Aula03_Lipidios

Prévia do material em texto

Aula 03: 
Lipídios e Ácidos Graxos: 
classificação, estrutura, função e importância
Leonardo A. Z. Rodrigues
(gqi132ufla@gmail.com)
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Disciplina: Bioquímica
SEMESTRE: 2014/2
I. Cronograma e Conteúdo Programático
AULA DATA ASSUNTO
1ª
2ª
3ª
4ª
5ª
6ª
7ª
8ª
9ª
10ª
11ª
12ª
13ª
14ª
15ª
16ª
17ª
18ª
19ª
18/08
25/08
01/09
08/09
15/09
22/09
29/09
06/10
13/10
20/10
27/10
03/11
10/11
17/11
24/11
01/12
08/12
11/12
15/12
Apresentação da disciplina, Introdução à Bioquímica, Célula e água
Carboidratos: classificação, estrutura, função e importância biológica 
Lipídios e ácidos Graxos: classificação, estrutura, função e importância biológica
Ácidos Nucléicos : classificação, estrutura, função e importância biológica
Aminoácidos: Estruturas, classificação, função e importância biológica
Proteínas: níveis estruturais, classificação, função e importância biológica
1ª Prova (20%)
Enzimas: Atividade e cinética, especificidade e classificação
Recesso 
Bioenergética: Leis da termodinâmica, Energia livre de Gibbs e Reações biológicas
Catabolismo de Carboidratos: glicólise, fermentações, regulações e Pentose Fosfato
Ciclo de Krebs e ciclo do glioxilato: respiração celular, acetato e reações das vias
2ª Prova (20%)
Cadeia de transporte de elétrons e Fosforilação Oxidativa
Metabolismo de lipídeos (catabolismo e biossíntese)
Metabolismo de compostos nitrogenados (catabolismo e biossíntese)
3ª Prova (20%)
Segunda chamada geral (sala 3 do pavilhão 6 as 12:15 h) matéria da prova que perdeu
Prova Substitutiva (matéria toda)
O que é um Lipídio? 
Funções dos Lipídios
� Fonte e reserva de energia (tecido adiposo nos mamíferos e óleo nos 
vegetais). Os ácidos graxos são as biomoléculas mais calóricas, apesar 
dos carboidratos serem bem mais eficazes na produção de energia. O 
metabolismo energético dos lipídios acontece, portanto, 
secundariamente ao dos carboidratos, o que torna os lipídios as 
principais biomoléculas de reserva energética. 
� Importante isolante térmico para os animais se protegerem contra o frio. 
Além de promover uma proteção mecânica e impermeabilização do 
tecido.
� São importantes para a síntese de outras substâncias, ou para o melhor 
funcionamento destas, como as vitaminas lipossolúveis (K,A,D,E), 
lipoproteínas, e alguns hormônios sexuais que dependem da existência 
de gordura para ter um funcionamento ideal.
� Componente estrutural das membranas. A característica central na 
arquitetura das membranas biológicas é a dupla camada de lipídios, que 
age como uma “barreira” impedindo a passagem de moléculas polares e 
íons. As moléculas dos lipídios da membrana são anfipáticas (uma das 
extremidades é hidrofóbica e outra hidrofílica).
Definição, características e estrutura
� São ácidos carboxílicos de cadeia longa, saturados ou insaturados que 
em geral possuem número par de carbonos sendo sintetizados a partir 
da acetil-CoA.
� Constituem uma vasta classe de compostos heterogêneos (animal e 
vegetal) caracterizados por uma baixa solubilidade em água e uma alta 
solubilidade em solventes orgânicos.
� Compostos formados partir da esterificação de ácidos graxos e álcoois 
(glicerol) formando um éster.
+
H O C
O
R1
H O C
O
R1
H O C
O
R1
C O
CH O
C O
H
H
H
H H
H
H
H
+
C O
CH O
C O
H
H
H
H R1
O
C
R2
O
C
R3
O
C
+ 3 H O H
Glicerol Ácido carboxílico Triacilglicerol
(óleo ou gordura)
água
+
+
Classificação
� Simples: são compostos que por hidrólise dão origem somente a ácidos 
graxos e álcool (Óleos e Gorduras – ésteres de ácidos graxos e glicerol 
ou acilglicerois e Ceras – ésteres de ácidos graxos e 
monohidroxiálcoois.)
