Metabolismo de Acidos graxos: De Charlie Chaplin

Metabolismo dos Ácidos Graxos

Uma das anormalidades metabólicas associadas à resistência à insulina em seres humanos e animais é a hiperlipidemia pronunciada com elevação dos ácidos graxos livres (AGL). A resistência à insulina nos músculos cardíaco e esquelético, induzida por aumento de AGL no plasma, ocorre por inibição do metabolismo de glicose via ciclo ácido graxo/glicose.

Randle propôs o ciclo glicose-AGL em estudos com coração e diafragma de rato. A princípio, observou-se que o aumento de AGL no plasma diminuía a oxidação de carboidratos e a captação de glicose por estes tecidos. Os pontos chave para suporte desta hipótese podem ser encadeados da seguinte maneira: o aumento plasmático de AGL induz beta oxidação com aumento da produção de acetil-CoA, levando à inibição da piruvato desidrogenase e oxidação do piruvato. Ao mesmo tempo, o aumento de citrato e ATP inibem a fosfofrutoquinase e a glicólise, resultando em acúmulo da G-6-P. Esta por sua vez, leva à inibição da atividade da hexoquinase, com redução na captação e fosforilação da glicose.

Em células B pancreáticas, os AGL do citoplasma são convertidos à acil-CoA pela acil-CoA sintetase. Em condições basais, a molécula de acil-CoA de cadeia longa é transportada para a mitocôndria via carnitina-palmitoil-transferase-1, onde é beta oxidada. Na presença de concentrações elevadas de glicose, este processo é inibido e ocorre aumento na concentração de LC-CoA no citoplasma. Esse efeito se deve ao aumento da concentração de malonil-CoA formado como resultado do aumento do metabolismo da glicose. Malonil-CoA inibe a CPT-1, permitindo o referido acúmulo de LC-CoA no citoplasma. Esses ácidos graxos aumentam diretamente a exocitose de insulina por estimular o retículo endoplasmático a liberar cálcio, promovendo aumento do cálcio citoplasmático.

Acilação de proteínas parece ser essencial no processo de sinalização via GTP-proteínas carregadoras (proteínas G), possivelmente direcionando essas proteínas aos locais apropriados da membrana. As proteínas G são constituídas de 3 sub-unidades, aestimulatória (Gs) ou inibitória (Gi), b e g, e regulam a ação do AMPc por sua associação ao complexo hormônio-receptor na membrana celular e subseqüente ativação de moléculas efetoras como adenilato ciclase e PLC.

O mecanismo pelo qual os LC-CoA estimulam a liberação da insulina parece ocorrer também por efeito direto na exocitose, independente dos moduladores conhecidos desse processo. Os LC-CoA podem aumentar a fusão dos grânulos secretórios com a membrana da célula B com subseqüente descarga da insulina.

Metabolismo da Glicose.

Metabolismo Energético: Oxidações Biológicas

A ATP é gerado pela oxidação de carboidratos, ácidos graxos livres (FFAs) e aminoácidos (AAs). O carboidrato primário (substrato) utilizado pelas células é a glicose, um monossacarídeo de seis carbonos (hexose). Quatro fases principais estão envolvidas na oxidação da glicose: transporte e retenção da glicose no ambiente intracelular; glicólise; ciclo do ácido tricarboxílico (Ciclo de Krebs); fosforilação oxidativa.

Na primeira fase, a glicose é transportada através da membrana por facilitadores do transporte de glicose bidirecional uma vez que é uma molécula hidrofílica. As duas famílias de transportadores de glicose são os co-transportadores de sódio-glicose (SGLTs) e os transportadores GLUT de difusão facilitada. Os SGLTs estão localizados na membrana apical dos epitélios intestinal e tubular proximal renal e são responsáveis pelo transporte transepitelial de glicose.

A glicólise envolve reações catabólicas citoplasmáticas que fornecem 2 ATPs/mol enquanto consome o co-fator NAD+ por meio da redução em NADH. Na primeira fase da glicólise ocorre a fosforilação da glicose seguida da formação de 2 moléculas de gliceraldeído-3-fosfato. Na segunda fase o gliceraldeído-3-fosfato é convertido em piruvato, o produto primário da glicólise.

Na presença de oxigênio, o piruvato é transportado para a matriz mitocondrial onde é convertido em Acetil coenzima A (Acetil CoA) pelo complexo piruvato desidrogenase e então metabolizado no ciclo do ácido tricarboxílico (Ciclo de Krebs ou ácido Cítrico) a partir da citrato sintase. A função do Ciclo de Krebs é oxidar o Acetil-CoA em CO2 e H2O, fornecer elétrons para a fosforilação oxidativa (cadeia respiratória) e intermediários de precursores importantes. 

