A Cetogênese, Lipogênese e Proteólise

Cetogênese, Lipogênese e Proteólise

1. O que é cetogênese?

Se trata da síntese de corpos cetônicos (acetoacetato, B-hidroxibutirato e acetona). Ocorre da matriz mitocondrial através da condensação de 3 moléculas de acetil-CoA em 2 etapas        

1. Em qual organela ocorre a cetogênese?

Na mitocôndria (matriz mitocondrial).

1. Descreva as etapas da cetogênese.

Na primeira etapa catalisada pela tiolase, 2 moléculas de acetil-CoA originam acetoacetil-CoA (esta reação quando transcorre no sentido oposto, constitui a última reação da última volta do ciclo de Lyen). A reação de acetoacetil-CoA com uma 3ª molécula de acetil-CoA forma HMG-CoA (3-hiroxi-3-metilglutaril-CoA). Sua clivagem origina acetoacetato e acetil-CoA. O acetoacetato produz B-hidroxibutirato e acetona.

1. Em qual tecido os corpos cetônicos são formados e quais tecidos os utilizam como forma de energia?

São formados no fígado. E são utilizados como fonte de energia pelos tecidos extra-hepáticos, principalmente coração e músculos esqueléticos. No jejum prolongado passam a ser utilizados também pelo cérebro.        

1. Em que situação ocorre a elevação anormal de corpos cetônicos?

A produção de corpos cetônicos é normalmente elevada quando a degradação de triglicerídeos não é acompanhada pela degradação de CHO. Realmente, para a oxidação eficiente da acetil-CoA pelo ciclo de Krebs há necessidade de níveis compatíveis de oxaloacetato para a reação de condensação que inicia o ciclo. Na ausência de CHO, diminui a concentração de piruvato e, consequentemente, sua conversão à oxaloacetato. Ainda mais quando não há oferta de glicose, o organismo lança mão da gliconeogênese que consome oxaloacetato obtido de aminoácidos, principalmente. A oxidação da acetil-CoA pelo ciclo de Krebs fica, então, impedida: a acetil-CoA acumulada condensa-se, formando os corpos cetônicos. É o que ocorre quando há redução da ingestão de CHO (jejum ou dieta) ou distúrbios de seu metabolismo (diabetes).        

1. Esquematizar as reações que permitem o aproveitamento dos corpos cetônicos.

Os corpos cetônicos são liberados na corrente sanguínea, o acetoacetato e o B-hidroxibutirato são aproveitados como fonte de energia pelos tecidos como coração e músculos esqueléticos. Estes órgãos são capazes de utilizar os 2 compostos por possuírem uma enzima (ausente no fígado), a B-cetoacil-CoA transferase. Esta enzima catalisa a transferência de CoA de succinil-CoA para acetoacetato, formando acetoacetil-CoA. A acetoacetil-CoA é um intermediário do ciclo de Lyen, e por ação da tiolase é clivada em 2 moléculas de acetil-CoA, que podem ser oxidadas pelo ciclo de Krebs. O aproveitamento de

B-hidroxibutirato é feito por sua prévia conversão em acetoacetato através da ação da B-hidroxibutirato desidrogenase. A acetona não é oxidada, sendo volatilizada nos pulmões.

1. Citar as consequências de uma produção excessiva de corpos cetônicos.

Quando a produção de corpos cetônicos ultrapassa o seu aproveitamento, estabelece-se uma condição denominada cetose, caracterizada por uma concentração elevada de corpos cetônicos no plasma (cetonemia) e na urina (cetonúria). Outro sintoma peculiar de indivíduos com cetose é o odor de acetona de seu hálito. Como os outros 2 corpos cetônicos são ácidos, a cetonemia resulta em acidose, isto é, uma diminuição do pH sanguíneo. Em casos de cetose acentuada, o cérebro obtém uma parte considerável da energia de que necessita por oxidação de corpos cetônicos.        

1. Esquematizar a reação catalisada pela citrato liase.

Como a membrana interna da mitocôndria é impermeável à acetil-CoA, os seus carbonos são transportados sob forma de citrato. A síntese de ácidos graxos é sujeita a diversos mecanismos, mas ocorre quando a carga energética celular é alta (relação ATP/ADP alto). Os CHO e PTNS (precursores dos ácidos graxos) são degradados a acetil-CoA e oxaloacetato, que sofrem condensação, formando citrato por ação da enzima citratosintase. Na condição considerada, o citrato não pode ser oxidado pelo ciclo de Krebs em virtude da inibição da isocitratodesidrogenase e é transportado para o citosol pela tricarboxilato translocase, onde é cindido em oxaloacetato e acetil-CoA à custa de ATP, numa reação catalisada pelo citrato liase.

1. Citar as proteínas componentes o complexo multienzimático de síntese de ácidos graxos.

A síntese de ácidos graxos é catalisada por um sistema enzimático denominado sintase de ácidos graxos. Nos diferentes organismos a estrutura da sintase é variável, mas as reações catalisadas são as mesmas. Também faz parte dessa sintase, uma pequena proteína não-enzimática (ACP). As proteínas enzimáticas são:

- acetil-CoA-ACP-transacilase

- malonil-CoA-ACP-sintase

- B-cetoacil-ACP-sintase

- B-cetoacil-ACP-redutase

- B-hidroxiacil-ACP-desidratase

- enoil-ACP-redutase

1.  Definir ACP e comparar sua função com a da coenzima A.

ACP é a proteína carregadora de acila, se trata de uma proteína não enzimática, a qual está sempre ligada a cadeia do ácido graxo em crescimento. A ACP tem como grupo prostético um derivado de ácido pantotênico: a fosfopanteteína, também componente da coenzima A. Comparando-se as funções da ACP e da CoA, tem-se que enquanto a ACP carrega o grupamento acila, a CoA é o aceptor/transportador do grupo acetil.        

1.  Citar o agente redutor na biossíntese de ácidos graxos e as suas fontes.

O agente redutor se trata do NADPH, o qual tem origem através da reação catalisada pelas enzimas málica e das reações da via das pentose-fosfato catalisadas por desidrogenases, que sofrem uma regulação paralela à regulação da síntese de ácidos graxos.

1.  Indicar a localização celular da biossíntese de ácidos graxos e os tecidos onde essa via ocorre.

Ocorre no citosol das células do tecido adiposo e do fígado.        

1.  Indicar o composto presente nos depósitos do tecido adiposo e as reações que levam á sua síntese.

O composto presente é o triacilglicerol (triglicerídeos). Os triglicerídeos são sintetizados a partir de acil-CoA derivado de ácidos graxos e glicerol-3-fosfato. No tecido adiposo, o glicerol-3-fosfato é formado por redução de diidroxicetona fosfato, obtida a partir de glicose, que portanto, é imprescindível para a síntese de triacilglicerois. No fígado há uma via alternativa para obtenção de glicerol-3-fosfato (fosforilação do glicerol). O glicerol-3-fosfato é acilado em 2 etapas, formando fosfatidato que, por hidrólise do grupo fosfato, origina diacilglicerol. O triacilglicerol é obtido por acilação do diacilglicerol. Nos seres humanos, as enzimas que sintetizam triacilglicerois estão ligadas ao retículo endoplasmático.