Colesterol E Dislipidemia

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CENTRO UNIVERSITÁRIO CELSO LISBOA DISCIPLINA: BIOQUÍMICA METABÓLICA PROFESSORA: MARCELA GUARIENTO Colesterol O colesterol faz parte do grupo dos esteróides, onde estão os hormônios sexuais masculinos e femininos, e é um dos esteróides mais conhecidos pelo fato de causarem muitas doenças do sistema cardiovascular. Apesar da má fama, o colesterol é um composto essencial para a vida, estando presente nos tecidos de todos os animais. Além de fazer parte da estrutura das membranas celulares, é também um reagente de partida para a biossíntese de vários hormônios (cortisol, aldosterona, testosterona, progesterona, estradiol), dos sais biliares e da vitamina D. É obtido por meio de síntese celular (colesterol endógeno -70%) e da dieta (colesterol exógeno- 30%). Exceto em pessoas com alterações genéticas do metabolismo do colesterol, o excesso dele no sangue resulta dos péssimos hábitos alimentares que possuímos (que são adquiridos desde a infância) e que nos levam a grande ingestão de colesterol e gorduras saturadas (geralmente de origem animal). Cerca de 20 a 25% do colesterol endógeno é sintetizado pelo fígado, em um processo regulado por um sistema compensatório: quanto maior for a ingestão de colesterol vindo dos alimentos, menor é a quantidade sintetizada pelo fígado. Outros órgãos como os intestinos, glândulas adrenais e órgãos reprodutivos também sintetizam o colesterol. Quando uma pessoa possui problemas no fígado esse metabolismo fica prejudicado, e associado ou não à alta ingestão de gorduras, a pessoa acaba tendo uma taxa de colesterol muito elevada. Como é insolúvel em água e, conseqüentemente, no sangue, para ser transportado na corrente sanguínea liga-se a algumas proteínas e outros lipídeos através de ligações nãocovalentes em um complexo chamado lipoproteína. As lipoproteínas são classificadas de acordo com a natureza e quantidade de lipídeos e proteínas que as constituem. Dentre as classes de lipoproteínas destacam-se:  Quilomicrons: grandes partículas que transportam as gorduras alimentares e o colesterol para os músculos e outros tecidos.  Very-Low Density Lipoproteins (VLDL): transportam triglicerídeos (TAG) e colesterol endógenos do fígado para os tecidos. A medida em que perdem triglicerídeos, podem coletar mais colesterol e tornarem-se LDL.  Low-Density Lipoproteins (LDL): transportam do fígado para os tecidos, cerca de 70% de todo o colesterol que circula no sangue. São pequenas e densas o suficiente para se ligarem às membranas do endotélio (revestimento interno dos vasos sangüíneos. Por esta razão, as LDL são as lipoproteínas responsáveis pela aterosclerose – deposição de placas lipídicas (ateromas) nas paredes das artérias. Conseqüentemente, níveis elevados de LDL estão associados com os altos índices de doenças cardiovasculares.  High-Density Lipoproteins (HDL): é responsável pelo transporte reverso do colesterol ou seja, transporta o colesterol endógeno de volta para o fígado. O nível elevado de HDL está associado com baixos índices de doenças cardiovasculares. Quando está presente em excesso no sangue, o colesterol pode se depositar na parede de artérias e prejudicar a passagem de sangue até o coração. Como o sangue transporta gás oxigênio, a falta desse gás nas células musculares do coração pode causar morte do tecido e consequentemente pode levar a pessoa à morte. Essa dificuldade na passagem do sangue pela é chamada de aterosclerose. Dislipidemias Dislipidemias são as alterações metabólicas lipídicas decorrentes de distúrbios em qualquer fase do metabolismo lipídico, que ocasionem repercussão nos níveis séricos das lipoproteínas, ou seja, aumento da concentração de lipídeos no sangue. O excesso de lipídeos no sangue está relacionado à aterosclerose. Aterosclerose é uma doença crônica-degenerativa que leva à obstrução das artérias (vasos que levam o sangue para os tecidos) pelo acúmulo de lípides (principalmente colesterol) em suas paredes. As artérias afetadas pela aterosclerose perdem elasticidade e, à medida que essas placas de gordura crescem, as artérias estreitam-se. Eventualmente essas placas podem se romper, havendo o contato das substâncias do interior da placa com o sangue, o que produz a imediata coagulação do sangue e, como conseqüência, a obstrução total e súbita do vaso, o que leva ao infarto do miocárdio. Usualmente, a aterosclerose não produz qualquer tipo de sintoma até que um estreitamento acentuado ou obstrução de