7 - Regulação Da Síntese de Ácidos Graxos e Síntese de TAG

AULA BIOQUÍMICA I  –  3ª PROVA  – 3ª Por: Luciana Souza de Oliveira e Pedro Costa  – 11.2

01/12/2011 - Regulação da Síntese de Ácidos Graxos e Síntese de TAGs Profª Berenice Retomando a aula anterior, para relembrar e finalizar: Regulação da síntese de Ácidos Graxos A oxidação ela vai em dois níveis: 

Uma é pelo transporte: como o processo acontece na mitocôndria então o transporte para a mitocôndria é regulado. Regulador: malonil-coA. Alvo da Regulação: Carnitina Acil Transferase I O malonil-coA da síntese do ácido graxo enquanto que oxidação é a degradação de ácido graxo. Então, além da necessidade de passar para dentro da mitocôndria, essa passagem é regulada

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A outra é pela Oxidação: A oxidação propriamente dita tem as coenzimas que sempre regulam a razão NADH/NAD+ . E também a concentração de Acetil-coA Reguladores: Concentração de NADH/NAD+  – Elevada inibe a B-Hidroxiacil-coA Desid. Concentração de Acetil-coA – Elevada inibe a Tiolase. Isto é, regula a tiolase que é a ultima enzima da via. Regulação na Síntese (não Síntese (não vista na aula anterior): A enzima alvo: acetil-coA carboxilase – É a enzima que catalisa a reação de acetil-coA a maloni-coA. Por produtos –  regulação a curto prazo:

Citrato e Isocitrato são reguladores positivos. po sitivos. Citrato na verdade é o carregador de carbonos para fora da mitocôndria. Então, aumentando o nível de citrato no citoplasma é sinal que tem carbono para acetil côa carboxilase. Então é um meio de regular. Palmitato regulador negativa Pois palmitato é o produto da via. Então quem está levando os átomos de carbono é o Citrato, que modula positivamente, e o Palmitato é o inibidor. Por hormônios –  regulação  regulação a curto prazo:

A mesma situação, os hormônios principais do metabolismo são a insulina e o glucagon, e a epinefrina (papel semelhante ao glucagon).

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Glucagon: é hormônio que sinaliza a mobilização - na mobilização eu não vou fazer síntese. Ele, então, promove inativação indireta da enzima  – nesse momento não quero fazer síntese, quero mobilizar.

Insulina: se presente, ativa a síntese. O que acontece? (professora interrompida)

Citrato (ativador)

Insulina (ativador) Glucagon e adrenalina (inibidores)

PalmitoilCoA (inibidor)

Resumo: O citrato é o carregador de carbonos para levar acetil-coA para a m itocôndria. Então a Citrato liase também é uma enzima alvo, além da acetil-coA carboxilase que é a reguladora principal, e ela é ativada pela insulina a esse nível. O citrato é o ativador da acetil-coA carboxilase enquanto o Glucagon, adrenalina ou a Epinefrina são moduladores negativos dessa enzima. Palmitoil também é regulador negativo.

