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ESTUDO DE LIPÍDIOS ESTRUTURA Ácidos graxos Triacilgliceróis (Triglicerídios) Fosfolipídios (Glicerofosfolípidios) Fosfolipídios (Esfingomielinas) Esfingolipídios (Glicolipídios) Cêras Terpenos e terpenóides Esteróides Outras classes de lipídios Lipoproteínas GRANDES CLASSES DE COMPOSTOS BIOLÓGICOS (Aspectos gerais) UNIDADES ESTRUTURAIS AÇÚCARES (Glicose) LIPÍDIOS (Ácidos graxos) PROTEÍNAS (AMINOÁCIDOS) ÁCIDOS NUCLEICOS (Bases Nitrogenadas) Fórmula Geral CnH2nOn C6H12O6 - glicose CnH2nO2 C18H36O2 (esteárico) C3H7O2N (Alanina) C5H5N5 (Adenina/Guanina/ Citosina/Timina/Ur acila) Composição centesimal C = 40% Alta H = 7% Oxidação O = 53% C = 76% Alta H = 13% Redução O = 11% C = 40% H = 8% O= 36% N = 16% (média) C= 44% H = 4% N > 50% P Funções ENERGÉTICA Valor calórico= 4kcal/g Estrutural Reconhecimento imunológico ENERGÉTICA Valor calórico= 9kcal/g Estrutural, proteção mecânica, isolante térmico e elétrico ESTRUTURAL 2/3 do peso seco Catalítico – enzimas Defesa – iumoglobulinas Transporte – Albumina Regulatória – Hormônios Valor calórico= 4kcal/g INFORMACIONAL Estrutural GRANDES CLASSES DE COMPOSTOS BIOLÓGICOS (Aspectos gerais) UNIDADES ESTRUTURAIS AÇÚCARES LIPÍDIOS PROTEÍNAS (AMINOÁCIDOS) ÁCIDOS NUCLEICOS Propriedades gerais PM < 500, exceto para polissacarídeos (106) Solúveis em água Sabor doce (polihidrox.) Aldeídos e cetonas Não ionizáveis PM entre 102 e 103 Insolúveis em água Solúveis em solv. Orgânicos Untuosos ao tato Baixos valor de PF Eletricam/ neutros Solubilidade variável Alto PM (104 a 106) Ionizáveis em função do pH Níveis estruturais (Primário, Secundário, Térciário e Quaternário) Altos valores de PM Níveis estruturais complexos (Primário a Quaternário) Ionizáveis Classificação Monossacarídeos Dissacarídeos Polissacarídeos(homo e heteropolissacarídeos) Ácidos graxos Lipídios simples Lipídios complexos SIMPLES (aminoácidos) CONJUGADAS (Nucleoproteínas, Glicoproteínas, Fosfoproteínas, Cromoproteínas, Metaloproteínas, Lipoproteínas) DERIVADAS (produtos de hidrólise) RNA DNA ÁCIDOS GRAXOS ÁCIDOS GRAXOS – Representação Geral Saturados e Insaturados Fortes intera- ções molecu- lares (PF alto) Fracas intera- Çoes molecu- Lares (PF baixo) ÍNDICE DE IODO gramas de Iodo / 100 gramas de gordura ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO mg de KOH / grama de gordura O índice de Iodo (ou número de iodo) é obtido através da titulação do grau de insaturação de uma gordura ou óleo dividindo-se a quantidade gasta de iodo, em gramas, para titular cada 100 gramas do lipídio. Indica o grau de insaturação de uma amostra de óleo ou gordura. O índice de saponificação (ou número de saponificação) é obtido através da titulação do óleo ou gordura pelo hidróxido de potássio, dividindo-se a quantidade de KOH gasto, em miligramas, por cada grama de lipídio. Indica o tamanho médio da cadeia carbônica dos ácidos graxos que constituem a amostra do lipídio. ÁCIDOS GRAXOS COMUNS NOS ÓLEOS E GORDURAS(Esteriificados como Triglicerídios) Ácido graxo Número de átomos de carbono Fórmula molecular Massa molar Índice de iodo g de I2_______ 100g de gordura Índice saponificação mg KOH___ g de gordura Insaturações (posições) Saturados: CnH2nO2 0 (Nenhuma) Butírico C 4 C4H8O2 88 0 636 0 Míristico C 14 C14H28O2 228 0 245 0 Palmítico C 16 C16H32O2 256 0 218 0 Esteárico C 18 C18H36O2 284 0 197 0 Araquídico C 20 C20H40O2 312 0 179 0 Lignocérico C 24 C24H48O2 368 0 152 0 Insaturados: CnH2n-xO2 Uma ou mais (cis) Palmitoleico C 16 C16H30O2 254 100 220 Δ 9 Oleico C 18 C18H34O2 282 90 198 Δ 9 Linoleico C 18 C18H32O2 280 181 200 Δ 9,12 Alfa-linolênico C 18 C18H30O2 278 274 201 Δ 9,12,15 Beta-linolênico C 18 C18H30O2 278 274 201 Δ 6,9,12 Araquidônico