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Os lipídeos são moléculas de gordura altamente calóricas. Eles possuem duas regiões: uma hidrofílica (polar) e outra hidrofóbica (apolar). Por isso são consideradas moléculas anfipáticas. São os principais constituintes da membrana plasmática. Os lipídios são fisicamente caracterizados por serem insolúveis em água. Porém, eles são solúveis em outros solventes orgânicos como o álcool, querosene, éter e benzina. Os lipídeos constituem a segunda opção energética da célula. A primeira fonte são os carboidratos. Porém, gorduras geram o dobro de energia. FUNÇÕES OS LIPÍDEOS TÊM PRINCIPALMENTE FUNÇÃO ENERGÉTICA E ESTRUTURAL Reserva de energia Isolante térmico: em geral, as células que armazenam gordura se situam logo abaixo da pele, na hipoderme. Assim, alguns seres vivos, utilizam essa camada de gordura para resistirem a períodos de frio, uma vez que a gordura funciona como um isolante térmico diminuindo a perda de calor do organismo para o ambiente; Absorção de vitaminas: auxiliam a absorção das vitaminas A, D, E e K que são lipossolúveis e se dissolvem nos óleos. Como essas moléculas não são produzidas no corpo humano é importante o consumo desses óleos na alimentação. TIPOS DE LIPÍDEOS ÁCIDOS GRAXOS (FATTY ACIDS) – OS MAIS SIMPLES Ácidos graxos são componentes estruturais dos fosfolipídios das membranas celulares. Quando os átomos de carbono apresentam ligações simples entre si, o ácido graxo é saturado. Se houver ligações duplas entre um ou mais pares de carbonos, a molécula é chamada de insaturada. Os ácidos graxos comumente possuem cadeia longa. Lipídios estruturais e triglicerídios contém AG de cadeia longa, com pelo menos 16 carbonos, como é o caso do ácido araquidônico, um AG essenciais do tipo omega- 6 com 20 carbonos e 4 ligações duplas. Os ácidos graxos (AG) são compostos por cadeias de carbono com uma carboxila na extremidade. É uma molécula de natureza anfipática, ou seja, contém uma cadeia hidrocarbonada hidrofóbica, enquanto o grupo carboxila terminal é hidrofílico. Os AG de cadeia longa são predominantemente hidrofóbicos, sendo altamente insolúveis em água. Alguns lipídeos, como a gordura animal, são sólidos à temperatura ambiente, enquanto outros, como os óleos, são líquidos. Esta característica tem relação direta com o ponto de fusão da substância. No caso dos ácidos graxos, o ponto de fusão está diretamente relacionado a dois fatores: o grau de insaturação e o comprimento da cadeia. Ácidos graxos insaturados têm um ponto de fusão mais baixo do que os ácidos graxos saturados. Ou seja, quanto maior o número de insaturações, menor o ponto de fusão. No entanto, o número de insaturações não é o único aspecto que influencia o ponto de fusão de um ácido graxo. Além do grau de saturação, o comprimento da cadeia também afeta o ponto de fusão. Quanto maior a cadeia do ácido graxo, maior é o seu ponto de fusão. Cadeias saturadas empacotam mais firmemente e formam agregados mais rígidos e organizados. Cadeias insaturadas curvam e empacotam de uma forma menos ordenada, com grande potencial de movimentação. Nós não produzimos todos os ácidos graxos de que precisamos. Como no caso dos aminoácidos, existem também ácidos graxos considerados essenciais à dieta porque não podem ser sintetizados pelo organismo humano. Principalmente o ácido linoléico (ômega-6) e o ácido a-linolênico (ômega-3), são ácidos graxos que previnem deficiências e, por não poderem ser sintetizados pelo organismo humano, são considerados essenciais na dieta. BIOSSÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS Produção de acetilCoA (que vem da glicose); Produção do melanilCoA, molécula iniciadora de ácido graxo Elongamento da cadeia, adição de acetil(2c) CoA Formação completa do ácido graxo TRIGLICERÍDEOS (TRIAGLICERÓIS) – AS GORDURAS Os triacilgliceróis ou triglicerídeos tem como principal função a reserva energética. Os triacilgliceróis, por definição, são moléculas compostas por três ácidos graxos, unidos por ligação éster (é aquela que liga o oxigênio de um ácido carboxílico a um outro radical R) a uma molécula de glicerol. A função dos TAGs no nosso organismo tem relação direta com duas características químicas que essas moléculas apresentam: Ligações químicas que podem ser convertidas em energia (a partir de uma série de reações). Hidrofobicidade dos ácidos graxos que, em ambientes aquosos como o citoplasma de uma célula, tendem a se compactar. Por causa destas duas características, os TAGs são uma boa reserva energética. Ao estocá-los, temos uma reserva maior de energia ocupando um espaço menor dentro das células. Essa é a função dos triacilgliceróis: serem nossa reserva energética, que pode ser mobilizada, quebrada e sua energia utilizada para