O que vem a seguir, depois de explicar tudo, ela afirma dizer que é a titulo de informação. Nessa regulação hormonal (vocês vão ver quando lerem (será??) mas depois vamos separar isso na bioquímica II) na verdade a enzima passa de um estado mais ativo para um menos ativo. Nós costumamos dizer de forma genérica que é uma inibição, mas ela quase como uma modulação quanto  por uma regulação covalente, não é uma modulação como a modulação alostérica. Exemplo que mostra esse caso: Aqui está mostrado a estrutura da acetil-coA carboxilase – 2345 aa – e tem uma porção inicial onde há vários aminoácidos que são pontos de regulação (sítios de regulação). O que acontece? Existem sítios que são sensíveis a determinadas moléculas e outros que são sensíveis a outras Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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moléculas. Por exemplo: Resíduo 79: regulado pela forsforilação de quinase AMPc dependente. Não vou entrar em detalhes porque isso tudo é bioquímica II. Resíduo 95: dependente de proteína quinase C. Mesma coisa com os demais resíduos. Então, o que acontece? (ela adora essa pergunta) A enzima ela pode sofrer fosforilação em alguns pontos ou em vários  – até todos – os pontos. Isso vai depender do que está acontecendo no metabolismo. Então ela vai ter uma condição de ser pouco ativa ou muito ativa, dependendo do grau de fosforilação que ela está. É um processo bastante complexo, que demorou bastante tempo para os pesquisadores decifrarem todos esses sistemas de modulação. Pois, como el e tem vários sítios de fosforilação e são diferentes agentes que promovem essa fosforilação, é muito difícil dizer do que ela é exclusivamente dependente. Impossível dizer que sua “DESfosforilação” só dependente de insulina como também não da pra afirmar que “fosforilação” dela é só dependente do glucagon em todos os sítios, existe outra fosforilase atuante. Existem várias quinases que fosforilam a acetil-coA carboxilase. Mas existe esse caso da Serina-79 que realmente esta relacionado à inativação da enzima pelo glucagon que é inibidor da enzima. A acetil CoA carboxilase é substrato para várias quinases. Ela possui 6 sítios de fosforilação diferentes. Apenas um, Ser79, está claramente associa do à inativação da enzima. Não são todos os livros que apresentam esse tipo de coisa, mas acho interessante perceber isso porque mais cedo ou mais tarde vamos estar sujeitos/entrar em contato com essas informações e já teremos uma base. Percebendo que a proteína pode ter um ponto único de inativação ou vários. Bastante interessante para discutir! Não tem nos livros, estou dando a mais titulo de informação, não precisamos nos preocupar exageradamente com isso, mas é importante percebermos essas coisas. OBS: Fui (Lu) ao Lehninger tirar minhas duvidas sobre a ação do glucagon e insulina, pois acho que a Berenice meio que se contradiz (eu arrumei a contradição de acordo com o que entendi na aula). Mas o Lehninger apenas diz (isto é, não resolve muito, mas faz um adentro): A insulina promove a conversão de carboidratos em triacilglicerideos. Pessoas com diabetes melito severo, devido a falha de secreção de insulina ou da sua ação, não só são incapazes de utilizar a glicose adequadamente como também falham em sintetizar ácidos graxos a partir de carboidratos ou aminoácidos. Velocidade aumentada na oxidação de gorduras, deformação de corpos cetônicos e por isso perdem peso. Regulação também é feita por glucagon, hormônio de crescimento da hipófise e pelos hormônios adenocorticois. Aqui está mostrada como a inibição acontece por Glucagon e a ativação por Insulina: Insulina promove a desfosforilação  – Forma mais ativa. Glucagon promove a fosforilação – Forma mais inativa. Nesse caso desses hormônios os mecanismos são AMPc dependentes. Isso também vamos ver quando estudarmos as cascatas regul atórias. Vão existir diferentes tipos de cascatas regulatórias, mas o glucagon e a insulina eles são casos bastante discutidos e  já é sabido que a fosforilação ou desfosforilação que eles acarretam é dependente de AMPc. O AMPc é uma molécula que está envolvida no processo desencadeado pelo glucagon ou pela insulina. São mecanismos distintos, não vai entrar em detalhes de cada um, mas o AMPc está envolvido lá. Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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E o resíduo Ser-79 foi o caso que eu comentei que é o alvo realmente desse processo. Aqui, como o citrato atua, ele vai estimular a acetil CoA carboxilase possivelmente por reorientar o grupo prostético biotina aumentando a Vmax. Lembrar que esse grupo é aquela biotina que esta no centro da enzima que fica carboxilando levando para um lado e descarboxilando levando para o outro lado. Mostrar que tem um efeito sobre esse processo colocar a biotina na posição correta para que ela seja carboxilada e, em seguida, sirva para transferir o grupamento. E os ácidos graxos de cadeia longa, caso do palmitato, são inibidores retroativos. Tabela que dá todos os modelos de regulação da acetil-coA carboxilase.

