Metabolismoe Lipídios

O

que é metabolismo?

O genoma humano tem 3,3 x 10

_{pares de bases,}

codificando cerca de 20 mil genes.

Cada

três

pares

de

bases formam um códon,

que é a unidade mínima de

Podemos então dizer que o genoma tem um bilhão de

palavras. Se fosse um livro de instruções, daria algo perto

de 5000 volumes de 300 páginas cada!

que é a unidade mínima de

informação.

Cada célula do nosso organismo expressa entre 5-10

mil genes.

A expressão destes genes varia durante

o

desenvolvimento, dependendo do meio ambiente, da

atividade e mesmo da hora do dia.

Como é controlado o

funcionamento de cada

gene?

Como é controlado o fluxo em uma via

Como é controlado o fluxo em uma via

A B C D E

Enzimas reguladoras

A B C D E

Modificação alostérica: fosfofrutoquinase (PFK-1) e

a sua regulação

Lipídios

Lipídios

Lipídios são biomoléculas que tem como

principal

característica

química

baixa

solubilidade em água e alta solubilidade em

solventes orgânicos.

Ácidos Graxos

Principais funções fisiológicas:  São elementos de construção de triacilgliceróis, fosfolipídios e Compostos derivados dos hidrocarbonetos, que possuem um

grupamento carboxila. Pouco solúveis em H₂O.

de triacilgliceróis, fosfolipídios e esfingolipídios;

 Derivados de ácidos graxos funcionam como hormônios e mensageiros secundários;

 São moléculas fornecedoras de energia.

Classificação dos Ácidos Graxos

Classificação Tamanho da cadeia carbônica

Cadeia curta 2-4

Cadeia média 6-10

Cadeia longa 12 ou mais

1. Quanto ao número de carbonos

2. Quanto a presença de insaturações

Saturados → não possuem insaturações;

Insaturados → possuem insaturações, podendo ser monoinsaturados ou poli-insaturados.

3. Quanto a presença de ramificações Ramificados;

Triacilgliceróis (TAG)

São produtos da esterificação de 3 AG com um glicerol. São insolúveis em H₂O.

Funções

reserva de energia; reserva de energia;  isolantes térmicos.

Tecido Adiposo

Principais funções :

 Reserva de energia na forma de triacilglicerol;

 Isolante térmico;  Isolante térmico;

 Amortecedor de choques mecânicos;

 Função endócrina: síntese de substâncias como hormônios e citocinas.

Glicerofosfolipídios

Compostos por 2 AG e um grupamento polar esterificados ao glicerol. São os lipídios mais solúveis em H₂O.

Esfingolipídios

Têm como base a esfingosina, um aminoálcool de cadeia longa. A maioria dos esfingolipídios têm um ácido graxo condensado ao grupo amino, formando uma ligação do tipo amida (ceramida). À hidroxila do carbono 1 podem estar ligados os substituintes.

Esfingolipídios são especialmente importantes na formação de mielina que envolve as células nervosas, desempenha um papel importante na comunicação intracelular.

Esfingomielina

Abundante nas membranas plasmáticas da mielina

Glicoesfingolipídios neutros – globosídeos

Presentes em pequenas quantidades nas membranas;

Determinam a especificidade do tecido: participam do reconhecimento célula-célula e conferem padrões imunológicos.

Colesterol

Esterol encontrado em células animais. Não é derivado dos ácidos graxos. Funções componente de membranas; precursor de hormônios precursor de hormônios esteroides;

Hormônios esteroides

1.

Os lipídios formam um conjunto de compostos

que

tem

como

principal

característica

a

baixa

solubilidade em água. Estes compostos são bastante

solúveis

em

solventes

orgânicos

e

podem

ser

solúveis

em

solventes

orgânicos

e

podem

ser

classificados de várias maneiras. Compare os diferentes

tipos de lipídios e procure encontrar propriedades que

justifiquem as suas diferentes funções nos sistemas

vivos.

 Combustível.

 Gorduras e óleos - Forma principal de armazenamento de energia em muitos organismos.

 Gordura – isolante térmico.