� Complexos: são compostos que apresentam outros grupos na 
molécula, além dos ácidos graxos e álcoois (ésteres iônicos de glicerol, 
ácidos graxos e fosfato além de lipídios que não contêm glicerol)
Ácidos graxos
São compostos que possuem uma cadeia hidrocarbonada e um 
grupamento carboxila terminal.
Existem em pequenas quantidades livres.
Possuem longa cadeia hidrocarbonada, acíclica, não polar, sem 
ramificações em com grupo carboxílico terminal ionizável.
- Participam da construção das moléculas de glicerídeos (até 90% da 
massa)
-Saturados 
-insaturados
- Diferem um do outro pelo comprimento da cadeia hidrocarbonada e 
pelo número e posição das duplas ligações. 
ÁCIDOS GRAXOS
Tipos de ácidos graxos
CH3
O
OH
CH3
O
OH
CH3
O
OH
CH3
O
OH
Esteárico
Oléico
Linoléico
α - Linolênico
(18:1∆9)
(18:3∆9,12,15 )
(18:0)
(18:2∆8,12)
Saturado
Monoinsaturado
Poliinsaturado
10
Ácidos Graxos
SaturadosSaturados Monoinsaturados Poliinsaturados
Cadeia Cadeia 
curtacurta
Cadeia Cadeia 
longalonga
�� CC66--CC1212
�� BabaBabaççuu
�� CocoCoco
�� PalmistePalmiste
�� TucumTucum
�� CupheaCuphea
�� ÓÓleos de leos de 
amêndoasamêndoas
�� CC1414--CC2424
�� CacauCacau
�� LeiteLeite
�� BanhaBanha
�� SeboSebo
�� DendêDendê
Ômega 9Ômega 9
�� OlivaOliva
��CanolaCanola
�� AAççafrãoafrão
��GirassolGirassol
Ômega 6 Ômega 3
�� LinolLinolééicoico
�� MilhoMilho
�� AlgodãoAlgodão
�� SojaSoja
�� AAççafrãoafrão
��GirassolGirassol
�� LinolênicoLinolênico
�� LinhaLinhaççaa
�� ÓÓleo de leo de 
pescadopescado
�� AtumAtum
�� MacarelMacarel
�� SalmãoSalmão
�� ArengueArengue
Ácidos Graxos saturados
- Não possuem duplas ligações
- São geralmente sólidos à temperatura ambiente
- Gorduras de origem animal são geralmente ricas em 
ácidos graxos saturados (carne bovina, porco, galinha, 
gema do ovo... (principalmente produtos animais); óleo 
de coco, folhas de palmeiras)
Ácidos Graxos Insaturados
- Possuem uma ou mais duplas ligações sendo mono 
(uma ligação dupla) ou poliinsaturados (duas ou mais 
ligações duplas)
- São geralmente líquidos à temperatura ambiente
- Os óleos de origem vegetal são ricos em Ácidos Graxos 
insaturados
Ácido graxo saturado Ácido graxo insaturado
Empacotamento
Propriedades químicas dos Ácidos graxos...
1. Saturados
a) Saponificação ou neutralização
Consiste na desesterificação do triacilglicerídeo, na presença de solução 
concentrada de álcali forte (NaOH ou KOH) sob aquecimento, liberando sais de 
ácidos graxos e glicerol. 
Sal com ação detergente
b) Esterificação
Reação reversível de um álcool com um ácido na formação de éster e água.
Esta reação é utilizada na indústria para obtenção das essências de frutas 
(ésteres).
Resumindo, em ácidos graxos saturados pode ocorrer...
2. Insaturados
a) Oxidação e Autoxidação (ou 
rancificação)
A autoxidação dos lipídios está associada à reação do oxigênio com ácidos graxos 
insaturados e envolve 3 etapas:
-Iniciação: ocorre a formação de radicais livres nos ácidos graxos devido a retirada de 
um hidrogenio do carbono alílico (cond. Favoráveis: luz e calor)
-Propagação: os radicais livres formados são prontamente susceptíveis ao ataque do 
Oxigenio atmosférico formando peróxidos e hidroperóxidos. Os radicais livres atuam 
como propagadores da reação, resultando em um processo autocatalítico.