Outra situação também que acontece com a enzima, além de tudo isso que já falamos. O citrato induz a forma polimérica que é uma forma ativa e o palmitoil coA induz a despolimerização que é uma forma inativa. O que acontece? A enzima tem uma estrutura tridimensional monomérica. As moléculas começam a formar polímeros (polimerização das moléculas que ficam unidas umas as outras e formam um polímero de enzimas); formam uma porta, lembram um pouco aquela situação de anemia falciforme - só que o mecanismo de polimerização não tem nada haver com isso, não é um processo de mutação é um processo normal. Então, uma enzima quando está formando essas ligações, ou seja, quando ela se polimerizando ela se torna ainda mais ativa do que ela já era mesmo com as outras situações de ativação que ela já sofreu. Então, quando falamos de regulação de enzima às vezes afirmamos só que enzima ativa ou que a enzima inibe. Na realidade, qual o mecanismo? O mecanismo de ativação/desativação, ou seja, regulação pode ser o mais diverso possível. E uma enzima pode sofrer vários tipos de regulação. Pode sofrer modulação alostérica  – como nesse caso – pode sofrer modulação convalente; fazer a polimerização ou despolimerização também é um processo. Mas, então, porque acontece tantos tipos de diferentes de regulação? Isso tudo é ajuste fino da ativade da enzima. Essa enzima deve ser muito importante para a célula, pois ela á muito regulada. Ela sofre vários processos diferentes de regulação e se olharmos de novo a forsforilação, perceberemos que ela tem também vários sítios de fosforilação, então ela sujeita a regulação por diferentes moléculas. Isto é, a célula usa diferentes estratégias para regula-la. Isso quer dizer que ela é uma enzima bastante importante. Então, o objetivo da Berenice em trazer isso daqui é pra abrirmos a cabeça em relação a esse assunto. Quando olharmos regulação das enzimas, não é para de preocupar somente pra onde modula positivamente ou negativamente, e sim tentar reparar nos tipos de regulação. Porque o conhecimento dessa regulação é o que permite a interferência com medicamentos. A maioria das drogas atuam a nível de regulação das enzimas  – afetando os agentes reguladores Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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de alguma forma. Interessante de olhar! Até então falamos de regulação a curto prazo. O que significa isso: o palmitato está ali perto da enzima e pode atuar na regulação; o citrato está ali perto da enzima e pode efetuar a ligação; o hormônio liga na célula, pode desencadear a cascata e promover regulação. Mas existe regulação a longo prazo que envolve a questão da síntese da enzima. Isso significa o que? Que tem que haver a expressão gênica dessa enzima. A célula tem em seu DNA um gene que codifica a enzima, esse gene vai ser ativado (a transcrição vai acontecer) e a síntese vai acontecer. Ou esse gene vai ser reprimido, a transcrição não vai acontecer e a síntese dessa enzima vai parar. Daí as moléculas que já estão na célula elas tem tempo de vida e com o tempo elas vão sendo degradadas. Como esse processo é um processo mais longo, que tem que haver regulação lá no núcleo, é chamada de Regulação a longo prazo. Então, hormônio da tireóide, uma dieta rica em carboidratos e insulina desencadeiam a síntese da enzima. São situações favoráveis a produzir mais enzima. Dieta rica em carboidrato, o que eu vou ter? Acetil-coA na mitocôndria, que é transferido para o citoplasma na forma de citrato, e que leva a produção de malonil-coA pela acetil-coA carboxilase e desencadeia a síntese. O hormônio da tireóide também é um regulador: Ele aparece fazendo esse mesmo esquema só que não usando a mesma estratégia da insulina. O que acontece? Ele deflagra processos que vão acontecer no núcleo de síntese da enzima. Então o hormônio da tireóide regula a homeostase lipídica do organismo. Por isso que é hipertiroideo tende a ficar mais gordo. Heutiroideo esta promovendo