uma ou mais artérias ocorra. À medida que a aterosclerose estreita a artéria, o órgão afetado pode deixar de receber sangue suficiente para oxigenar os seus tecidos. O sintoma depende do órgão afetado pela obstrução da artéria. Assim, se as artérias acometidas são as que levam sangue para o cérebro, a pessoa poderá sofrer um acidente vascular cerebral (derrame); ou se são aquelas que levam sangue para as pernas, ela sentirá dor ao caminhar (claudicação intermitente), podendo chegar até à gangrena; no caso de obstrução nas artérias coronárias (vasos que levam sangue ao coração), o sintoma será dor no peito, o que caracteriza a "angina" ou o "infarto" do coração. Esses sintomas desenvolvem-se gradualmente, à medida que a artéria é obstruída. Bioquímica dos Aminoácidos Os aminoácidos são moléculas orgânicas que contêm um grupo carboxílico (COOH ), um grupo amina (NH2) e uma molécula de hidrogênio (H), ligados a um átomo de carbono, chamado de carbono alfa. A esse mesmo carbono também é ligado um radical, genericamente chamado de R. esse radical varia de acordo com o aminoácido, ou seja, cada um dos 20 aminoácidos existentes contém seu próprio radical, que pode variar de um simples átomo de hidrogênio (H), como é o caso da glicina, para grupos bem mais complexos. Os aminoácidos se unem através de ligações peptídicas, formando as proteínas. Para que as células possam produzir sua proteínas, elas precisam de aminoácidos, que podem ser obtidos a partir da alimentação ou serem fabricados pelo próprio organismo. Aminoácidos naturais Também chamados de aminoácidos não essenciais, são produzidos pelo próprio organismo. O organismo animal é capaz de produzir apenas 12 dos 20 aminoácidos existentes na natureza, devendo os demais serem retirados da alimentação. Já os vegetais são capazes de produzir os 20 aminoácidos. Aminoácidos essenciais São os aminoácidos que os animais não conseguem produzir, mas são obrigatórios na fabricação das proteínas, portanto devem ser retirados dos alimentos Nem todos os alimentos contêm todos os aminoácidos, por isso a alimentação deve ser bastante diversificada. Os alimentos mais ricos em aminoácidos essenciais são de origem animal: carne, ovos, leite, queijos, etc. Os vegetais não possuem todos os aminoácidos essenciais, logo uma dieta vegetariana precisa ser bem diversificada. Naturais Essenciais Glicina Histidina Fenilalanina Alanina Asparagina Valina Serina Glutamina Triptofano Cisteína Prolina Treonina Tirosina Lisina Ácido Aspártico Leucina Ácido Glutâmico Isoleucina Arginina Metionina Carga Elétrica Dependendo do pH do meio, um aminoácido pode ter carga positiva, negativa ou zero. Os aminoácidos possuem pelo menos dois grupos ácidos fracos ionizáveis, a carboxila e a amina protonada, que existem sob equilíbrio protônico em solução, com pK's de 2 e 10, respectivamente. Partindo-se de uma solução fortemente ácida, se o pH for gradualmente aumentado, o próton do ácido carboxílico será ionizado primeiro, e o aminoácido terá a sua carga efetiva variando de +1 a 0. Posteriormente o próton do grupo -NH3+ também será ionizado, e a carga efetiva do aminoácido passará a -1 Ligações Peptídicas Proteínas As proteínas são componentes essenciais à matéria viva. Atuam como catalisadores, transportadores, armazenadores, reguladores, manutenção da distribuição de água no líquido interstisial, homeostase e coagulação sanguínea. Baseado na sua composição podem ser simples, que consiste somente de cadeias de peptídeos e conjugadas que, além de cadeias polipeptídicas também possuem componentes orgânicos denominados grupo prostético. As propriedades fundamentais das proteínas permitem que elas participem de ampla variedade de funções: Estrutura das proteínas Estrutura das proteínas e extraordinariamente complexa. A distinção dos níveis de organização e realizada em termos de natureza das interações necessária para a sua manutenção. As quatro estruturas são: 1. Primária: número espécie a seqüência dos aminoácidos unidos por ligações peptídicas e pontes dissulfeto. É especificado por informação genética. 2. Secundária: arranjos regulares e recorrentes de cadeias polipeptídicas. 3. Terciária: pregueamento não periódico das cadeias polipeptídica. 