Resumo do Cap. 16 *Metabolismo de Lipídios* Bioquímica Básica.

Os Lipídeos da dieta.Os triagliceróis são os lipídios mais abundantes da dieta e constituem a forma de armazenamento de todo o excesso de nutrientes, quer este excesso seja ingerido sob a forma de carboidratos, proteínas ou dos próprios lipídios. Representam, portanto, a principal reserva energética do organismo, perfazendo, em média, 20% do peso corpóreo, o que equivale a uma massa 100 vezes maior do que a do glicogênio hepático. Os triagliceróis  são armazenados nas células adiposas, sob forma anidra, e podem ocupar a maior parte do volume celular. 

DEGRADAÇÃO DE TRIAGLICERÓIS E ÁCIDOS GRAXOS 

A mobilização do depósito de triagliceróis é obtida por ação de lipases, presentes nos adipócitos, que hidrolisam os triacilgliceróis a ácidos graxos e glicerol, oxidados por vias diferentes.

O glicerol não pode ser reaproveitado pelos adipócitos, que não têm glicerol quinase, sendo então liberado no sangue. No fígado, por ação da glicerol quinase, é convertido a glicerol 3-fosfato e transformado em diidroxiacetona fosfato, um intermediário da glicose ou da gliconeogênese.

O gliceros não pode ser reaproveitado pelos adipócitos, que não têm glicerol quinase, sendo então liberado no sangue. No fígado, por ação da glicerol quinase, é convertido a glicerol 3-fosfato e transformado em diidroxiacetona fosfato, um intermediário da glicólise ou da glicogênese.

Os ácidos graxos liberados pelos adipócitos são transportados pelo sangue ligados à albumina e utilizados, principalmente pelo fígado e músculos, como fonte de energia. Sua degradação, como se verá a seguir, é feita por uma via especial, que se processa no interior das mitocôndrias. 

Para sua oxidação, os ácidos graxos são ativados e transportados para a matriz mitocondrial 

Em uma etapa que precede sua oxidação, as ácidos graxos são ativados por conversão a acil-CoA, por ação de acil-CoA sintetases, presentes na membrana externa da mitocôndria.

Nesta reação, forma-se uma ligação tioéster entre o grupo carboxila do ácido graxo e o grupo SH da coenzima. A, produzindo uma acil-CoA. As acil-CoA, como a acetil-CoA, são compostos ricos em energia: a energia derivada da clivagem do ATP em adenosina monofosfato (AMP) e pirofosfato inorgânico (PPi), com a quebra de uma ligação anidrido fosfórico, é utilizada para formar a ligação tioéster. O pirofosfato é hidrolisado a 2 Pi, numa reação irreversível, o que torna o processo de ativação do ácido graxo a acil-CoA também irreversível.

A membrana interna da mitocôndria é impermeável a coenzima A e a acil-CoA. Para a introdução dos radicais acila na matriz mitocondrial, é utilizado um sistema específico de transporte na face externa da membrana interna, a carnitina-acil transferase I transfere o radical acila para a carnitina, e, na face interna, a carnitina-acil transferase II doa o grupo acila da acil-carnitina para uma coenzima. A da matriz mitocondrial, liberando a carnitina. 

A acil-CoA é oxidada a acetil-CoA, produzindo NADH e FADH2 

A acil-CoA presente na matriz mitocondrial é oxidada por uma via denominada b-oxidação no ciclo de Lynen. Esta via consta de uma série cíclica de quatro reações, ao final das quais a acil-CoA é encurtada de dois carbonos, que são liberados sob a forma de acetil-CoA. As quatro reações são:

oxidação da acil-CoA a uma enoil-CoA (acil-CoA b-instaurada) de configuração trans com formação de FADH2;

hidratação da dupla ligação, formando o isômero L da 3-hidroxiacil-CoA;

oxidação do grupo hidroxila a carbonila, com formação de b-cetoacil-CoA e NADH;

quebra da b-cetoacil-CoA por uma molécula de CoA, com formação de acetil-CoA e uma acil-CoA com dois carbonos a menos; esta acil-CoA refaz o ciclo várias vezes, até ser totalmente convertida a acetil-CoA. 

A oxidação do ácido palmítico produz 129 ATP 

A oxidação completa de um ácido graxo exige a cooperação entre o ciclo de Lynen, que converte o ácido graxo a acetil-CoA, e o ciclo de Krebs, que oxida o radical acetil a CO2.

Em cada volta do ciclo de Lynen, há produção de 1 FADH2, 1 NADH, 1 acetil-CoA e 1 acil-CoA com dois átomos de carbono a menos que o ácido graxo original.

Sempre que o número de átomos de carbono do ácido graxo for par, a última volta do ciclo de oxidação inicia-se com uma acil-CoA de quatro carbonos, a butiril-CoA, e, neste caso, são produzidas 2 acetil-CoA, além de FADH2 e NADH.

O número de voltas percorridas por um ácido graxo até sua conversão total a acetil-CoA dependerá, naturalmente, do seu número de átomos de carbono. Assim sendo, para a oxidação completa de uma molécula de ácido palmítico, que tem 16 átomos de carbono, são necessárias sete voltas no ciclo, com a produção de 8 acetil-CoA. A oxidação de cada acetil-CoA no ciclo de Krebs origina 3 NADH, 1 FADH2 e 1 GTP. Pela fosforilação oxidativa completa do formam, respectivamente, 3 e 2 ATP. A produção de ATP formado (131) deve ser descontado o gasto inicial na reação de ativação do ácido graxo, onde há conversão de ATP e AMP + 2Pi e, portanto, consumo de duas ligações ricas em energia, o que equivaleria a um gasto de 2 ATP. O rendimento final da oxidação do ácido palmítico será, então, 129 ATP. 