isso. No caso oposto: jejum, dieta rica em gordura que leva a baixa insulina e alto glucagon, são fatores que afetam a síntese da enzima no sentido de diminuir a síntese. Então, vejam, são situações de amplo aspecto: Quando falamos em dieta rica em carboidratos, isso envolve um monte de coisa: envolve absorção, transporte do carboidrato, metabolismo do carboidrato, envolve ação das vias metabólicas pra daí realmente acontecer também o favorecimento da sí ntese da enzima ou a diminuição da síntese da enzima. Por isso a regulação é dita regulação a longo prazo. Outra enzima que também sofre regulação é a ácido graxo sintase. Outro momento de regulação da síntese de acido graxo. Acetil-coA carboxilase é a que tem mais momentos regulatórios, mas o ácido graxo sintase também tem uma etapa regulatório a longo prazo. Isso quer dizer, regulação a nível de síntese: Síntese aumentada: dieta rica em carboidratos via insulina. Síntese diminuída: dieta rica em gordura via baixa insulina e alto glucagon. O efeito tá na acetil-coA carboxilase, mas está também na ácido graxo sintase. Efeito hormonal ou efeito de uma situação metabólica tipo jejum, alimentação, ele é bem mais amplo pode atingir mais enzimas não uma a uma. Agora no desenho (dentro da mitocôndria) está mostrado tudo que eu falei. Um confrontando o outro. A parte de síntese e a parte da beta oxidação. Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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O manolin-coA é o que está mais em contato com as duaz vias: a de sintese e a de degradação. Quadrado: REL Vermelho: inibidor Verde: ativador

Tudo bem? Não acontece ao mesmo tempo, mas são reações excluivas. Não porque daí iria ser queimado os carbonos que seriam unidos na síntese. Só estão lado a lado. Então, produzimos os ácidos graxos, agora na etapa seguinte vamos usar esses ácidos graxos pra produzir triacilglicerol. Que era o caso mostrado ali. Aquilo que foi produzido pela acido graxo sintase vai para o retículo endoplasmático, alonga, e vai ser usado para produzir triacilglicerol e pode ser, por exemplo, mandado para fora da célula. Seguindo o nosso roteiro, nós passamos pela produção de ácidos graxos e vamos para etapa de síntese do triacilglicerol. É o mesmo caso que está mostrado aqui. Uso carbono da glucose piruvato oxida a acetil-coA, acetil coa forma acido graxo e acido graxo é usado para formar triacilglicerol e fosfolipídios. Aqui eu já quero abrir parêntese: vou mostrar a via dos fosfolipídios, mas ela só esta aqui para mostrar que compartilha acido graxo. Como o assunto é metabolismo energético os fosfolipídios não merecem ênfase, nem os outros lipídeos complexos.

Os triacilglicerois – TAGs Quem são os locais importantes para síntese? Fígado e tecido adiposo. Por isso posso subdividir o processo em três etapas. Síntese do glicerol 3-fosfato, Síntese do acido fosfatidico Síntese de TAGs (ou Fosfolipídios): porque é comum as duas moléculas. Só que uma vai para cada lado.   

Primeira etapa: síntese de glicerol 3-fosfato Substratos: glicerol, ou dihidroxiacetona fostato. Para cada caso, vamos ter uma enzima diferente. Na reação de dihidroxiacetona fosfato a glicerol 3fosfato já existe uma molécula fosforilada, então o que é necessário é converter a dihidroxiacetona Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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fosfato em glicerol 3-fosfato. Uma reação de oxi-reduçao. Ocorre a redução da dihidroxiacetona fosfato em glicerol 3fosfato. A enzima é a glicerol 3-fosfato desidrogenase. Nesse outro caso, de glicerol a gliceraldeído 3-fosfato, como não há fosfato nenum ligado, vai ter uma quinase que vai fosforilar (quinases usam ATP para fosforilar seu substrato). A enzima é glicerol quinase. Com isso tenho a produção de Glicerol 3-Fosfato Importante comentar! A enzima glicerol quinase existe em quantidade significativa nesses tecidos: fígado, rim, intestino, tecido adiposo marrom e glândula mamária em lactação.