4. Quaternária: arranjo espacial de duas ou mais cadeias polipeptídicas com a formação de complexos tridimensionais. ´ Os aminoácidos podem ser utilizados para síntese de proteínas •Caso não sejam utilizados para essa finalidade, devem ser degradados. •Em animais, proteínas e aminoácidos não são armazenados como fonte de energias e semelhante ao que ocorre com carboidratos e lipídeos. •Uma parte importante da degradação de aminoácidos ocorre no fígado. Catabolismo de aminoácidos: A degradação dos aminoácidos pode ser definida como a remoção do grupo amino e a oxidação da cadeia carbônica remanescente. Esse grupo amino vai ser convertido a uréia e as 20 cadeias carbônicas restantes são convertidas a piruvato, acetil-coa e intermediários do ciclo de Krebs. •Desaminação: aminoácido perde seu grupo amino e os α-cetoácidos formados podem sofrer oxidação até CO2 e H2O •Metabolismo do esqueleto de Carbono normalmente fornecem unidades de três a quatro átomos de carbonos que são convertidas a glicose Grupos aminos o esqueleto carbônico entram em vias separadas Aminoácidos Glicogênicos e Cetogênicos Aminoácidos Glicogênios: Os aminoácidos cujo catabolismo produz piruvato ou dos intermediários do ciclo de Krebs são denominados glicogênicos. Esses intermediários são substratos para a gliconeogênese e podem, portanto, originar a formação liquida de glicose ou de glicogênio no fígado e de glicogênio no músculo. Aminoácidos Cetogênicos: Os aminoácidos cujo catabolismo produz acetoacetato ou um de seus precursores (acetil-CoA ou acetoacetil-CoA) sao denominados cetogênicos. Leucina e lisina são os únicos aminoácidos exclusivamente cetogênicos. Seus esqueletos carbonados nao sao substratos para a gliconeogenese e para o glicogênio. OBS.: Os corpos cetônicos são acetoacetato, 3-hidroxibutirato e acetona Glicogênicos Glicogênicos e Cetogênicos Cetogênicos Alanina, Arginina, Asparagina Aspartato, Cisteina, Glutamato, Glicina ,Histidina Prolina, Serina, Metionina Treolina, Valina Tirosina Isoleucina Fenilalanina Triptofano Leucina Lisina Asparagina -------- oxalacetato Glutamato, prolina, arginina, histidina ------- α-cetoglutarato Alanina, serina, glicina, cistina, treonina ------- piruvato Fenilalanina, tirosina ------- fumarato Metionina, valina, isoleucina, treonina -------- succinil-CoA Leucina, isoleucina, lisina, triptofano, fenilalanina, tirosina ----- acetil-CoA ou acetoacetil-CoA Amônia A amônia(NH4+) é tóxica. Seu mecanismo de toxicidade não é conhecido. Não deve ser acumulada na célula. Em humanos o nível elevado de amônia está associado com letargia e retardação mental. A amônia antes de ser transportada para o fígado ou para os rins através do sangue é transformada em um composto não tóxico a L-glutamina. No fígado a glutaminase libera amônia e glutamato. O glutamato no fígado pode suprir mais amônia através da glutamato desidrogenase TRASAMINAÇÃO: Remoção de nitrogênio •Estágio1: transaminação com α-cetogluturato para formar glutamato e um novo α-cetoácido. •Estágio2: glutamato é desaminado através de processo oxidativo envolvendo NAD+ •Estágio3: formação de uréia através ciclo da uréia. Transaminações catalisadas por enzimas Reação catalisada pela glutamato desidrogenase - Fígado Excreção da amônia Peixe excreta amônia para o ambiente aquoso através das guelras. Pássaros e répteis convertem amônia para ácido úrico e excretam o mesmo. Mamíferos convertem amônia para uréia no fígado e excretam na urina. A uréia é solúvel e não possui carga, sendo de fácil excreção A uréia é sintetizada no fígado, que depois a secreta para a corrente sanguínea, de onde será excretada pelo rim. A reação global do ciclo da uréia é: O primeiro passo é a formação de carbamoil-fosfato, uma forma ativada de nitrogênio: O grupo carbamoil é então transferido para a ornitina para produzir citrulina. Esta duas moléculas são aminoácidos "especiais", i.e., não fazem parte da estrutura de proteínas. O segundo átomo de azoto presente na ureia é proveniente do aspartato O argininosuccinato é depois clivado em arginina e fumarato: O fumarato pode entrar no ciclo de Krebs para produzir NADH e oxaloacetato, que por sua vez pode ser reconvertido em aspartato por transaminação. A hidrólise da arginina produz ureia e ornitina, que depois de reentrar na mitocôndria pode recomeçar o ciclo. Defeitos genéticos no ciclo da uréia podem ameaçar a vida de seus portadores. Pessoas com deficiência genética em alguma das enzimas envolvidas na formação da uréia podem ser intolerantes a dietas ricas em proteínas. Os aminoácidos ingeridos em excesso , diante do mínimo necessário para biossíntese de proteínas, são desaminados no fígado e a amônia livre resultante não poderá ser convertido em uréia e transferida para o sangue. Isso resulta em um acúmulo de amônia que é altamente tóxica.