diversas funções do organismo quando, por qualquer motivo, não nos alimentarmos. As TAGs auxiliam no transporte e absorção das vitaminas lipossolúveis, como as vitaminas A, D, E e K. Elas também adicionam sabor à dieta e produzem uma sensação de saciedade após a refeição. Isso acontece porque as gorduras diminuem a produção de secreções gástricas e tornam mais lento o esvaziamento do estômago. Todo o excesso de energia deve, necessariamente, ser modificado e transformado em energia química potencial, para sua armazenagem. Como a principal forma de estoque de energia no nosso corpo é a gordura (na forma de TAG), o excesso de energia disponível causa um aumento do tecido adiposo e, consequentemente, um aumento da massa corporal. O excedente de peso que caracteriza a obesidade é resultante do aumento do tamanho e do número das células que estocam lipídeos no corpo, os adipócitos. Normalmente uma pessoa tem entre 30 a 35 bilhões dessas células. Quando ganha peso, os adipócitos de uma pessoa aumentam primeiro em tamanho e depois em número; já quando uma pessoa perde peso, essas células diminuem de tamanho, mas o número geralmente permanece o mesmo. Isso explica porque é tão difícil reverter um quadro de obesidade. Somente quando se passa um tempo sem utilizar este excesso de adipócitos é que essas células morrem; no entanto, este processo ocorre lentamente. BIOSSÍNTESE DO TRIACIGLICERÓIS Glicerol é fosforilado (adição de fosfato para preparar para receber o ácido graxo) para ser ativado para a próxima etapa da reação O glicerol recebe o ácido graxo recém- sintetizado e produz um monoacilglicerol, depois + acil = diaglicerol e por mim + acil = triacilglicerol Ácido fosfatidico é o intermediário da síntese dos triacilgliceróis e fosfolipídeos de membrana FOSFOLIPÍDIOS – LIPÍDEO DE MEMBRANA Os fosfolipídios são formados por dois ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol ou esfingosina, além de fosfato e álcool. São os principais componentes das membranas celulares. As caudas da maior parte dos fosfolipídeos são ácidos graxos ligados a uma molécula de glicerol. Os triacilgliceróis apresentam três caudas hidrofóbicas, enquanto os fosfolipídeos apresentam somente duas. Outra diferença é a presença de um fosfato. Nos glicerofosfolipídeos, os dois ácidos graxos são ligados ao primeiro e segundo carbonos do glicerol através de uma ligação éster. O terceiro carbono do glicerol recebe um grupo polar. Esse grupo polar carregado substitui a terceira cauda de ácido graxo e é sempre composto por um fosfato ligado a um radical R, o qual pode variar. A ligação entre esse grupo polar e o terceiro carbono do glicerol é uma ligação chamada fosfodiéster. BIOSSÍNTESE DOS FOSFOLIPÍDEOS Glicerol é fosforilado (adição de fosfato para preparar para receber o ácido graxo) para ser ativado para a próxima etapa da reação O glicerol recebe o ácido graxo recém- sintetizado e produz um monoacilglicerol, depois + acil = diaglicerole por fim + fosfolipideo = fosfolipideo DEGRADAÇÃO DOS FOSFOLIPIDEOS Feito por enzimas específicas parcial dessas moléculas, fosfolipases 1,2 (removem ácidos graxos do tipo éster, mas não éter). Os fosfolipídeos de membrana precisam ser degradados e reconstruídos constantemente. Quando a degradação falha, há o acúmulo de tecidos dos produtos de degradação dos fosfolipideos de membrana, cujo resultado é o retardo no crescimento, paralisias etc. ESFINGOLIPÍDEOS – LIPÍDEO DE MEMBRANA Os esfingolipídios são derivados de ceramidas. Estão presentes em todas as membranas do corpo; compõem a camada externa da membrana plasmática, participam da regulação de interações, são fontes de antígenos dos grupos sanguíneos, atuam como receptores de certas toxinas e fazem parte da composição da bainha de mielina. Os esfingolipídeos são compostos de um aminoálcool de cadeia longa (18 carbonos), chamado esfingosina ESTERÓIDES – HORMÔNIOS, SAIS BILIARES Os esteroides compõem uma classe de lipídeos importantes, eles conferem maior rigidez à membrana plasmática e funcionam como precursores de hormônios esteroides, sais biliares e vitamina D. Um exemplo de esteroide é o colesterol, cuja molécula apresenta a função álcool que é a porção polar. São compostos por 4 anéis de carbonos interligados, unidos a hidroxilas, oxigênio e cadeias carbônicas. Esteróides são lipídeos estruturais presentes nas membranas da maior parte das células eucarióticas, como é o caso do colesterol. Este grupo de lipídeos caracteriza-se pela presença do núcleo esteróide constituído de quatro anéis fundidos; três deles com seis carbonos e um com cinco carbonos. O núcleo esteróide é planar e o fato de os anéis serem fundidos não permite a rotação das ligações C-C, fazendo com que a molécula de esteróide seja relativamente rígida. Existem