O documento discute o metabolismo dos lípidos no corpo humano. Os principais pontos são: (1) Os lípidos são uma importante fonte de energia e podem ser armazenados como gordura; (2) Os lípidos são metabolizados através de processos catabólicos que liberam energia e processos anabólicos que sintetizam novos lípidos; (3) Os principais processos envolvidos no metabolismo dos lípidos incluem a lipólise, β-oxidação e síntese de ácidos grax

1. 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.

2. Metabolismo dos lípidos (cont.) Os lípidos são metabolizados enzimaticamente ao longo de todo o tracto digestivo, mas essencialmente ao nível do intestino delgado. WWW. . .

3. 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

4. Metabolismo dos lípidos (cont.) Glicerol e um triglicérido simples: Ácidos gordos

5. Metabolismo dos lípidos (cont.) Convergência das vias metabólicas de hidratos de carbono, proteínas e lípidos para a produção de energia via Acetil-Co/Ciclo de Krebs.

6. 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.

7. Lípidos – 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).

8. 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).

9. Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.) Hidrólise dos triglicéridos (1) e conversão do glicerol a gliceraldeído-3-fosfato para utilização na glicólise e gluconeogénese (2). 1 2

10. 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.

11. Lípidos – Hidrólise, transporte e oxidação (cont.) Shuttle de carnitina Transporte de ácidos gordos para a matriz mitocondrial onde ocorre a β -oxidação. WWW. . .

12. 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).

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

14. 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

15. 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.

16. 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.

17. Síntese de ácidos gordos (cont.)

18. Síntese de ácidos gordos (cont.) Acetil-CoA proveniente da mitocôndria é transportada para o citosol na forma de citrato.

19. 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.

20. Síntese de ácidos gordos (cont.) Dá-se a eliminação de uma molécula de CO 2 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 CO 2 . A cadeia de 6 carbonos resultante reage com malonil-CoA, aumentando a cadeia em 3C’s. Um destes é eliminado sob a forma de CO 2 . A energia libertada O processo prossegue desta forma até à formação do ácido palmítico (16C)

21. 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.

22. 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).

23. 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) Colesterol

24. 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 .

25. 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.

26. 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+.

27. 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).

28. 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.

29. 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.

30. Síntese de ácidos biliares (cont.)

31. 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.

32. Hormonas esteróides (cont.) Colesterol Pregnelona Progesterona Aldosterona Cortisol Testosterona β -Estradiol

33. 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.

34. 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.

35. Lipoproteínas-Transporte de lípidos (cont.)

36. 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.

37. 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.

38. Membrana celular (cont.)

39. 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.

40. 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)