O tecido adiposo branco, que é o mais comum, ele tem uma quantidade muito pequena  – quase insignificante – em termos metabólicos dessa enzima. Então, isso faz uma diferença quando eu comparo fígado com o tecido adiposo. Isso confere características metabólicas diferentes para esses dois tecidos. (comentado mais pra frente) Segunda etapa: usar o glicerol 3-fosfato para produzir o ácido fosfatídico. Duas etapas catalisadas pela enzima acil transferase. 1 - Ela vai usar um ácido graxo que foi ativado pela acil-coA sintetase então ele é um acil-coA e vai colocar esse acil-coA em uma posição no glicerol. 2 - A segunda reação é exatamente a mesma. Existe um ácido graxo que foi ativado pela acil-coA sintetase que também vai ser colocado na molécula de glicerol. O terceiro carbono continua com o fosfato. O nome da molécula já diz o que está acontecendo: acido fosfatidico. Primeiro era um glicerol 3-fosfato (que é um álcool com grupo fosfato) agora ele tem acido graxo ligado mas o grupo fosfato ainda permanece no carbono três.

Observe isso: essa acil-coA sintetase é aquela molécula da enzima de ativação do acido graxo, lembram? Na ativação do acido graxo, na beta oxidação. Quando o ácido graxo entra na célula ele é comprometido com o metabolismo, ele é ativado para sofrer algum tipo de ação. Que no caso Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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da beta oxidação vai ser o transporte pela lançadeira de carnitina. Aqui no caso, como eu to construindo moléculas, o acido graxo está no citoplasma (foi produzido lá), a acil-coA sintetase também está no citoplasma ela é ultilizada nesse momento para ligar o acido graxo a coenzima-A para que ele seja ativado para ser usado na síntese do ácido fosfatídico. E o que percebemos novamente? As moléculas não são simplesmente ligadas, elas precisam ser ativadas para participar das reações. Então, essa enzima é uma enzima tanto do processo de degradação do ácido graxo quanto do anabolismo dos lipídeos, no caso das TAGs. E a terceira fase: síntese das TAGs propriamente ditas ou síntese dos fosfolipídios. Aqui vai acontecer uma derivação da via metabólica. Se for necessário produzir triacilglicerol o ácido fosfatídico vai seguir o caminho metabólico da esquerda. Se a célula precisar produzir um fosfolipídio esse acido fosfatidico vai seguir o caminho da direita. O que é de se esperar? Que exista uma grande quantidade de ácido fosfatídico e que a célula jogue as moléculas para a direita e para a esquerda da maneira que ela precisar/que lhe convém. Porque ela sempre tem que estar colocando fosfolipídios na membrana e produzindo TAGs. Se pensarmos que a célula precisa de TAGs, falta colocar um ácido graxo na posição três. Para isso é preciso tirar o grupo fosfato do ácido fosfatídico. Então a enzima que atua nesse momento é a fosfatase: ácido fosfatídico fosfatase. Ela retira o grupo fosfato e ele fica livre para ser usado na célula. Temos 1,2-diacilglicerol e aqui entra o terceiro grupo para formar os TAGs. Quem coloca esse terceiro grupo é a mesma enzima acil transferase que colocou o primeiro grupo e o segundo grupo. E precisa do mesmo jeito de um acido graxo ativado, um acil-coA ligado, da mesma forma. O que eu posso usar de substrato para produzir TAGs? Usar dihidroxicetona fosfato , glicerol mas daí eu vou precisar de enzimas diferentes para chegar nas TAGs que é o metabolito que queremos, depois juntar os dois primeiros grupos e então formar TAGs ou fosfolipídios. No caso dos fosfolipídios o que vamos ter? Vamos ter várias opções. Porque essa molécula vai poder ligar um grupo que chamamos de grupo cabeça. Então o fosfolipídio mantém o grupo fosfato. Os TAGs não, neles tiramos o grupo fosfato. Aqui então o que acontece? Existe um oxigênio do fosfato que é um ponto de ligação do grupo cabeça. Só para ilustração. Não para estudar mecanismo. Nesse grupo cabeça pode ter ligantes simples como H. Deixando na forma de ácido fosfatidico , também usado pela célula. Mas pode ser ligado outros grupos mais complexos. Se ligar colina Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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forma fosfatidilcolina; se ligar serina forma fosfatidil serina. A célula produz de acordo com que precisa. (Ela fala na aula alguns mais, mas diz que reforçadamente que é afins ilustrativos). Metabolismo disso em diante, bioquímica II para frente. E agora vamos ver o que acontece com a molécula de TAG. Vamos ver como os tecidos manuseiam essa molécula. Então aqui vamos destacar o tecido. Existe diferença entre tecido adiposo e fígado e vamos enfatizar essa diferença. Fígado De onde vêm os ácidos graxos do fígado? Da glicolise, principalmente. Glicose oxidada a piruvato, piruvato oxidado a acetil coA, acetil coA é usado na síntese do ácido graxo que é usado na síntese do TAG. Também do sangue, que é aquele que aporta no fígado. Acido graxo livre circulando com a albumina. Junto com a albumina ele pode ir pro fígado e ser usado para a síntese do triacilglicerol. Onde é que começa essa síntese? REL e complexo de golgi. São organelas citosolicas onde começa O que se forma no fígado? O que o fígado faz com esses TAGs? Como ele manuseia esses TAGs? Ele forma VLDL – lipoproteínas de baixa densidade (very low). O que elas contêm? Elas contêm, além das TAG, fosfolipídios e colesterol. Entramos, então, na questão anterior. No fígado ele não usa todo o acido graxo para consumir todo o acido fosfatídico na forma de TAG. Forma também fosfolipídios. Porque ele vai contruir uma lipoproteína, e essa lipoproteína tambem tem fosfolipídio. Então, ao mesmo tempo que ele está consumindo TAG, ele também está consumindo fosfolipídios. E o que acontece? (sério, ela gosta mesmo dessa pergunta!) Essas lipoproteínas levam os TAG produzidos lá no fígado para o tecido adiposo. Além disso, o próprio consumo também oxida ácidos graxos que estão circulando nessas lipoproteínas. O tecido muscular tem uma boa capacidade de oxidar ácidos graxos mesmo no período de estado alimentado. Ele é um tecido flexível, claro que ele consome glucose, pois ele está sempre repondo glicogênio, mas ele se dá muito bem no metabolismo normal usando ácido graxo. Isso é uma boa estratégica metabólica, porque deixa a glucose plasmática para os tecidos mais exigentes. Então, só para nos situarmos com a questão das lipoproteínas, aquilo que eu comentei: Quilomicrons, que é aquele ácido graxo que está entrando via dieta, produzidas no intestino. VLDL, HDL, LDL, que são lipoproteínas produzidas no fígado – Elas têm fosfolipideos, todos têm TAG – em maior ou menor quantidade. 