-Término: dois radicais combinam-se, com a formação de produtos estáveis obtidos por 
cisão e rearranjo dos peróxidos
Decomposição de gorduras, óleos 
e outros lipídios por hidrólise ou 
oxidação
+
H O C
O
R1
H O C
O
R1
H O C
O
R1
C O
CH O
C O
H
H
H
H H
H
H
H
+
C O
CH O
C O
H
H
H
H R1
O
C
R2
O
C
R3
O
C
+ 3 H O H
Glicerol Ácido carboxílico Triacilglicerol
(óleo ou gordura)água
+
+
Compostos formados partir da esterificação de ácidos 
graxos e alcoóis (glicerol) formando um éster.Lipídios...
Acilgliceróis (glicerídeos ou lipídios simples)
São ésteres derivados de ácidos graxos de cadeia longa e glicerol 
(propanotriol)
O glicerol é um composto simples que apresenta 3 grupos hidroxila
Quando estas OH estão esterificadas com ácidos graxos serão mono, di ou 
triacilgliceróis (triglicerídeos).
Monoglicerídeos (monoacilgliceróis)
São glicerídeos que possuem apenas uma das hidroxilas 
esterificada com ácido graxo.
Diglicerídeos (diacilglicerol)
São glicerídeos que possuem duas hidroxilas esterificadas com 
ácidos graxos.
Triglicerídeos (triacilgliceróis)
São armazenados no citoplasma das células do tecido adiposo;
São encontrados no fígado e no músculo;
A ingestão de uma dieta ocidental é de aproximadamente 100-
150g/dia;
Triacilgliceróis
Estão presentes nas sementes de plantas cuja função é de reserva
No reino animal, as gorduras servem como depósito energético e 
isolante térmico
+
H O C
O
R1
H O C
O
R1
H O C
O
R1
C O
CH O
C O
H
H
H
H H
H
H
H
+
C O
CH O
C O
H
H
H
H R1
O
C
R2
O
C
R3
O
C
+ 3 H O H
Glicerol Ácido carboxílico Triacilglicerol
(óleo ou gordura)
água
+
+
�Óleos – formados por ácidos graxos 
insaturados; origem vegetal; líquido à
temperatura ambiente
�Gorduras – formadas por acido graxo 
saturado origem animal; sólido à
temperatura ambiente. 
Perigo� Aterosclerose
Triglicerídeos
Óleos e Gorduras
TRIACILGLICERÓIS
São ésteres formados por uma molécula de glicerol que é um 
álcool, ligado a três moléculas de ácidos graxos. 
Nos humanos são armazenados nos adipócitos, células que compõe 
o tecido adiposo.
Função � Reserva de energia
As gorduras são sólidas 
na temperatura ambiente, 
esão compostas por 
triacilgliceróis contendo 
uma grande proporção de 
ácido graxo saturado ou 
insaturado com duplas 
ligações trans.
Os óleos são líquidos 
a temperatura 
ambiente e são 
compostos por 
triacilgliceróis 
contendo uma grande 
proporção de ácido 
graxo mono e/ou 
poliinsaturado.
Gordura hidrogenada x Gordura TRANS ...
1. Reação de Hidrogenação 
A adição de hidrogênio (H2) às duplas ligações dos ácidos graxos insaturados, 
livres ou combinados, é chamada de reação de Hidrogenação 
Hidrogênio em presença de níquel, platina ou paládio finamente subdividido, 
se adiciona à ácidos graxos insaturados.
O ponto de fusão dos ácidos graxos aumenta com a diminuição do número 
de insaturações na molécula, e portanto por esse processo são obtidos, a 
partir de óleos vegetais, produtos sólidos ou semi-sólidos.
29
Principais objetivos da hidrogenação
- Conversão de óleos em gorduras plásticas
- Melhora da firmeza da gordura
- Reduz a susceptibilidade à deterioração
- Produção de margarinas e outras gorduras compostas
Entretanto, no processo de hidrogenação catalítica pode haver formação de 
ligações duplas trans, ou seja, gorduras trans, o que pode ser prejudicial à
saúde se consumido em grande quantidade. 
