Lipogênese: características, funções e reações - Ciência - 2023

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o lipogênese é a principal via metabólica pela qual os ácidos graxos de cadeia longa são sintetizados a partir dos carboidratos consumidos em excesso na dieta. Esses ácidos graxos podem ser incorporados aos triglicerídeos por meio de sua esterificação em moléculas de glicerol.

Em condições normais, a lipogênese ocorre no fígado e no tecido adiposo e é considerada um dos principais contribuintes para a manutenção da homeostase dos triglicerídeos no soro sanguíneo.

Os triglicerídeos são o principal reservatório de energia do corpo e a energia neles contida é extraída graças a um processo conhecido como lipólise que, ao contrário da lipogênese, consiste na separação e liberação de glicerol e moléculas de ácidos graxos na corrente sanguínea.

O glicerol liberado serve como substrato para a via gliconeogênica e os ácidos graxos podem ser transportados para outros compartimentos complexados com a albumina sérica.

Esses ácidos graxos são absorvidos por quase todos os tecidos, exceto o cérebro e os eritrócitos, depois são esterificados em triacilgliceróis para serem oxidados como combustíveis ou armazenados como uma reserva de energia.

As dietas ricas em gordura são as principais causas da obesidade, uma vez que o excesso de calorias deve ser armazenado e o tecido adiposo deve se expandir para acomodar o excesso de lipídios ingeridos e aqueles que são sintetizados endogenamente.

Recursos e funções

No corpo humano, por exemplo, os ácidos graxos surgem de processos biossintéticos de acetil-CoA ou como um produto do processamento hidrolítico de gorduras e fosfolipídios de membrana.

Muitos mamíferos são incapazes de sintetizar alguns ácidos graxos, o que torna esses componentes essenciais de sua dieta.

A principal função da lipogênese tem a ver com o armazenamento de energia na forma de gorduras (lipídios) que ocorre ao se consumir uma quantidade maior de carboidratos do que o corpo necessita, mesmo excedendo as capacidades hepáticas de armazenamento de glicogênio.

Os lipídios sintetizados por essa via são armazenados no tecido adiposo branco, o principal local de armazenamento de lipídios no corpo.

A lipogênese ocorre em todas as células do corpo, porém os tecidos adiposos e o fígado são os principais locais de síntese. Essa via ocorre no citoplasma da célula, enquanto a oxidação dos ácidos graxos ocorre nos compartimentos mitocondriais.

A lipogênese e a síntese subsequente de triglicerídeos são seguidas pela síntese e secreção de partículas de lipoproteína de densidade muito baixa conhecidas como partículas VLDL. Lipoproteína de densidade muito baixa), que são capazes de entrar na corrente sanguínea.

Tanto as partículas de VLDL quanto os triglicerídeos podem ser hidrolisados nos capilares dos tecidos extra-hepáticos, principalmente nos tecidos muscular e adiposo, para liberação ou armazenamento de energia.

Reações

O fluxo de átomos de carbono da glicose presente nos carboidratos aos ácidos graxos é modulado pela lipogênese e inclui uma série de reações enzimáticas perfeitamente coordenadas.

1-A via glicolítica no citosol das células é responsável pelo processamento da glicose que entra na corrente sanguínea para a produção do piruvato, que é convertido em acetil-CoA, capaz de entrar no ciclo de Krebs na mitocôndria, onde é produzido o citrato .

2-A primeira etapa da via lipogênica consiste na conversão do citrato que sai da mitocôndria em acetil-CoA pela ação de uma enzima conhecida como ATP-citrato liase (ACLY).

3-O acetil-CoA resultante é carboxilado para formar malonil-CoA, uma reação catalisada por uma acetil-CoA carboxilase (ACACA).

4-A terceira reação é a reação que impõe a etapa limitante de toda a rota, ou seja, a reação mais lenta, e consiste na conversão de malonil-CoA em palmitato por uma enzima sintase de ácidos graxos (FAS).

5-Outras reações a jusante ajudam a converter o palmitato em outros ácidos graxos mais complexos, no entanto, o palmitato é o principal produto da lipogênese de novo.

