Quebra de ácido graxo

Do Quebra de ácido graxo serve para gerar energia nas células e ocorre por meio do que é conhecido como oxidação beta. No decorrer da oxidação beta, a acetil-coenzima A é formada, que é posteriormente quebrada em dióxido de carbono e água ou realimentada no ciclo do ácido cítrico. Os distúrbios na degradação dos ácidos graxos podem levar a doenças graves.

O que é a decomposição de ácidos graxos?

Além da quebra da glicose no organismo, a quebra dos ácidos graxos é um processo metabólico importante para a geração de energia na célula.

Os ácidos graxos são decompostos na mitocôndria. A degradação ocorre por meio da chamada oxidação beta. O termo "beta" originou-se do fato de a oxidação ocorrer no terceiro átomo de carbono (átomo de carbono beta) da molécula de ácido graxo.

No final de um ciclo de oxidação, dois átomos de carbono são separados na forma de ácido acético ativado (acetil-coenzima A). Uma vez que a quebra de um ácido graxo requer vários ciclos de oxidação, o processo também era conhecido como espiral do ácido graxo.

A acetil coenzima é decomposta posteriormente na mitocôndria em corpos cetônicos ou dióxido de carbono e água. Quando volta para o citoplasma vindo da mitocôndria, é realimentado no ciclo do ácido cítrico.

Mais energia é produzida na quebra dos ácidos graxos do que na queima da glicose.

Função e tarefa

A quebra dos ácidos graxos ocorre em várias etapas de reação e ocorre dentro da mitocôndria. Em primeiro lugar, as moléculas de ácidos graxos estão localizadas no citosol da célula.

Elas são moléculas inertes que primeiro precisam ser ativadas para degradação e transportadas para a mitocôndria. Para ativar o ácido graxo, a coenzima A é transferida com a formação de acil-CoA. Primeiro, o ATP é dividido em pirofosfato e AMP. O AMP é então usado para formar o acil AMP (adenilato de acila).

Depois que o AMP foi separado, o ácido graxo pode ser esterificado com a coenzima A para formar acil-CoA. Em seguida, com a ajuda da enzima carnitina aciltransferase I, a carnitina é transferida para o ácido graxo ativado.

Este complexo é transportado para uma mitocôndria (matriz mitocondrial) pelo transportador carnitina-acilcarnitina (CACT). Nesse local, a carnitina é novamente separada e a coenzima A. A carnitina é canalizada para fora da matriz e o acil-CoA está disponível na mitocôndria para a oxidação beta real.

A oxidação beta real ocorre em quatro etapas de reação. As etapas clássicas de oxidação ocorrem com ácidos graxos saturados de números pares. Se os ácidos graxos ímpares ou insaturados forem quebrados, a molécula inicial deve primeiro ser preparada para a oxidação beta por meio de outras reações.

O acil-CoA de ácidos graxos saturados de número par é oxidado em uma primeira etapa de reação com o auxílio da enzima acil-CoA desidrogenase. Isso cria uma ligação dupla entre o segundo e o terceiro átomo de carbono na posição trans. Além disso, o FAD é convertido em FADH2.

Normalmente, as ligações duplas dos ácidos graxos insaturados estão na posição cis, mas a próxima etapa na reação de degradação do ácido graxo só pode ocorrer com uma ligação dupla na posição trans.

Em uma segunda etapa da reação, a enzima enoil-CoA hidratase adiciona uma molécula de água ao átomo de carbono beta para formar um grupo hidroxila. A chamada L-3-hidroxiacil-CoA desidrogenase, então, oxida o átomo de carbono beta em um grupo ceto. 3-Cetoacil-CoA é formado.

Na última etapa da reação, a coenzima A adicional se liga ao átomo de carbono beta. O acetil-CoA (ácido acético ativado) é separado e um acil-CoA com dois átomos de carbono mais curto permanece. Esta molécula residual mais curta passa pelo próximo ciclo de reação até uma clivagem adicional de acetil-CoA.

O processo continua até que a molécula inteira seja quebrada em ácido acético ativado. O processo reverso da oxidação beta também seria teoricamente possível, mas não ocorre na natureza.

Existe um mecanismo de reação diferente para a síntese de ácidos graxos. Na mitocôndria, a acetil-CoA é decomposta em dióxido de carbono e água ou em corpos cetônicos com a liberação de energia. No caso de ácidos graxos ímpares, o propionil-CoA com três átomos de carbono permanece no final. Essa molécula é decomposta de uma maneira diferente.

Quando os ácidos graxos insaturados são quebrados, as ligações duplas são convertidas das configurações cis para trans por isomerases específicas.

Doenças e enfermidades

Os distúrbios da degradação de ácidos graxos são raros, mas podem causar sérios problemas de saúde. Quase sempre, essas são doenças genéticas.

Há uma mutação genética correspondente para quase todas as enzimas relevantes envolvidas na degradação dos ácidos graxos. Por exemplo, uma deficiência na enzima MCAD surge de uma mutação genética que é herdada de forma autossômica recessiva. MCAD é responsável por quebrar os ácidos graxos de cadeia média. Os sintomas incluem hipoglicemia (baixo nível de açúcar no sangue), convulsões e condições comatosas frequentes. Como os ácidos graxos não podem ser usados ​​para gerar energia aqui, níveis elevados de glicose são queimados. Isso leva à hipoglicemia e ao risco de coma.

Uma vez que o corpo deve sempre receber glicose para a produção de energia, não deve haver abstinência alimentar de longo prazo. Se necessário, uma infusão de alta dose de glicose deve ser administrada em uma crise aguda.

Além disso, todas as miopatias são características de distúrbios de degradação de ácidos graxos mitocondriais. Isso leva à fraqueza muscular, distúrbios do metabolismo do fígado e condições hipoglicêmicas. Até 70 por cento das pessoas afetadas ficam cegas no decorrer de suas vidas.

Doenças graves também ocorrem quando a degradação de ácidos graxos excessivamente longos é perturbada. Esses ácidos graxos de cadeia muito longa não são decompostos nas mitocôndrias, mas nos peroxissomos. Aqui, a enzima ALDP é responsável pela introdução nos peroxissomos. No entanto, quando o ALDP é defeituoso, as longas moléculas de ácido graxo se acumulam no citoplasma e, portanto, levam a graves distúrbios metabólicos. As células nervosas e a substância branca do cérebro também são atacadas. Este tipo de distúrbio de degradação de ácidos graxos leva a sintomas neurológicos, como distúrbios de equilíbrio, dormência, cãibras e glândulas adrenais hipoativas.