Tipo específico de ácidos graxos formados durante o processo de 
Hidrogenação industrial ou natural (ocorrido no rúmen de animais)
31
2. Gordura trans
Em altas temperaturas, os hidrogênios “saltam” e aparecem “atravessados” nas 
moléculas de gordura dando origem ao seu nome “Trans Fats”.
Isomeria geométrica
E o que as “Trans Fats” ou Gorduras trans fazem à nossa saúde?
- Diminuem significantemente o colesterol bom (HDL)
- Aumentam grandemente o colesterol mau (LDL)
- Causam arteriosclerose nas artérias do coração, do cérebro, dos rins, etc. 
aumentando assim as probabilidades de ataques cardíacos.
- Diminuem a capacidade das células vermelhas responderem a ação da 
insulina, elevando a glicose sanguínea.
- Diminuem os mecanismos de defesa da nossa imunidade.
- Existem relatos que as “Trans Fats” são muito piores para a nossa 
longevidade do que as gorduras apenas saturadas. Assim, as gorduras trans
aumentam a vida dos alimentos nas prateleiras mas encurta a vida das 
pessoas que as comem!
Lipídeos Compostos
São constituídos por uma gordura neutra combinada a outras 
substâncias químicas
Ceras (Cerídeos)
são ésteres derivados de ácidos graxos e álcoois de cadeia longa (peso 
molecular elevado).
São misturas complexas de ácidos e álcoois com diferentes pesos 
moleculares
São mais duras e quebradiças e por isso servem de fator de proteção nos 
vegetais;
Ex. cera de abelha, 
Carnaúba e fosfolipídios 
das membranas celulares
Fosfolipídios de membranas
Interage 
com a 
água
Não 
interage 
com a 
água
Compostos anfipáticos
Estão presentes em todas células 
animais e vegetais;
São os principais componentes das 
membranas biológicas;
Apresentam na sua estrutura uma 
molécula do glicerol 
esterificado com o ácido 
fosfórico, que se liga a um 
derivado nitrogenado; 
Fosfolipídeos
Os fosfolipídios tem a seguinte fórmula estrutural
Derivados dos Fosfolipídios
- Colina: formando a fosfatidilcolina ou Lecitina 
- Serina: formando a Fosfatidilserina
- Etanolamina: formando a fosfatidiletanolamina
- Inositol: formando o fosfatidilinositol
Fosfatidilcolina ou Lecitinas
- São os mais abundantes da membrana celular e representa a maior 
proporção do armazenamento de colina
- É importante na transmissão nervosa
- Diminui a tensão superficial evitando a aderência dos alvéolos 
pulmonares
- Sua deficiência em prematuros causa síndrome de angústia 
respiratória
Lecitina
Encontrada em gema de ovos, fígado, óleos vegetais não refinados
CH3(CH2)16
H2C O P
O
O
-
O CH2CH2N
+
(CH3)3
C
O
O CH
CH2O
O
C
(CH2)7CHCHCH3(CH2)7
Fosfatidil colina (ou, 1-palmitil-2-oleil-fosfatidil colina)
Cerebrosídeos
São formados pela união de ceramidas com “ose” (glicose ou 
galactose).
Um heterosídeo de glicose ou de galactose � Esfingosina + ácido 
graxo = ceramida (radical aglicona)
R1 C
O
O CH2
CHO
O
CR2
CH2CH2NH3
+
O
O
-
O
POH2C
fosfatidil etanolamina
isolado do cérebro, fígado, soja
Fosfatidilinositol
- É também um constituinte de membrana;
- Atuam como mensageiros scundários;
42
Esteróides
- São Lipídios que não possuem ácidos graxos em sua estrutura e, 
portanto, não são saponificáveis.
-São derivados de um hidrocarboneto tetracíclico saturado, sendo 3 
ciclohexano e 1 ciclopentano
- Constituem um grupo heterogêneo de lipídeos, exercendo as mais 
variadas funções metabólicas: hormonal, vitamínica, detergente, 
estrutural;
CH3(CH2)12
C
H
C
H C OH
H
C NH2H
CH2OHesfingosina
CH3(CH2)12
C
H
C
H C OH
H
C NHH C
O
(CH2)22CH3
P
O
O
-
O CH2CH2N
+
(CH3)3OH2C
Esfingomielina
43
Colesterol (animais)
é o precursor dos hormônios sexuais, glicocorticóides, 
mineralocorticóides, ácidos e sais biliares e vitamina D, além 
de ser componente da membrana celular.
