Lipídios I - Fontes de Ácidos Graxos e Lipídeos de Armazenamento - QI e EQ

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Bioquímica Estrutural - UNIFESP Diadema - 2009
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Lipídios I 
Fontes de ácidos graxos e 
lipídios de armazenamento
Prof. Dr. Helotonio Carvalho
Unidade Curricular de Bioquímica Estrutural
Diadema, 2º semestre de 2013
Bioquímica Estrutural - UNIFESP Diadema - 2009
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Lipídios ou gorduras
Principal característica comum – insolubilidade em água
Grupo quimicamente diverso
Desempenham diversas funções
Principal reserva de energia – óleos e gorduras
Constituintes de membranas biológicas – fosfolipídios e esteróis
Outras funções:
Cofatores de enzimas
Transportadores de elétrons
Pigmentos que absorvem luz
Âncoras hidrofóbicas
Agentes emulsificantes
Hormônios
Mensageiros intracelulares
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Síntese abiótica de várias moléculas orgânicas 
Aminoácidos
Purinas
Polímeros de aminoácidos
... e também ácidos graxos!
(solução aquosa de amônio e cianeto, aquecida a 90 oC por 18 h)
De onde vieram?
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Um dos modelos de protocélulas
Membranas de ácidos graxos
Formação de micelas, bicamadas e lipossomos
Propriedades distintas das membranas modernas – permitem a entrada de pequenos compostos químicos
É possível que tenham fornecido um ambiente interno para as reações químicas
Fissão como mecanismo de crescimento e evolução
Mansy et al, Nature 454: 122, 2008.
E que importância tiveram?
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Lipídeos de membrana e de armazenamento
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Ácidos graxos
Forma de estoque de energia quase universal
Ácidos carboxílicos
Grupo carboxila – região polar
Cadeia carbônica R – região apolar
Fórmula geral: R–COOH
Grupo R
Cadeia carbônica longa
Não ramificada
Número par de átomos de carbono
Saturada ou com uma ou mais insaturações
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Classificação dos AGs quanto à cadeia carbônica
Tamanho
Cadeia curta: dois a quatro átomos de carbono
Cadeia média: seis a dez átomos de carbono
Cadeia longa: acima de 12 átomos de carbono (até 36)
Presença de insaturações (duplas ligações)
Saturados: não possuem insaturações na molécula
Insaturados: possuem uma (monoinsaturados) ou mais de uma (poliinsaturados) insaturação na molécula
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Características dos AGs de acordo com a cadeia carbônica
AG saturado
Forma estendida é o estado de menor energia
Permite melhor empacotamento
Ponto de fusão maior
AG insaturados
Configuração cis produz ângulos de 30°
Dobramentos rígidos diminuem interações
Ponto de fusão menor
Células humanas contêm 2 x mais AG insaturados do que saturados
Variações entre tecidos e com a dieta
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Conteúdo médio de diferentes ácidos graxos em alguns alimentos
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Ligações cis e trans em ácidos graxos
Na grande maioria dos ácidos graxos a dupla ligação possui configuração cis.
Ácidos graxos trans são produzidos pela fermentação no rumem de animais que produzem leite e portanto são encontrados em derivados lácteos e em carne.
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Ácidos graxos trans também são produzidos pela hidrogenação de óleos de peixe ou de vegetais. 
A hidrogenação parcial de duplas ligações é usada na indústria para transformar óleos em gorduras que são sólidas à temperatura ambiente, mas se liquefazem durante o cozimento. A produção de ligações trans é um efeito colateral da hidrogenação. 
Devido à correlação de gorduras trans com níveis aumentados de LDL LDL (colesterol ruim) e níveis diminuídos de HDL (bom colesterol) é recomendado evitar o consumo de grandes quantidades de ácidos graxos trans. 
Ácidos graxos trans
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Influenciado por:
Comprimento da cadeia carbônica
Grau de insaturação
Arranjo quase cristalino das cadeias saturadas é estabilizado por muitas interações hidrofóbicas. Portanto, maior energia térmica necessária para o desarranjo e a temperatura de fusão é maior.
	
Ponto de fusão de ácidos graxos
a) Ácido esteárico (18:0); b) ácido oleico (18:1).
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Nomenclatura de ácidos graxos
Número de carbonos:número de insaturações
Ex.: ácido linoleico – 18:2
Sistema : localiza todas as insaturações, numerando os carbonos a partir da extremidade carboxila
Ex.: ácido linoleico – 18:2 9,12
Sistema  ou n: localiza a primeira insaturação a partir da extremidade oposta
Ex.: ácido linoleico – 18:2 -6 ou 18:2 n-6
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Alguns ácidos graxos comuns
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As denominações w se referem a classes de ácidos graxos
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6 e 3
Ácidos graxos essenciais
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Ácidos graxos essenciais
Alguns ácidos graxos são imprescindíveis ao organismo humano e não podem ser gerados pelo mesmo
Duas classes de AG essenciais:
6 (ácido linoleico) – deficiência associada a problemas dérmicos
3 (ácido linolênico) – deficiência associada a distúrbios neurológicos e visuais
Necessários ao funcionamento de diversos órgãos e sistemas
Conversão em eicosanóides – mediadores lipídicos farmacológicos (prostaglandinas, leucotrienos, tromboxanos, lipoxinas)
A razão entre ω-3 e ω-6 na dieta tem implicações na saúde
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Ácidos graxos essenciais
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Ácidos graxos poliinsaturados (PUFAs) ω-6
Família do ácido linoléico
Principal fonte alimentar: ácido linoléico de óleos vegetais
Efeitos na saúde:
Precursor de ácido araquidônico – precursor de tromboxanos e prostaglandinas
Reduzem níveis de colesterol no soro; pouco efeito sobre triacilgliceróis.