Nessa etapa ocorre a formação total de 12 ATPs. A fosforilação oxidativa é o estágio no qual as moléculas intermediárias de energia como NADH e FADH2 participam da síntese de várias moléculas de ATP, por meio dos componentes da cadeia de transporte de elétrons que correspondem a complexos protéicos (centro redox: NADH-Q redutase, citocromo redutase, ubiquinina, coenzima Q , citocromo C, citocromo oxidase, ATP sintetase) localizados no espaço intermembrana da crista mitocondrial. Em resumo, o processo total de oxidação da glicose gera em torno de 36 a 38 ATPs.

É importante ressaltar que aporte elevado de ácidos graxos livres (FFAs) ao fígado pode levar à formação do Acetoacetil-CoA, por meio de uma tiolase citoplasmática, e à ativação de sistemas enzimáticos que induzem a formação corpos cetônicos (acetoacetato, ?-hidroxibutirato, acetona) que poderão ser utilizados com fonte de energia por outras células ou eliminados pela respiração e excreção urinária.

Metabolismo da Glicose


Como a insulina é o principal hormônio que regula a quantidade de glicose absorvida pela maioria das células a partir do sangue (principalmente células musculares e de gordura, mas não células do sistema nervoso central), a sua deficiência ou a insensibilidade de seus receptores desempenham um papel importante em todas as formas da diabetes mellitus.

Muito do carboidrato dos alimentos é convertido em poucas horas no monossacarídeo glicose, o principal carboidrato encontrado no sangue. Alguns carboidratos não são convertidos, tais como a frutose, que é utilizada como um combustível celular e não participa no mecanismo regulatório metabólico da insulina / glicose; adicionalmente, o carboidrato celulose não é convertido em glicose, já que muitos humanos e muitos animais não têm vias digestivas capazes de digerir a celulose.

A insulina é liberada no sangue pelas células beta, que são células do pâncreas que são produzidas em resposta aos níveis crescentes de glicose no sangue (por exemplo, após uma refeição). A insulina habilita a maioria das células do corpo a absorverem a glicose do sangue e a utilizarem como combustível, para a conversão em outras moléculas necessárias, ou para armazenamento.

A insulina é também o sinal de controle principal para a conversão da glicose (o açúcar básico usado como combustível) em glicogênio para armazenamento interno nas células do fígado e musculares. Níveis reduzidos de glicose resultam em níveis reduzidos de secreção de insulina a partir das células beta e na conversão reversa de glicogênio a glicose quando os níveis de glicose caem.

Níveis aumentados de insulina aumentam muitos processos anabólicos (de crescimento) como o crescimento e duplicação celular, síntese proteica e armazenamento de gordura.

Se a quantidade de insulina disponível é insuficiente, se as células respondem mal aos efeitos da insulina (insensibilidade ou resistência à insulina), ou se a própria insulina está defeituosa, a glicose não será administrada corretamente pelas células do corpo ou armazenada corretamente no fígado e músculos. O efeito dominó são níveis altos persistentes de glicose no sangue, síntese proteica pobre e outros distúrbios metabólicos, como a acidose.

O que são lipídios 

Os lipídios, também chamados de gorduras, são biomoléculas orgânicas compostas, principalmente, por moléculas de hidrogênio, oxigênio, carbono. Fazem parte ainda da composição dos lipídios outros elementos como, por exemplo, o fósforo.

Os lipídios possuem a característica de serem insolúveis na água. Porém, são solúveis nos solventes orgânicos (álcool, éter, benzina, etc).

Funções dos lipídios

Os lipídios possuem quatro funções básicas nos organismos:

- Fornecimento de energia para as células. Porém, estas preferem utilizar primeiramente a energia fornecida pelos glicídios.

- Alguns tipos de lipídios participam da composição das membranas celulares.

- Nos animais endodérmicos, atuam como isolantes térmicos.

- Facilitação de determinadas reações químicas que ocorrem no organismo dos seres vivos. Possuem esta função os seguintes lipídios: hormônios sexuais, vitaminas lipossolúveis (vitaminas A, K, D e E) e as prostaglandinas.

Principais fontes de lipídios (alimentos):

- Margarinas
- Milho
- Aveia
- Soja
- Gergilim
- Cevada
- Trigo integral
- Centeio
- Óleo de canola
- Óleo de soja
- Óleo de peixes

Bioquímica - Lipídios LDL e HDL Vídeo Aula