CH3
CH3
H
R
A B
C D1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
CH3
CH3CH
H
CH3 CH2
CH3
CH3
CHCH2
CH2
A B
C D1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21 22
23
24
25
26
27
CH3
CH3CH
H
CH3 CH2
C
CH2
O
W
A B
C D1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21 22
23
24
NHCH2COO
-Na+
OHW=
W=
(ácido cólico = ácido bile) 
(glicolato de sódio =
sal de bile)
Colesterol
Colesterol(funções)
O colesterol é transportado pelo sangue 
humano associado a lipoproteínas
baixa densidade (LDL)
Low Density Lipoprotein
alta densidade (HDL)
High Density Lipoprotein
fornece colesterol aos 
tecidos; excesso –
depósito na parede dos 
vasos
remove o excesso de 
colesterol do sangue; 
fígado – degradação 
(sais biliares)
Esteróides
Classificação das Lipoproteínas
HDL - lipoproteínas de alta densidade;
LDL - lipoproteína de baixa densidade;
VLDL - lipoptoteína de densidade muito baixa;
IDL - lipoproteína de densidade intermediária;
QUILOMICRA - é a lipoproteína menos densa, transportadora de 
triacilglicerol exógeno na corrente sanguínea; 
São pigmentos de cor laranja, vermelha, amarela. 
Insolúveis em água e Solúveis em óleos e solventes orgânicos.
Presentes nas células de Plantas, desempenhando importante papel 
no processo de fotossíntese.
Carotenóides
São importantes para muitos animais.
Molécula de CAROTENO
Carotenóide (beta caroteno) alaranjado presente na cenoura e em 
outros vegetais – é matéria-prima para a produção de Vitamina A -
importante para a visão pois é precursora do Retinal (substância 
sensível à luz presente na retina dos olhos dos vertebrados).
- Juntamente com os alcalóides e os compostos fenólicos eles 
representam a maior classe de compostos secundários (essenciais 
para a sobrevivência sendo necessários em pequenas quantidades). 
- Não são saponificáveis pois não tem ácidos graxosnligados.
- Podem ser lineares ou cíclicos
- São múltiplos de unidades isoprênicas.
- Monoterpenos (mentol), Sesquiterpernos (ABA), Diterpenos 
(esqualeno precursor do colesterol), Triterpenos (beta caroteno), 
Politerpenos (borracha).
Terpenos
Os lipídios com ácidos graxos em sua composição são 
saponificáveis, pois reagem com bases formando sabões. 
São as biomoléculas mais energéticas
1)Glicerídeos ���� compostos por 1 a 3 moléculas de 
ácidos graxos estereficado ao glicerol, formando mono, di 
ou tri-acil-gliceróis (mono, di ou triglicerídeos).
2) Ceras ���� ácidos graxos de 16 a 30C e álcool mono-
hidroxilíco de 18 a 30C.
3) Fosfolipídeos ���� ácidos graxos + fosfato
4) Esfingolipídeos ���� ácido graxo + esfingosina
5) Glicolipídeos���� ácido graxo + glicerol + açúcar
Os lipídios que não contêm ácidos graxos não são 
saponificáveis. As vitaminas lipossolúveis e o colesterol são os 
principais representantes destes lipídios que não energéticos 
porém desempenham funções fundamentais no metabolismo.
1) Terpenos ���� possuem unidades isoprenóides como 
unidades básicas. As vitaminas E e K são os representantes 
mais importantes, além de vários óleos aromáticos de vegetais.
2) Esteróides ���� o núcleo ciclo-pentano-per-hidro-fenantreno 
é a estrutura básica. O colesterol(e seus derivados) e a 
vitamina D são os mais importantes representantes deste 
grupo.
3) Carotenóides ���� um tipo de terpeno, geralmente álcool. A 
vitamina A é o representante mais importante deste tipo de 
lipídio.