A b-oxidação dos ácidos graxos com número ímpar de átomos de carbono produzPropionil-CoA, que é convertida a succinil-CoA 

Os ácidos graxos com número ímpar de átomos de carbono constituem uma pequena fração dos ácidos graxos da dieta e são também oxidados pela via da b-oxidação. Neste caso, entretanto a última volta do ciclo de Lynen inicia-se com uma acil-CoA de cinco carbonos e produz uma molécula de acetil-CoA e uma de propionil-CoA, ao invés de duas de acetil-CoA. Para sua oxidação, a propionil-CoA é convertida a succinil-CoA, análoga à carboxilação de piruvato a oxaloacetato e que também requer botina como coenzima. A conversão de D-metilmalonil-CoA a succinil-CoA é feita em duas etapas: transformação do isômero D em L e isomerização deste último composto utilizando 5+-adenosil-cobalamina, um derivado da vitamina B12, como coenzima. 

A oxidação de ácidos insaturados também requer enzimas adicionais 

Os ácidos graxos insaturados são muito comuns em tecidos animais e vegetais, e suas duplas reações apresentam quase sempre a configuração cis. Para sua oxidação, além das enzimas da oxidação, são necessárias duas enzimas adicionais: uma epimerase é uma isomerase.

Após a remoção de algumas unidades de dois carbonos (acetil-CoA) pelo ciclo de Lynen, o ácido graxo insaturado originará uma D   -enoil-CoA ou uma D  -enoil-CoA, segundo a posição original da dupla ligação no ácido graxo.

A cis-D  -enoil-CoA é substrato para a enoil-CoA hidratase, mas o produto formado é o D-3-hidroxiacil-CoA, ao invés do isômero L, formado na oxidação de ácidos graxos saturados. A etapa seguinte é catalisada pela 3-hidroxiacil-CoA, que só reconhece isômeros L. 

O fitol, componente da clorofila, é oxidado por alfa e beta-oxidação 

O fitol, um álcool com uma longa cadeia alifática, que pode ser oxidado a ácido fitânico, um componente minoritário de gorduras, leite e derivados. O ácido fitânico, por conter um radical metil no carbono b, não é reconhecido pela acil-CoA desidrogenase, que catalisa a primeira reação da b-oxidação. Esta situação é contornada pela hidroxilação do carbono a do ácido fitânico (a-oxidação), seguida por descarboxilação. O ácido pristânico produzido tem o radical metil agora no carbono a e apresenta o carbono b não-substanciado, podendo ser ativado e oxidado pelo ciclo de Lynen. Devido à presença dos radicais metil, a oxidação da pristanoil-CoA produz, alternadamente, propionil-CoA.

A deficiência hereditária de enzima que promove a a-oxidação resulta em acúmulo de ácido pristânico no sangue e nos tecidos, com lesão do sistema nervoso central (moléstia de Refsum) 

No fígado, a acetil-CoA pode ser convertida a corpos cetônicos, oxidados por tecidos extra-hepáticos 

No fígado, uma pequena quantidade de acetil-CoA é normalmente transformada em  acetoacetato b-hidroxibutirato. Estes dois metabólitos e a acetona, formada espontaneamente pela descarboxilação do acetoacetato, são chamados em conjunto de corpos cetônicos, e sua síntese, de cetogênese. Esta ocorre na matriz mitocondrial, através da condensação de três moléculas de acetil-CoA em duas etapas. Na primeira, catalisada pela tiolase, duas moléculas de acetil-CoA originam acetoacetil-CoA. Esta reação, quando transcorre no sentido oposto, constitui a última reação da última volta do ciclo de Lynen. A reação de acetoacetil-CoA com uma terceira molécula de acetil-CoA forma 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA). Sua clivagem origina acetoacetato e acetil-CoA. O acetoacetato produz b-hidroxibutirato e acetona.

Os corpos cetônicos são liberados na corrente sangüínea, e o acetoacetato e o b-hidroxibutirato são aproveitados, principalmente pelo coração e músculos, como fonte de energia. Estes órgãos são capazes de utilizar os dois compostos por possuírem uma enzima, a b-cetoacil-CoA transferase, ausente do fígado. Esta enzima catalisa a transferência de CoA de succinil-CoA para acetoacetato, formando acetoacetil-CoA é um intermediário do ciclo de Lynen e, por ação da tiolase, é cindida em duas moléculas de acetil-CoA, que podem ser oxidadas pelo ciclo de Krebs. O aproveitamento do b-hidroxibutirato é feito por sua prévia transformação em acetoacetato, através da ação da b-hidroxibutirato desidrogenase.

A produção de corpos cetônicos é, portanto, um processo que permite a transferência de carbonos oxidáveis do fígado para outros órgãos. Esta produção é anormalmente alta quando a degradação de triagliceróis aumenta muito sem ser acompanhada por degradação proporcional de carboidratos. É o que ocorre quando há redução drástica da ingestão de carboidratos (jejum ou dieta) ou distúrbio de seu metabolismo (diabetes). Quando a produção ultrapassa o aproveitamento pelos tecidos extra-hepáticos (cetose), os corpos cetônicos aparecem no plasma em concentração elevada (cetonemia), levando a uma acidose, isto é, uma diminuição do pH sangüíneo. Em casos de cetose acentuada, o cérebro pode obter parte da energia que necessita por oxidação dos corpos cetônicos.