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Dá para perceber: Quilomicrons que estão vindo da gordura que foi absorvida é muito rico em TAG. As outras (VLDL, HDL, LDL) já tem menos TAG porque é o transporte interno do TAG. Então quilomicrons são bem específicos para aquilo que está vindo da dieta. E que a dieta costuma ser rica em TAG, mesmo sendo sintetizado dentro do próprio organismo.

Microscopia eletrônica que mostra a diferença entre as lipoproteínas.

Modelo representativo das lipoproteínas – destaca a parte interna mais hidrofóbica e a parte externa mais hidrofílica.

Pergunta sobre transporte de Quilomicrons. Eles vem do intestino, mas sofrem ação das lipoproteínas que estão no sangue também. As lipoproteínas no sangue podem fazer troca de conteúdos – podem trocar uma proteína específica que ativa outra, que passa a ser uma ativadora enzimática. Essas coisas podem acontecer. Isso acontece em geral. No caso dos quilomicrons, eles passam pelos capilares e sofrem a ação das lipoproteínas lípases e o que sobra deles são os quilomicrons remanescentes que são levados para o intestino. Vão distribuído o conteúdo deles. O que sobra é captado para o fígado faz a reciclagem das lipoproteínas. No caso do que esta saindo do fígado, que é TAG produzido no fígado, daí vai sair por VLDL que vai circular e vai sofrer as modificações. Por exemplo, as VLDL podem dar origem as LDL. Isso significa mudança de densidade da lipoproteína. Ela muda de densidade porque ela muda de conteúdo. Muda conteúdo protéico e conteúdo lipídico porque elas estão distribuindo material. HDL sai do fígado também, mas são mais coletoras. Estão fazendo o transporte reverso do colesterol. HDL sai mais vazia do fígado e vai coletando dos outros tecidos e volta pro fígado. O fato de fígado estar produzindo mais triacilglicerol pode ser indicação de um problema metabólico. Detecção de sobrecarga do fígado é feita pelas enzimas, não pelas lipoproteína Tudo bem até aqui pessoal? Agora saindo o material do fígado, nos vamos ver o que que o tecido adiposo vai fazer com esse material que vai receber do fígado. Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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O tecido adiposo se caracteriza por ser um armazenador de triacilglicerol(TAG). Quando a gente considerar uma relação de concentração de insulina superior a concentração de glucagon o tec. Adiposo receberá os TAGs. Isso é o normal, você tem insulina que é o hormônio pra estocar, a síntese de ac graxos e de TAGs é favorecida e o tecido adiposo se prepara pra armazenar esse material.. Então, insulina é armazenamento. Aí, essa enzima lipase lipoproteica existe nos capilares, e vai liberar o ac graxo e o glicerol. Os TAGs estão passando pelas lipoproteínas, e a lipase lipoproteica vai separar o ac graxo do glicerol la nas lipoproteínas E o tecido adiposo se torna capaz de captar esses ac graxos Então, o que ta acontecendo aqui? o TAG que ta saindo daqui circula de que forma? Na lipoproteína. E agora nos estamos pensando que ele será captado pelo tecido adiposo pra ser estocado, só que ele não é captado da forma de TAG. O TAG tem que ser desmontado e só o ác graxo interessa e é captado. Dai nos adipócitos esse ac graxo é usado pra síntese de TAG de novo Então veja: sintetiza TAG no fígado, manda pela lipoproteína, o ac graxo passa pelo tec adiposo e esse tecido produz o próprio TAG. Então é esse tal de monta e desmonta o tempo todo As lipoproteínas têm esse papel de transporte. Porque não sai o TAG sozinho do fígado? Porque é EXTREMAMENTE hidrofóbico. O tecido adiposo branco tem uma atividade desprezível de glicerol quinase. O que significa isso? Pra construir TAG eu preciso do glicerol-3-fosfato. Só que no tec adiposo eu não posso seguir aquele roteiro simplesmente dihidroxiacetona ou se eu puder usar quinase pra fosforilar glicerol quinase. Então no caso do tec adiposo essa via não serve, é usado outro meio pra resolver isso. Então, o que vai acontecer? eu tenho um transito dentre o TAG produzido no fígado e aquilo que é manuseado no tec adiposo E isso permite que se estabeleça um balanço entre o anabolismo e o catabolismo dos TAGs no tecido adiposo (isso é característica de tecido adiposo). Se eu to pensando em anabolismo, eu to captando o ac graxo e construindo a molécula Se eu to pensando em catabolismo, eu tenho a molécula de ac graxo que por necessidade metabólica vai ser desmontada e eu vou jogar o ac graxo pra fora. Então, o tec adiposo faz as duas coisas: serve de estoque em determinado momento, mas em outro momento metabólico vai ter que liberar esse ac graxo. Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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Então, ele desenvolve esse ciclo do TAG. E uma coisa interessante em relação a esse tecido, é que no caso do catabolismo, que é fomentado aqui no slide pelo jejum, 75% dos ac graxos liberados na lipólise são reesterificados a TAG. Então, quer dizer o que? A gente mobiliza muito mais no tecido adiposo do que a gente joga pro sangue. E olha que aquilo que a gente joga pro sangue já é suficiente pra a gente se virar. É uma situação que parece meio estranha mas ela regula mto bem a quantidade de ac graxo que esta sendo jogada no sangue pra eu não ter nem mais nem menos. Isso em metabolismo normal. Quando o glucagon ta mobilizando os TAG do tec adiposo uma grande quantidade de TAG é mobilizada, mas o que cai na corrente sanguínea mesmo em forma de ac graxo é muito melhor que a capacidade de mobilização. Eles ficam rodando dentro do próprio tec adiposo e vai soltando a medida que precisa. Você evita uma enxurrada de ac graxo no teu sangue. E além disso existe um fluxo entre o tec adiposo e o fígado Os dois tecidos conversam: Aqui temos o glicerol-3-fosfato (sendo produzido por glicerol quinase ou pela dihidroxiacetona) que vai produzir o TAG no fígado, dai ele sai na forma de lipoproteína, ai a lipase lipoproteica ta no sangue e atua sobre a lipoproteína. Ai o ac graxo libera o glicerol que pode retornar ao fígado e o ac graxo é captado. Esse ac graxo no tec adiposo pode ser usado pra produzir TAG. O que é isso? ANABOLISMO DO TAG. No outro momento que é de catabolismo, o TAG é mobilizado, libera o glicerol e o ac graxo, e o ac graxo vem pro sangue. Se ele sai na forma de ac graxo livre, vai estar ligado a albumina. Aqui não tem lipoproteína saindo do tec adiposo, e sim do fígado. O que acontece? Esse ac graxo pode ser captado pelo próprio fígado, ou pode ser usado por exemplo pelo músculo pra produzir energia. Aqui no fígado esse ac graxo que veio do tecido adiposo pode ser usado também para produzir energia para o fígado e também para produzir corpos cetonicos. Se sobrou constrói TAG de novo, volta pro sangue. Existe um ciclo de anabolismo e catabolismo, e existe uma conversa metabólica entre o fígado e o tec adiposo

