Metabolismoe Lipídios

Transcrição

1 Metabolismoe Lipídios

2 O queé metabolismo?

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4 Algunsnúmerossobregenomas

5 O genoma humano tem 3,3 x 10 9 pares de bases, codificando cerca de 20 mil genes. Cada três pares de bases formam um códon, que é a unidade mínima de informação. Podemos então dizer que o genoma tem um bilhão de palavras. Se fosse um livro de instruções, daria algo perto de5000volumesde300páginascada!

6 Cada célula do nosso organismo expressa entre 5-10 mil genes. A expressão destes genes varia durante o desenvolvimento, dependendo do meio ambiente, da atividadeemesmodahoradodia. Como é controlado o funcionamento de cada gene?

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9 Como é controladoo fluxoemumavia metabólica?

10 Enzimas reguladoras A B C D E A B C D E F

11 Fatores que regulam a atividade de uma enzima

12 Enzimas alostéricas

13 Modificação alostérica: fosfofrutoquinase(pfk-1) e a sua regulação

14 Modificação covalente reversível - Fosforilação

15 Modificação covalente reversível - Fosforilação

16 Regulação por sequestro

17 Regulação por interação proteina-proteina

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19 Lipídios

20 Lipídios são biomoléculas que tem como principal característica química baixa solubilidade em água e alta solubilidade em solventes orgânicos.

21 Polaridade da água

22 Ligação de hidrogênio

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25 Ácidos Graxos Compostos derivados dos hidrocarbonetos, que possuem um grupamento carboxila. Pouco solúveis em H 2 O. Principais funções fisiológicas: São elementos de construção de triacilgliceróis, fosfolipídios e esfingolipídios; Derivados de ácidos graxos funcionam como hormônios e mensageiros secundários; São moléculas fornecedoras de energia.

26 Classificação dos Ácidos Graxos 1. Quanto ao número de carbonos Classificação Tamanho da cadeia carbônica Cadeia curta 2-4 Cadeia média 6-10 Cadeia longa 12 ou mais 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; Não-ramificados.

27 Estearato Oleato

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29 Estado físico

30 Composição de AG em gorduras alimentares

31 Ésteres do glicerol

32 Triacilgliceróis(TAG) São produtos da esterificação de 3 AG com um glicerol. São insolúveisemh 2 O. Funções reserva de energia; isolantes térmicos.

33 Tecido Adiposo Principais funções : Reserva de energia na forma de triacilglicerol; Isolante térmico; Amortecedor de choques mecânicos; Função endócrina: síntese de substâncias como hormônios e citocinas.

34 Adipócitos

35 Glicerofosfolipídios Compostos por 2 AG e um grupamento polar esterificados ao glicerol.sãooslipídiosmaissolúveisemh 2 O.

36 Grupos substituintes

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38 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.

39 Esfingolipídios grupos substituintes

40 Esfingomielina Abundante nas membranas plasmáticas da mielina

41 Glicoesfingolipídio neutro - cerebrosídeo

42 Glicoesfingolipídios neutros globosídeos Presentes em pequenas quantidades nas membranas; Determinam a especificidade do tecido: participam do reconhecimento célula-célula e conferem padrões imunológicos.

43 Glicoesfingolipídios carregados (gangliosídeos)

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

45 Hormônios esteroides Hormônio sexual Hormônio sexual Resposta ao estresse Balanço eletrolítico

46 Sais biliares

47 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 classificados de várias maneiras. Compare os diferentes tipos de lipídios e procure encontrar propriedades que justifiquem as suas diferentes funções nos sistemas vivos.

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49 Funções biológicas dos lipídios: 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. Carreadores de elétrons (quinonas). Cofatores enzimáticos. Agentes emulsificadores (ex: esteróides precursores de sais da bile). Hormônios. Mensageiros intracelulares. Vitaminas.

50 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 Triacilgliceróis (tecido adiposo) 9000 g kj (kcal) (80544) Dias em jejum Glicogênio (fígado) (359) 0,15 Gicogênio (músculo) (1434) 0,6 Glicose (sangue e outros líquidos extracelulares) Proteína (músculo principalmente) (76) 0, (35851) 14,8

51 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.

52 Diferenças nos estados de oxidação dos carbonos Glicose Ácido caproico Nox médio dos C = 0 Nox médio dos C = -1,3

53 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 Armazenados hidratados

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

55 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 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 triacilgliceróisdo tecido adiposo? b) Contraponha este achado com a visão anterior a respeito do estoque de lipídios anterior aos experimentos de Schoenheimer.

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57 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 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.