Lipidos

Lipidos

Metabolismo dos lípidos

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

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

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

  • Todas as membranas celulares têm na sua constituição fosfolípidos.

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

Metabolismo dos lípidos (cont.)

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

Metabolismo dos lípidos (cont.)

  • A via metabólica dos lípidos dirige-se para a produção de energia via C. de Krebs, nomeadamente fornecendo Acetil-CoA.

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

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

  • Triglicéridos = glicerol + 3 ácidos gordos

Metabolismo dos lípidos (cont.)

  • Glicerol e um triglicérido simples:

Metabolismo dos lípidos (cont.)

Metabolismo dos lípidos (cont.)

  • O metabolismo das gorduras apresenta duas vertentes:

    • A oxidação dos ácidos gordos (produção de energia) - catabolismo;
    • A síntese de ácidos gordos (reserva energética) – anabolismo.

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)

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

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

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)

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

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)

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

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)

Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.)

  • Se todo Acetil-CoA produzido na oxidação do ácido palmítico fosse 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 energético dos lípidos.

  • 1g de gordura ≈ 9 kCal

  • 1g de hidratos de carbono ≈ 4 kCal

Metabolismo dos lípidos Aspectos adicionais

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

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

Síntese de ácidos gordos

  • Como ocorre noutras vias metabólicas (gluconeogénese vs glicólise, por exº) e por razões análogas, o processo de síntese de ácidos gordos não é exactamente o inverso da sua degradação.

    • A síntese ocorre no citoplasma, enquanto a oxidação acontece na mitocôndria;
    • A estrutura do complexo enzimático que catalisa a síntese não encontram análogo no processo degradativo;
    • As coenzimas envolvidas nas reacções de oxidação-redução da síntese são NADP+/NADPH (proveniente da via das pentoses), enquanto a oxidação utiliza o par NAD+/NADH.

Síntese de ácidos gordos (cont.)

Síntese de ácidos gordos (cont.)

  • Acetil-CoA proveniente da mitocôndria é transportada para o citosol na forma de citrato.

Síntese de ácidos gordos (cont.)

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

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

Síntese de ácidos gordos (cont.)

  • Dá-se a eliminação de uma molécula de CO2 produzindo ácido butanóico (4C) ao qual é adicionada uma nova molécula de malonil-CoA gerando um composto de 7C’s.

  • Segue-se nova perda de 1C que sai numa molécula de CO2. A cadeia de 6 carbonos resultante reage com malonil-CoA, aumentando a cadeia em 3C’s. Um destes é eliminado sob a forma de CO2. A energia libertada

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

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 colesterol

  • O colesterol está presente nos tecidos e no plasma sanguíneo, na forma livre ou associado a ácidos gordos de cadeia longa;

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

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

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

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

  • A sua eliminação é feita pelo fígado;

  • É o principal constituinte das pedras da vesícula biliar;

  • O seu excesso e acumulação no organismo pode provocar problemas graves ao nível do bloqueio vascular (aterosclerose).

Síntese de colesterol (cont.)

  • A síntese de colesterol e de outros compostos lipídicos é accionada pelo excesso de Acetil-CoA.

  • Ocorre no citoplasma.

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

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

Síntese de colesterol (cont.)

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

Síntese de colesterol (cont.)

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

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

Síntese de colesterol (cont.)

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

Síntese de colesterol (cont.)

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

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 biliares

  • Os ácidos biliares, sintetizados, no fígado, a partir do colesterol, são um óptimo detergente natural dado as suas moléculas apresentarem simultaneamente regiões polares e regiões apolares.

  • São o principal produto da degradação do colesterol.

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

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

Síntese de ácidos biliares (cont.)

Hormonas esteróides

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

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

Hormonas esteróides (cont.)

Lipoproteínas-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.)

  • 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.

Lipoproteínas-Transporte de lípidos (cont.)

Lipoproteínas-Transporte de lípidos (cont.)

  • O excesso de LDL leva à sua acumulação nos vasos sanguíneos e à possível obstrução destes com 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 celular

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

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

Membrana celular (cont.)

Funções do lípidos - Resumo

  • Funções dos lípidos

    • Reserva energética: Fornecem mais energia que os carboidratos, porém, não são preferencialmente utilizáveis pela célula. Sempre que a célula necessita de uma substância energética, ela vai optar pelo uso imediato de um glúcido, para depois consumir os lípidos (reserva energética).
    • Estrutural: Certos lípidos fazem parte da composição das membranas celulares, que são formadas pela associação de lípidos e proteínas. Os mais importantes são: os fosfotolipidos e o colesterol.
    • Isolante térmico: Auxiliam na manutenção da temperatura dos animais, por meios de uma camada de tecido denominado hipoderme, a qual protege o individuo contra as variações de temperatura.

Sistema sanguíneo ABO

  • O Sistema ABO foi o primeiro dos grupos sanguíneos descobertos (1900, 1901) no início do século XX em 1900), pelo cientista austríaco Karl Landsteiner.

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

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