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O transito tanto de TAG e ac graxo, acontece entre o fígado e o tec adiposo mas acontece tanto uma rota aqui, quanto uma aqui. Aqui tem uma questão: Se o tecido adiposo tem uma quantidade mto pequena de glicerol quinase e ele precisa formar glicerol-3-fosfato (ele ta liberando bastante glicerol aqui mas não tem glicerol quinase) então esse glicerol ai por exemplo é melhor ele jogar pro sangue e devolver pro fígado porque não tem muito o que fazer com ele, já que ele tem uma quantidade muito pequena de glicerol quinase. Vocês vao encontrar alguns livros que dizem que o tec adiposo nem tem glicerol quinase, se vocês escrevem isso um dia pra mim eu vou aceitar não tem problema, mas ele tem, só que a quantidade é mesmo desprezível. Pergunta: o glicerol-3-fosfato vem da onde? Não vem do sangue porque não tem composto fosforilado na corrente sanguínea. Esse glicerol-3-fosfato é formado por uma via especifica do tecido adiposo. Como o tecido adiposo não pode se virar com glicerol quinase (como o fígado pode fazer) ele tem uma via metabólica pra construir o glicerol-3-fosfato que ele precisa. Como então o tecido adiposo consegue o glicerol-3-fosfato? Ele tem uma via chamada GLICERONEOGENESE O que significa essa neo? Uma molécula nova. Eu não transformo uma molec na outra.. eu pego uma molécula nova e construo uma molécula a partir dela. Então que molécula são essas? Por exemplo o piruvato. Na gluconeogenese acontecia a mesma coisa, eu pego uma molécula nova que não é carboidrato, alanina, piruvato,lactato e construía a glucose. Aqui é a mesma coisa, pego uma molécula que não tem relação com o glicerol e construo glicerol-3-fosfato a partir dela. Essa via aqui é uma versão abreviada da gluconeogenese Uma coisa bem importante. O fato do tecido adiposo ter essas enzimas e produzir o glicerol -3fosfato, não quer dizer que ele produza glucose pela gluconeogenese. Quando vocês estudaram metabolismo de carboidratos com o thales ele deve ter falado isso: 90% da gluconeogenese é hepática. O tec adiposo não se envolve com gluconeogenese O que ele pode fazer com o neo? Ele pode fazer a GLICERONEOGENESE. As enzimas que ele tem pra isso lembram a gluconeogenese, mas pelo amor de deus nós não podemos dizer que o tec adiposo é gluconeogenico.

Então o que acontece? Piruvato é carboxilado a oxaloacetato, e o oxaloacetato é convertido em fosfoenolpiruvato. Isso aqui lembra Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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gluconeogenese mesmo. O que vem depois? Alguns passos enzimáticos, que transformam fosfoenolpiruvato em dihidroxiacetona-fosfato. E essa dihidroxiacetona-fosfato pode ser convertida pela glicerol -3fosfato desidrogenase em glicerol-3-fosfat. Ai eu caio naquela via comum lá que tinha no fígado também, que essa, dihidroxiacetona-fosfato para glicerol-3-fosfato, é possível. Chegou em glicerol-3-fosfato, acido fosfatidico e TAG, normal, ai não tem problema nenhum Então vejam, o tec adiposo tinha um problema que era conseguir glicerol-3-fosfato, e como ele não vai desviar da via glicolitica ele tem que se virar de alguma maneira, ele não tem glicerol quinase, então ele usa essa via que é da GLICERONEOGENESE pra compensar essas faltas que ele tem e chegar até os TAGs. Então de um jeito ou de outro ele arrumou um jeito de chegar naquilo que era necessário fazer, os TAGs. Então voltando no slide anterior: ele tem TAG ele mobiliza libera ac graxo e glicerol, o glicerol é usado pra outra coisa, o ac graxo é liberado pra ca, se ele vai reciclar ac graxo, parte do ac graxo volta pra TAG, aqui ele precisa da GLICERONEOGENESE, que no fígado não precisa (o fígado tem glicerol quinase e dihidroxi acetona fosfato desidrogenase, ele se vira e não precisa fazer gliceroneogenese)

SLIDE 18: porque esse oxaloacetato está em vermelho? Tem transportador de oxaloacetato na mitocôndria? NÃO. Usou malato pra fora -> oxaloacetato -> PEP. Não saiu aqui nem oxaloacetato nem PEP direto. Eu precisava tirar o oxaloacetato de la. Tudo bem, piruvato ser oxidado a oxaloacetato ok, porque a alanina e o lactato produzem o piruvato pra ca, piruvato passa aqui, a enzima ta aqui, só que o oxaloacetato não sai, então quem sai é o malato, que regenera o oxaloacetato e dai pode continuar. Então eu ocupo dois compartimentos celulares (mitocôndria e citosol) pra construir o glicerol3-fosfato, pra eu usar na síntese do triacilglicerol. Então as vezes tem que dar uma olhada onde estão essas moléculas pra ver se não tem que  jogar uma fora, ou se eu não uso uma lançadeira ou transportador. Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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Esses esquemas são bons por causa disso, chama a atenção que as moléculas tao mudando de compartimento celular E as enzimas estão ali em baixo: (1)piruvato carboxilase, (2)as formas mitocondrial e citosolica da NAD malato desidrogenase, (3)PEP carboxiquinase e (4)glicerol-3-fosfato desidrogenase. “Posso pedir pra explicar esse esquema então?” geral: NÃÃÃAO “Gente, isso aqui é ponto dado na prova.” “Então, vou explicar de novo porque vai cair” 