dois tipos de esteroides naturais: Corticosteróides – hormônios que controlam o metabolismo de proteínas e carboidratos, inflamação, crescimento, resposta ao estresse; Esteróides sexuais – hormônios que controlam as características sexuais primárias e secundárias. LIPOPROTEÍNAS Lipopotreínas transportam o colesterol e TAG exógenos do intestino para os tecidos. As lipoproteínas são classificadas de acordo com sua densidade. O HDL conhecido como "bom colesterol" é aquele que retira o LDL "colesterol ruim" da corrente sanguínea a fim de ser excretado do organismo, protegendo-o. O desequilíbrio na quantidade de lipoproteínas pode gerar um quadro de dislipidemia. Dislipidemia: é a elevação da taxa de gorduras na corrente sanguínea. LDL (Constituem um grupo de partículas relacionadas que transportam colesterol e TAG endógenos do fígado para os tecidos.) HDL (Realizam o transporte reverso do colesterol, levando-o dos tecidos para o fígado) Uma particularidade do colesterol é o fato de ele ser exclusivo de animais. Esteróides similares são encontrados em fungos (ergosterol) e em plantas (stigmasterol), mas nunca o colesterol. CERAS – IMPERMEABILIZAÇÃO, PROTEÇÃO Estão presentes nas superfícies das folhas de plantas, no corpo de alguns insetos, nas ceras de abelhas e até mesmo aquela que há dentro do ouvido humano. Esse tipo de lipídeo é altamente insolúvel e evita a perda de água por transpiração. São constituídas por uma molécula de álcool (diferente do glicerol) e 1 ou mais ácidos graxos. Pode ser encontrada em: pele de animais, folhas de muitas plantas e penas de pássaros. Algumas aplicações: Cera de abelha era usada por egípcios por suas propriedades adesivas e selante e na produção de barcos. Nos dias de hoje a cera de abelhas é usada como material de modelagem, como selante, polimento, coberturas e velas. A produção mundial é de cerca de 700 toneladas por ano e 60% disso é usado na indústria cosmética e farmacêutica MEMBRANAS Existem, na composição das membranas biológicas, três tipos principais de lipídeos, os quais possuem particularidades nas suas estruturas. São eles os fosfolipídeos, os esfingolipídeos e os esteróides. A função mais importante da membrana é a compartimentalização dos processos biológicos. A estrutura de uma membrana biológica é mantida por interações entre a água e dois dos componentes lipídicos das membranas, os fosfolipídeos e os esfingolipídeos. Estas moléculas apresentam uma cauda apolar formada geralmente por dois ácidos graxos e um grupo polar na sua estrutura. É a interação dessas moléculas com moléculas de água que possibilita a estabilidade das membranas biológicas. A membrana é formada por uma matriz lipídica fluida. Essa fluidez da membrana é importante para o tráfego de substâncias para dentro e para fora da célula, que depende, muitas vezes, da ligação destas substâncias em proteínas presentes na membrana. Quanto mais fluida a membrana mais fácil o trânsito através dessa membrana, de substâncias que sejam necessárias dentro da célula ou que precisem ser secretadas dela. A fluidez de uma membrana é uma propriedade dessa estrutura que pode ser alterada. Na verdade, os fosfolipídeos em uma bicamada podem ser encontrados em uma de duas fases ou estados possíveis: cristalino ou fluido. Estes estados são diretamente influenciados pela temperatura. RAFTS A membrana plasmática é um mosaico fluído. A membrana não é fluída em junções celulares e em regiões de micro-domínios de membrana (rafts). Micro-dominios de mebrana (rafts) são regiões especializadas ricas em colesterol e esfingolipídeos. As cadeias de ácidos graxos são mais longas na rafts do que fora delas. Isso restringe o movimento dos fosfolipideos em cada camada e faz com que as rafts se movam como uma unidade. As funções dos rafts de membrana (que é onde há concentração proteica) são: Endocitose; Fusão de vírus com célula hospedeira; Fusão de espermatozoide com célula ovo. 1. Região não raft da membrana 2. Região raft membranar 3. Proteína integral de uma raft; 4. Proteína integral de uma região não raft; 5. Glicosilação em lipídeos e em proteínas de uma raft; 6. Proteínas ancoradas a GPI; 7. Colesterol; 8. Esfingolipídeo. TRANSPORTE DE LIPÍDEOS PELO SANGUE Após a absorção no intestino, lipídeos da dieta têm um novo dilema: como passar pela barreira aquosa que é o sangue até chegarem nas células? Como são moléculas insolúveis em água e o plasma sanguíneo é um ambiente aquoso, o transporte de lipídeos torna-se difícil. Para resolver este problema os lipídeos associam-se com outras moléculas formando um complexo solúvel em água. Nesse complexo, lipídeos apolares, lipídeos polares e proteínas formam uma partícula hidrofílica, chamada lipoproteína.
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