticos de colesterol dentro de valores compatíveis com a ausência de risco para aterosclerose coronária, pois possibilita a retirada do colesterol livre do plasma favorecendo o seu consumo pelas células periféricas e pelo próprio fígado.

• Uma outra função atribuída à HDL é a retirada física da molécula de LDL da parede dos vasos, ajudando na prevenção da acumulação de LDL.

• Por estes motivos a HDL é considerada uma lipoproteína de protecção contra a aterosclerose coronária, sendo denominado vulgarmente, como o bom colesterol. Em contrapartida, a LDL ganhou a “fama” de mau-colesterol.

Membrana celularMembrana celular

• A membrana celular é a estrutura que A membrana celular é a estrutura que delimita todas as células vivas delimita todas as células vivas (eucarióticas e procarióticas).(eucarióticas e procarióticas).

• Todas as membranas plasmáticas Todas as membranas plasmáticas celulares são constituídas celulares são constituídas predominantemente por fosfolipídos e predominantemente por fosfolipídos e proteínas em proporções variáveis e uma proteínas em proporções variáveis e uma pequena fracção de açúcares, na forma pequena fracção de açúcares, na forma de oligossacarídeos. de oligossacarídeos.

Membrana celular (cont.)Membrana celular (cont.)

Funções do lípidos - ResumoFunções do lípidos - Resumo

• Funções dos lípidosFunções dos lípidos• Reserva energética:Reserva energética: Fornecem Fornecem mais energia que mais energia que

os carboidratos, porém, não são preferencialmente os carboidratos, porém, não são preferencialmente utilizáveis pela célula. Sempre que a célula necessita utilizáveis pela célula. Sempre que a célula necessita de uma substância energética, ela vai optar pelo uso de uma substância energética, ela vai optar pelo uso imediato de um glúcido, para depois consumir os imediato de um glúcido, para depois consumir os lípidos (reserva energética).lípidos (reserva energética).

• Estrutural:Estrutural: Certos lípidos fazem parte da Certos lípidos fazem parte da composição das membranas celulares, que são composição das membranas celulares, que são formadas pela associação de lípidos e proteínas. Os formadas pela associação de lípidos e proteínas. Os mais importantes são: os fosfotolipidos e o colesterol. mais importantes são: os fosfotolipidos e o colesterol.

• Isolante térmico:Isolante térmico: Auxiliam na manutenção da Auxiliam na manutenção da temperatura dos animais, por meios de uma camada temperatura dos animais, por meios de uma camada de tecido denominado hipoderme, a qual protege o de tecido denominado hipoderme, a qual protege o individuo contra as variações de temperatura.individuo contra as variações de temperatura.

Sistema sanguíneo ABOSistema sanguíneo ABO• O Sistema ABO foi o primeiro dos O Sistema ABO foi o primeiro dos grupos grupos

sanguíneossanguíneos descobertos (1900, 1901) no descobertos (1900, 1901) no início do século XX em 1900), pelo início do século XX em 1900), pelo cientista austríaco Karl Landsteiner.cientista austríaco Karl Landsteiner.

• A A componente glicídicacomponente glicídica de de glicoproteínas ou glicoproteínas ou glicolípidosglicolípidos presentes presentes na superfície de glóbulos vermelhos e de na superfície de glóbulos vermelhos e de outras células é o que determina o outras células é o que determina o antigene (A, B ou O)antigene (A, B ou O)

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