Primeira coisa: isso é tecido adiposo. Qual é a via? O que me interessa? Produzir glicerol-3-fosfato no tec adiposo: GLICERONEOGENESE. Se é gliceroneogenese eu to produzinho essa molec a partir de uma molec diferente. Quais são os meus substratos? Alanina e glutamato que são aminoácidos e lactato ( e até aspartato que pode vir la do metabolismo dos aminoácidos que a gente sabe que aspartato pode me dar oxaloacetato la) Ai o que que eu tenho? Partindo aqui de um exemplo simples. Alanina é precursor de piruvato, então alanina vai perder o grupo α-amino, vai me dar piruvato, que tem um transportador na mitocôndria e entra tranquilo, e lá vai cair na via que é uma abreviatura da gluconeogenese. Qual é a primeira enzima? Carboxilação do piruvato a oxaloacetato. Eu to jogando o piruvato pra alguma coisa que não é ciclo do acido cítrico nem piruvato desidrogenase, eu to desviando o piruvato. Eu quero o oxaloacetato fora da mitocôndria, mas não tenho transportador pra ele. Mas ele passa facilmente se for convertido a malato. Então se eu quero jogar carbono de oxaloacetato pra fora eu converto ele pra malato (que tem transportador). Ai, la fora, eu regenero o oxaloacetato que eu preciso. Dai eu continuo a via que é uma abreviatura da gluconeogenese. Conversão de Oxaloacetato a PEP Depois tem etapas enzimáticas que vai dar dihidroxiacetonafosfato que é o que eu quero. E depois dihidroxiacetona sendo reduzida a glicerol-3-fosfato. Então eu cheguei no que eu quero. A partir de um aminoácido eu cheguei num álcool fosforilado, eu fiz uma NEOGENESE. E dai vou usar o glicerol-3-fosfato pra pegar os ácidos graxos liv res, que estão sobrando no tec adiposo ou que chegaram do fígado, e vou produzir triacilglicerol. Regulação da síntese de TAGs Medicina UFPR 2011.2 | Luciana Oliveira; Pedro Costa | Bioquímica I – 3ª Prova| Aula 8/8

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O que eu tenho aqui? Duas situações: fígado de um lado e tecido adiposo do outro. Eu comentei anteriormente que os tecidos se comportam de forma diferente. E aqui a gente vai ver que na regulação que isso é possível de acontecer. Então, existem moléculas no nosso organismo que são os glucocorticoides que vão regular a síntese de uma enzima que é essa aqui: a PEP (fosfoenolpiruvato carboxiquinase)

É uma enzima da gluconeogenese. O glucocorticoide é ativador da síntese dessa enzima no fígado e inativador no tec adiposo. O tecido se comporta de forma diferente frente ao mesmo regulador. Qual a consequência disso? Se aqui no fígado eu tenho estimulo da síntese da enzima, o piruvato disponível aqui no fígado vai pra ca (virar glicerol-3-fosfato). Porque esta estimulada a síntese da enzima chave. Então nessa situação temos o consumo de piruvato, síntese de glicerol-3-fosfato, captação de ac graxo e síntese de TAGs . No tec adiposo o que acontece? Como a PEPcarboxiquinase tem a sua síntese diminuída, o envolvimento do piruvato na gliceroneogenese é menor. Então enquanto no fígado continua funcionando, no tec adiposo não. A gliceroneogenese é controlada. Porque o fígado não faz gliceroneogenese então não sofre o efeito, não esta com a gliceroneogenese nem estimulada nem diminuída. Quem está sendo controlado é o tec adiposo. O efeito então é diferente nos dois tecidos. E isso significa que quando o TAG é desmontado em glicerol e ac graxo ele vem pra cá. Ele não volta pra cá pra TAG, ou se ele voltar ele volta muito pouco. Então aqueles 75% la que ficam reciclando, nesse momento não estão em 75% , eles tao indo pro sangue. Então o organismo controla quanto vai jogar pro sangue, e quanto vai manter no tec adiposo rodando na forma de ac graxo livre e TAG. Ele controla aqui nesse momento pela gliceroneogenese. Então veja que os tecidos tem características metabólicas diferentes e por isso vao sofrer essas regulações.

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Aqui são os exemplos do que são glucocorticoides. O cortisol é natural, que a gente produz. A dexametasona é artificial, é um medicamento. E o outro do nome grandão também é derivado de corticóide, e tem um efeito na regulação do metabolismo dos lipídios Agora eu não to com o cortisol do próprio organismo, eu to com medicamento. O nosso glucocorticoide regula negativamente a PEPCK e ai a gliceroneogenese fica comprometida. Esse medicamento que é um derivado sintético faz o contrario. Ele ativa a síntese da PEPCK, então ele favorece a gliceroneogenese. Se ele favorece a gliceroneogenese ele favorece esse ciclo do TAG no tec adiposo. Dai ele diminui a quantidade de ac graxo que ta vindo pra cá e diminui a conversa entre o tec adiposo e o fígado. Isso deve ser associado a outras coisas, como dieta e outros medicamentos. Dai você mantem o tecido adiposo segurando o material pra diminuir a conc de gordura no sangue. Detalhe: a concentração dos glucocorticoides e dos medicamentos não é constante. Ela vai variando durante o dia, por isso você toma medicamento todo dia. Você toma um medicamento pra ter um pico plasmático e depois cair. Claro se a gente pensar que eu tenho um pico plasmático constante, isso esta constantemente ativado. Mas não é o caso, o medicamente flutua. O uso de glucocorticoides e derivados, tipo betametazona essas coisas, o efeito não é somente aqui. O fato das pessoas que tomam esses medicamentos engordarem é por causa de outros efeitos, como a retenção de liquido.

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