 Lipídios apolares (ex: esfingomielina) – isolante elétrico na bainha de mielina.  Fosfolipídeos e esteróis - ~ 50% da massa de membranas biológicas.

 Pigmentos para absorção de luz.

Funções biológicas dos lipídios:

 Pigmentos para absorção de luz.  Carreadores de elétrons (quinonas).  Cofatores enzimáticos.

 Agentes emulsificadores (ex: esteróides precursores de sais da bile).  Hormônios.

 Mensageiros intracelulares.  Vitaminas.

2. A tabela abaixo mostra as quantidades das moléculas orgânicas mais abundantes nos seres vivos, presentes em um homem adulto de aproximadamente 70 Kg.

A partir destes números, discuta a importância de cada uma como reserva de energia.

• Todos os seres vivos apresentam essa mesma composição?

Reserva g kJ

(kcal) Dias em jejum 337000

Triacilgliceróis (tecido adiposo) 9000 337000

(80544) 34

Glicogênio (fígado) 90 1500 (359) 0,15

Gicogênio (músculo) 350 6000 (1434) 0,6

Glicose (sangue e outros líquidos

extracelulares) 20 320 (76) 0,03

Proteína (músculo principalmente) 8800 150000

• A partir dos dados da tabela, compare o rendimento energético da

oxidação completa de ácidos graxos com proteinas e glicídeos. Dica: Compare a fórmula de um açúcar, um lipídio simples, um aminoácido e procure explicação para a diferença no rendimento energético.

Ácido graxo Carboidrato

Os ácidos graxos são essencialmente hidrocarbonetos, estruturas altamente reduzidas. Produzimos energia a partir da oxidação de moléculas combustíveis (carboidratos, lipídios ou proteínas). Quanto mais reduzido, mais pode ser oxidado.

Diferenças nos estados de oxidação dos

carbonos

• Muito embora se fale que nosso principal combustível é a glicose, usada preferencialmente por vários tecidos, você pode observar que grande parte do nosso estoque energético está na forma de triacilglicerol. Por quê? O que faz destas moléculas boas formas de reserva? Discuta.

Armazenamento dos macronutrientes

Triacilglicerol Apolar

Armazenado em forma anidra

Proteínas e glicídeos Mais polares

• Discuta separadamente o papel de cada um no jejum de curto e longo prazo (horas e semanas, respectivamente).

3. Até o início do século passado acreditava-se que os constituintes corporais de um animal adulto eram bastante estáveis, enquanto que os nutrientes que vinham da dieta eram prontamente utilizados para liberar energia, apenas o excesso era estocado e os produtos finais eram excretados. Falando mais especificamente de lipídios considerava-se que estas moléculas presentes no tecido adiposo eram um estoque “inerte” de energia utilizada apenas em situações de jejum prolongado.

Em 1935 Schoenheimer realizou os primeiros experimentos com marcação metabólica, administrando gordura marcada com deutério a camundongos. Na série de experimentos realizados, foi usada uma dieta com quantidade de comida insuficiente para os quantidade de comida insuficiente para os animais manterem seu peso. Dentre os resultados obtidos, ele observou que ao alimentar camundongos por 8 dias com gordura marcada com deutério (20 % de gordura), esses apresentaram uma leve perda de peso.

a) Que conclusões você tiraria com relação ao metabolismo dos triacilgliceróis do tecido adiposo?

b) Contraponha este achado com a visão anterior a respeito do estoque de lipídios anterior aos experimentos de Schoenheimer.

“We have fed mice for several days on a diet comprising a deuterium-containing fat, and followed it after absorption. The animals were kept on a diet which was insufficient in quantity for them to maintain their weight. We expected that under these conditions almost all of the ingested fat would be burned and that relatively little would be deposited. Much to our surprise we found that, in spite of the fact that the animals had lost weight, a large the fact that the animals had lost weight, a large proportion of the absorbed fat was deposited in the depots, indicating that the fat which was burned was not oxidized directly after absorption but had been taken from the fat depots. We have direct proof that a part of the deuterium-rich fat was burned in our animals, as the body fluids which we distilled off from our animals contained appreciable amounts of heavy water.”