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 Inibição por algumas drogas esteróides
NSAIDs = drogas antiinflamatórias não esteróides, como aspirina, acetaminofeno e ibuprofeno
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Múltiplas funções parácrinas
Funções reprodutivas, inflamação, febre, dor, coagulação, regulação da pressão sangüínea, secreção de suco gástrico, etc...
Derivados de ácido araquidônico (20:4 5,8,11,14), que por sua vez é um 6.
Três classes:
Prostaglandinas (PG)
Tromboxanos
Leucotrienos
Eicosanóides
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Funções dos eicosanóides
Prostaglandinas (PG)
Regulam síntese de AMPc
Coordenam contração muscular na menstruação e parto
Afetam fluxo sangüíneo em órgãos específicos
Elevam temperatura corpórea e causam dor e inflamação
Tromboxanos
Produzidos nas plaquetas
Atuam na coagulação sangüínea e redução do fluxo sangüíneo no local de coagulação
Leucotrienos
Potentes sinais
biológicos
Contração de músculo liso no pulmão no choque anafilático
Excesso – ataques asmáticos (alvo de drogas esteróides antiasmáticas, como a prednisona)
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Bloqueia o acesso ao sítio ativo da enzima que transforma o araquidonato em prostaglandina H2
O bloqueio desta etapa afeta muitas vias de sinalização – efeito de amplo espectro da aspirina sobre inflamação, febre, dor e coagulação
Mecanismo de ação da aspirina
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Ácidos graxos poliinsaturados (PUFAs) ω-3
Família do ácido linolênico
Principal fonte dietética: ácido eicosapentaenóico (EPA) (20:5) de certos peixes oceânicos e óleos de peixes
Efeitos na saúde:
Causam redução modesta nos níveis de colesterol e significativa de triacilglicerídeos no sangue.
Diminuem agregação plaquetária – redução do risco de doença cardíaca
Tipos diferentes de tromboxanos e prostaglandinas do que os produzidos por ω-6.
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Ácidos graxos na circulação
Ácidos graxos livres circulam no sangue ligados não-covalentemente a proteína – albumina sérica.
Formas esterificadas, onde os grupos carboxílicos estão ligados a ligações éster, são ainda mais apolares e insolúveis em água. São carregados por lipoproteínas.
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Triglicerídeos ou triacilgliceróis
Ésteres do álcool glicerol
Uma molécula de glicerol
Três moléculas de ácido carboxílico 
(grupo acila = grupo alquila ligado a carbonila)
Simples – compostos por um único tipo de ácido graxo nas três posições
Nomeados pelo ác. graxo que contêm. Ex. triestearina, tripalmitina, trioleína.
Misto – mais comuns
Nome e posição devem ser especificados
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Funções dos triacilgliceróis
TG formam depósitos de combustível metabólico
Gotículas de óleo no citossol aquoso
Adipócitos – células especializadas no estoque de TG em vertebrados
Sementes – energia e precursores biossintéticos para a germinação
Lipases – enzimas que catalisam a hidrólise de TG estocados, liberando ácidos graxos para exportaçãopara outros tecidos
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Estoque de triacilgliceróis
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Os átomos de carbono dos ácidos graxos são muito mais reduzidos do que os de açúcares, rendendo o dobro de energia por grama na oxidação dos mesmos
Triacilgliceróis são mais hidrofóbicos, portanto o organismo carrega menos peso pela hidratação associada a polissacarídeos
15-20 kg de TG – energia suficiente para meses 
Todo o depósito de glicogênio – menos de um dia
Triacilgliceróis vs amido e glicogênio
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Outras funções dos triacilgliceróis
Isolamento térmico contra baixas temperaturas
Hibernação – propósito duplo: fonte de energia e isolamento térmico
Flutuabilidade – cachalotes
Órgão espermacete – 4 toneladas de óleo
Óleo solidifica em temperaturas mais baixas e fica mais denso facilitando o mergulho em altas profundidades
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Alimentação - misturas complexas de TG simples e mistos
Óleos vegetais – TG com ác. graxos insaturados, líquidos à temperatura ambiente
Hidrogenação – sólidos
Gorduras (carne) – TG com ác. graxos saturados, sólidos à temperatura ambiente
Rancidez em alimentos ricos em gordura – oxidação de insaturações, liberando aldeídos e ác. carboxílicos voláteis
Fontes dos triacilgliceróis
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