A Química Orgânica

Bioquímica II - 3º parte

A oxidação dos ácidos gordos de cadeia longa a acetil-CoA é uma via central de geração de energia em muitos organismos e tecidos. Os eletrões retirados dos ácidos gordos durante a oxidação passam pela cadeia respiratória, levando à síntese de ATP; a acetil-CoA produzida a partir dos ácidos gordos pode ser completamente oxidada a CO2 no ciclo do ácido cítrico, resultando em mais conservação de energia.

Em algumas espécies e em alguns tecidos, a acetil-CoA tem destinos alternativos. No fígado, a acetil-CoA pode ser convertida em corpos cetónicos – combustíveis solúveis em água exportados para o cérebro e para outros tecidos quando glicose não está disponível. Em vegetais superiores, a acetil-CoA serve principalmente de precursor biossintético, e apenas secundariamente como combustível. O mecanismo de oxidação dos ácidos gordos é essencialmente o mesmo e designa-se de β-oxidação, por meio do qual os ácidos gordos são convertidos em acetil-CoA.

Digestão, Absorção e Transporte de Lípidos [pic 1]

As células podem obter combustíveis de ácidos gordos de três fontes:

• gorduras consumidas na dieta
• gorduras armazenadas nas células como gotículas de lípidos  
• gorduras sintetizadas em um órgão para exportação a outro.

Algumas espécies utilizam as três fontes sob várias circunstâncias, outras utilizam uma ou duas delas.

Os vertebrados, por exemplo, obtêm gorduras na dieta, mobilizam gorduras armazenadas em tecidos especializados, adipócitos, e, no fígado, convertem o excesso dos carboidratos da dieta em gordura para a exportação aos outos tecidos.

Os triacilgliceróis fornecem mais da metade das necessidades energéticas de alguns órgãos, particularmente o fígado, o coração e a musculatura esquelética em repouso. Nos vertebrados, antes que os triacilgliceróis possam ser absorvidos através da parede intestinal, eles precisam ser convertidos de partículas de gordura macroscópicas insolúveis em micelas microscópicas finamente dispersas. Essa solubilização é realizada pelos sais biliares que são sintetizados a partir do colesterol no fígado, armazenados na vesícula biliar e liberados no intestino delgado após a ingestão de uma refeição gordurosa.

• Os sais biliares, compostos anfipáticos que atuam como detergentes biológicos, convertem as gorduras da dieta em micelas mistas de sais biliares e triacilgliceróis (1). 
• A formação de micelas aumenta muito a fração das moléculas de lipídos acessíveis à ação das lipases hidrossolúveis no intestino, e a ação das lipases converte os triacilgliceróis em monoacilgliceróis (monoglicerídeos) e diacilgliceróis (diglicerídeos), ácidos gordos livres e glicerol (2). 
• Esses produtos da ação da lipase difundem-se para dentro das células epiteliais que revestem a superfície intestinal (a mucosa intestinal) (3)
• Estes, posteriormente, são reconvertidos em triacilgliceróis e empacotados com o colesterol da dieta e proteínas específicas em agregados de lipoproteínas chamados quilomícrons (4). 

As apolipoproteínas são proteínas de ligação a lípidos no sangue, responsáveis pelo transporte de triacilgliceróis, fosfolípidos, colesterol e ésteres de colesterol entre os órgãos. As apolipoproteínas combinam-se com os lípidos para formar várias classes de partículas de lipoproteína, que são agregados esféricos com lípidos hidrofóbicos no centro e cadeias laterais hidrofílicas de proteínas e grupos polares de lípidos na superfície. [pic 2]

Várias combinações de lípidos e proteínas produzem partículas de densidades diferentes, variando de quilomícrons e lipoproteínas de densidade muito baixa a lipoproteínas de densidade muito alta, que podem ser separadas por ultracentrifugação. As porções proteicas das lipoproteínas são reconhecidas por recetores nas superfícies celulares.

• Na absorção de lípidos no intestino, os quilomícrons, que contêm a apolipoproteína C-II deslocam-se da mucosa intestinal para o sistema linfático e então entram no sangue, que os carrega para os músculos e o tecido adiposo (5). 
• Nos capilares desses tecidos, a enzima extracelular lipase lipoproteica, ativada pela apoC-II, hidrolisa os triacilgliceróis em ácidos gordos e glicerol (6)
• Os ácidos gordos e o glicerol serão absorvidos pelas células nos tecidos-alvo (7). 
• No músculo, os ácidos gordos são oxidados para obter energia; no tecido adiposo, eles são re-esterificados para armazenamento na forma de triacilgliceróis (8)

O glicerol liberado pela ação da lipase é fosforilado pela glicerol-cinase,e o glicerol-3-fosfato resultante é oxidado a di-hidroxiacetona fosfato. A enzima glicolítica triose-fosfato-isomerase converte esse composto em gliceraldeído-3-fosfato, que é oxidado na glicólise. Alternativamente, o glicerol fosfato pode ser usado na síntese de triacilgliceróis ou de fosfolipídeos.

Ativação dos ácidos gordos

Os ácidos gordos com uma cadeia com 12 carbonos ou menos entram na mitocôndria sem a ajuda de transportadores de membrana.

Aqueles com 14 carbonos ou mais, que constituem a maioria dos ácidos gordos livres obtidos na dieta ou liberados do tecido adiposo, não conseguem passar livremente através das membranas mitocondriais – primeiro eles precisam passar pelas três reações enzimáticas do ciclo da carnitina.

• A primeira reação é catalisada por uma família de isoenzimas (específicas para ácidos gordos de cadeia carbonada curta, intermediária ou longa) presente na membrana mitocondrial externa, as acil-CoA-sintetases, que catalisam a reação geral:

Ácido Gordo + CoA + ATP ↔ Acil−CoA gordo + AMP + PPi

Assim, as acil-CoA-sintetases catalisam a formação de uma ligação tioéster entre o grupo carboxilo do ácido gordo e o grupo tiol da coenzima A para produzir um acil-CoA gordo, acoplado à clivagem do ATP em AMP e PPi. A reação ocorre em dois passos e envolve um intermediário acil-gordo-adenilato.