Síntese de ácidos graxos

A síntese de ácidos graxos em mamíferos começa com o complexo de ácido graxo sintase (FAS), um complexo multifuncional e multimérico no citosol que sintetiza palmitato (um ácido graxo saturado de 16 carbonos). Para essa reação, utiliza, como já mencionado, malonil-CoA como doador de carbono e o NADPH como cofator.

As subunidades de homodímero FAS catalisam a síntese e o alongamento de ácidos graxos com dois átomos de carbono por vez. Essas subunidades têm seis atividades enzimáticas diferentes: acetil transferase, B-cetoacil sintase, malonil transferase, B-cetoacil redutase, B-hidroxiacil desidratase e enoil redutase.

Diferentes membros de uma família de proteínas de alongamento de ácidos graxos de cadeia muito longa (Elovl) são responsáveis pelo alongamento dos ácidos graxos produzidos pela FAS. A jusante estão outras enzimas responsáveis pela introdução de ligações duplas (dessaturação) nas cadeias de ácidos graxos.

Regulamento

Numerosas condições fisiopatológicas estão relacionadas com a regulação deficiente da via lipogênica, uma vez que irregularidades nela interrompem a homeostase dos lipídeos corporais.

Uma dieta rica em carboidratos ativa a lipogênese hepática, mas foi demonstrado que não é apenas a quantidade de carboidratos ingerida, mas também o tipo de carboidrato.

Dados experimentais mostram, por exemplo, que açúcares simples como a frutose têm efeitos muito mais poderosos sobre a ativação da lipogênese hepática do que outros carboidratos mais complexos.

O metabolismo glucolítico da glicose representa uma grande fonte de carbono para a síntese de ácidos graxos.

A glicose também induz a expressão de enzimas envolvidas na via lipogênica por meio de proteínas que se ligam a elementos de resposta a carboidratos.

Os níveis de glicose no sangue também estimulam a expressão dessas enzimas, estimulando a liberação de insulina e inibindo a liberação de glucagon no pâncreas. Este efeito é controlado através da proteína 1 de ligação ao elemento regulador de esterol (SREBP-1) nas células hepáticas e nos adipócitos.

Outras vias regulatórias têm muito a ver com o sistema endócrino e diferentes hormônios indiretamente relacionados à expressão de muitas das enzimas lipogênicas.

Referências

Ameer, F., Scandiuzzi, L., Hasnain, S., Kalbacher, H., & Zaidi, N. (2014). Lipogênese de novo na saúde e na doença. Metabolismo, 0–7.
Lodhi, I. J., Wei, X., & Semenkovich, C. F. (2011). Lipoexpediência: lipogênese de novo como transmissor de sinais metabólicos. Tendências em Endocrinologia e Metabolismo, 22(1), 1–8.
Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Bioquímica (3ª ed.). São Francisco, Califórnia: Pearson.
Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Princípios de Bioquímica de Lehninger. Edições Omega (5ª ed.).
Samuel, V. T. (2011). Lipogênese induzida por frutose: do açúcar à gordura à resistência à insulina. Tendências em Endocrinologia e Metabolismo, 22(2), 60–65.
Scherer, T., Hare, J. O., Diggs-andrews, K., Schweiger, M., Cheng, B., Lindtner, C.,… Buettner, C. (2011). A insulina cerebral controla a lipólise e a lipogênese do tecido adiposo. Metabolismo Celular, 13(2), 183–194.
Schutz, Y. (2004). Gordura alimentar, lipogênese e balanço energético. Fisiologia e Comportamento, 83, 557–564.
Strable, M. S., & Ntambi, J. M. (2010). Controle genético da lipogênese de novo: papel na obesidade induzida por dieta. Avaliações críticas em bioquímica e biologia molecular, 45(3), 199–214.
Zaidi, N., Lupien, L., Kuemmerle, N. B., Kinlaw, W. B., Swinnen, J. V, & Smans, K. (2013). Lipogênese e lipólise: As vias exploradas pelas células cancerosas para adquirir ácidos graxos ácidos graxos. Progresso na pesquisa de lipídios, 52(4), 585–589.