Estrutura, função e metabolismo de ácidos graxos e lipídios, Esquemas de Energia

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QBQ- 314

Bioquímica do Metabolismo – Nutrição USP

Ácidos graxos: estrutura e função § Os ácidos graxos são importantes reservas energéticas para os organismos. § Por serem insolúveis, não têm água de solvatação, ocupando, portanto, menos espaço de armazenamento.

Os ácidos graxos são mais energéticos do que açúcares § Os carbonos dos ácidos graxos são mais reduzidos do que os dos açúcares, armazenando mais energia. § Por isso, os ácidos graxos tem maior poder redutor (elétrons) que os carboidratos. § Gorduras carregam 9 kcal/g comparado com 4 kcal/g dos açucares.

Glicose ou ácidos graxo?

§ O glicogênio requer água de solvatação,

para cada 1g de glicogênio, temos 3g de

água.

§ Portanto, para armazenarmos a mesma

quantidade de energia sob a forma de

carboidratos, seriam necessárias 150 Kg

de glicogênio.

§ Ou seja, um indivíduo de 7o Kg pesaria

220 Kg!

Porém, a oxidação dos ácidos graxos não pode ser feita sem oxigênio... § Por isso, as reservas de glicose (glicogênio) também são importantes e necessárias na dieta § Cérebro e hemácias requerem glicose para funcionar § A glicose pode ser utilizada para produzir ATP em condições anaeróbicas (produzindo lactato) § Já os ácidos graxos não, ele são oxidados exclusivamente no ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa

O organismo estoca ácidos graxos com triacilgliceróis § Os ácidos graxos são encontrados ligados ao glicerol. § Essas moléculas são conhecidas como triacilgliceróis. § Um triacilglicerol simples, compostos por um único ácido graxo é chamados pelo nome do ácido graxo constituinte: tripalmitina, triestearina, trioleina, etc. § Os nomes de triacilgliceróis complexos precisam especificar o tipo e a posição de cada ácido graxo.

Degradação de lipídios

Degradação de lipídios

§ A degradação de lipídios ocorre, principalmente,

na mitocôndria através da b-oxidação.

§ A b-oxidação corresponde à remoção, sucessiva,

de 2 unidades de carbono na forma de acetil-CoA.

§ Ácidos graxos ramificados ou hidroxilados são

catabolizados pela a-oxidação.

§ A etapa final consiste da oxidação do Acetil-CoA

no ciclo de Krebs.

§ A degradação de lipídios também pode ser

realizada em organelas, nos peroxissomos e no

retículo endoplasmático.

Degradação de ácidos graxos: ligação à CoA. § Os ácidos graxos são degradados dentro da mitocôndria. § Ácidos graxos de cadeia curta (até 12 carbonos) podem atravessar livremente a membrana da mitocôndria. § Os ácidos graxos de cadeia longa (14 ou mais carbonos) precisam ser transportados. § A primeira etapa é a ativação do ácido graxo pela enzima acil-CoA sintase , com gasto de ATP § A hidrólise do pirofosfato torna esta reação praticamente irreversível. Por isso, o gasto é o equivalente de 2ATP § Esta enzima está associada à membrana externa da mitocôndria. Ac.Graxo + CoA + ATP Ac.Graxo-CoA + AMP + PPi PPi + H2O 2Pi

Degradação de ácidos graxos: transporte para a mitocôndria. § O acil-CoA pode ser então utilizado no citoplasma para síntese de lipídios de membrana ou transportado para dentro da mitocôndria para geração de energia. § O Acil-CoA é transportado pelas enzimas carnitina- transferase I/II. carnitina

Degradação de ácidos graxos na mitocôndria: ciclo de Lynen (b-oxidação). § Dentro da mitocôndria, o Acil-CoA é reduzido em múltiplos ciclos a Acetil-CoA § O Acetil-CoA é oxidado no ciclo do ácido cítrico (Krebs) a CO2, gerando NADH e FADH2. § O poder redutor do NADH e do FADH2 é utilizado pela cadeia respiratória para gerar um gradiente de prótons que é convertido em ATP pela ATP sintase.

A b-oxidação (ciclo de Lynen) reduz os ácidos graxos a Acetil-CoA. § A b-oxidação consiste na remoção sistemática de duas unidades de carbono (C2) do ácido graxo § Os dois carbonos são transferidos para a CoA, gerando Acetil-CoA.

Os eletrónsdo FADH2 são transferidos diretamente para a cadeia respiratória. § FADH2 e NADH são gerados no processo. § O FADH2 transfere seus elétrons para a cadeia respiratória através da proteína ETF (electron transfer flavoprotein).

Rendimento energético do ciclo de Lynen (ac. palmítico). § Cada volta do ciclo de Lynen produz 1 Acetil-CoA, 1 FADH2 e 1 NADH (restando um acil-CoA menos dois carbonos). § Na última etapa, quando restam apenas quatro carbonos (Butiril-CoA), são produzidos 1 FADH2, 1 NADH, e 2 Acetil-CoA. § Como há o gasto de duas ligações ricas em fosfato para a ativação do ácido graxo e transporte para a mitocôndria, o total é de 129 ATPs. Produção de ATP na oxidação do ácido palmítico (C16) Produtos da b - oxidação Produtos da oxidação de 8 Acetil-CoA no ciclo de Krebs Total ( b - oxidação + Krebs) ATP formados 8 Acetil-CoA 7 NADH 24 NADH 31 NADH 93 7 FADH2 8 FADH2 15 FADH2 30 8 GTP 8 GTP 8 Sub-total 131 Ativação e transporte - 2 Total 129