C 20 C20H32O2 304 334 184 Δ 5,8,11,14 ÁCIDOS GRAXOS COMUNS NOS ÓLEOS E GORDURAS (Propriedades físicas gerais Ácido graxo Número de átomos de carbono Ponto de fusão Solubilidade Em Água Solubilidade Em Éter Fontes (Na forma esterificada como triglicerídios) Saturados: (Animal-predomínio) Butírico C 4 - 6,5 Discreta Solúvel Manteiga Míristico C 14 54 Insolúvel Solúvel Coco Palmítico C 16 63 Insolúvel Solúvel Gorduras anim. e veget. Esteárico C 18 70 Insolúvel Solúvel Ídem Araquídico C 20 75 Insolúvel Solúvel Óleo de amendoim Lignocérico C 24 84 Insolúvel Solúvel Tec. Nervoso cerebral Insaturados: (Vegetal-predomínio) Palmitoleico C 16 - 1 ins. Insolúvel Solúvel Oleico C 18 - 1 ins. 13 Insolúvel Solúvel Óleos vegetais Linoleico C 18 - 2 ins. -5 Insolúvel Solúvel Óleo de linhaça Alfa- linolênico C 18 - 3 ins. -10 Insolúvel Solúvel Óleo de linhaça Beta- linolênico C 18 - 3 ins. -10 Insolúvel Solúvel Óleo de linhaça Araquidônico C 20 - 4 ins. -50 Insolúvel Solúvel Tecido nervoso DISTRIBUIÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS EM GORDURAS OU ÓLEOS (Os números representam as percentagens de ocorrência de cada ácido graxo, esterificado na forma de Triglicerídios) Gordura ou Óleo Ácidos graxos saturados Ácidos graxos insaturados Outros Ácidos graxos C4 C6 C8 C10 C12 C14 C16 C18 C20-24 C16(1) C18(1) C18(2) C18(3) Manteiga 3 2 1 3 6 15 27 6 1 4 30 4 - 1 Óleo mamona - - - - - - - 2 - - 8 3 - 87 ( Rícino) Manteiga coco - - - - - - 24 35 - - 38 2 - - Óleo de coco - 1 9 7 45 18 9 1 1 - 7 2 - - Óleo milho - - - - 1 1 8 3 1 1 46 40 - - Óleo algodão - - - - - 2 23 1 1 2 23 48 - - Banha porco - - - - - 1 28 12 - 3 48 6 - - Óleo linhaça - - - - - - 6 2 1 - 19 24 48 - Óleo sardinha - - - - - 5 15 3 - 12 18 - - 48 (C20-24) Óleo soja - - - - - - 10 2 1 1 30 50 6 Sebo boi - - - - - 6 27 14 - - 50 2 - ESTRUTURA DO GLICEROL E DE TRIGLICERÍDEOS ESQUEMA DA ESTRUTURA GERAL DOS LIPÍDIOS GLICEROFOSFOLIPÍDIOS ESFINGOLIPÍDIOS CLASSIFICAÇÃO E PRODUTOS DE HIDRÓLISE DE LIPÍDIOS CLASSE DE LIPÍDIOS PRODUTOS DE HIDRÓLISE TOTAL I) Ácidos graxos Não há hidrólise II) Acilgliceróis: a) Monoacilgliceróis b) Diacilgliceróis c) Triacilgliceróis (TG) Glicerol + 1 mol de ácido graxo Glicerol + 2 moles de ácidos graxos Glicerol + 3 moles de ácidos graxos III) Fosfolipídios: a) Glicerofosfolipídios b)Esfingo-fosfo- lipidios Glicerol + 2 moles de ácidos graxos + 1 mol de fosfato + 1 mol de “X” Esfingosina + 1 mol ácido graxo + 1 mol fosfato + 1 mol de “X” IV) Esfingolipídios: a) Esfingomielinas b) Ceramidas b) Glicolipídios / gangliosídeos Esfingosina + 1 mol ácido graxo + 1 mol fosfato + 1 mol de “X” Esfingosina + 1 mol de ác. Graxo Esfingosina + 1 mol ácido graxo + Açúcar(es) V) Cerídios (Cêras) 1 mol de álcool superior de cadeia longa + 1 mol ácido graxo cadeia longa VI) Terpenos e Terpenóides Derivados do isopreno VII) Esteróides Derivados do Colesterol (o núcleo ciclopentanofenantreno) “X” – Substância esterificada com o fosfato nos Glicerofosfolipídios e Esfingosina nas Esfingomielinas e análogos. COMPOSIÇÃO EM LIPÍDIOS EM DIFERENTES MEMBRANAS CELULARES DE ORGANELAS (Percentagens de Lipídios) Fosfolipídios MEMBRANA Ácido fosfatí dico Fosfatidil colina Fosfati diletan olamina Fosfati dilserin a Fosfatidi linositol Fosfati dilglicer ol Difosfat idilglice rol Esfin gomi elina Glic olipí dios Coles terol Plasmática 1,0 18,0 11,0 9,0 4,0 14,0 7,0 30,0 Mitocondrial interna 0,7 45,0 25,0 1,0 6,0 2,0 18,0 2,5 3,0 Mitocondrial externa 1,3 50,0 23,0 2,0 13,0 2,5 3,5 5,0 5,0 Nuclear 1,0 55,0 20,0 3,0 7,0 3,0 10,0 Golgi 40,0 15,0 3,5 6,0 10,0 7,5 Bainha mielínica 11,0 14,0 7,0 6,0 21,0 22,0 Escherichia coli 80,0 15,0 5,0 Bacillus megaterium 69,0 30,0 1,0 CÊRAS (Éster de ácido graxo de cadeia longa com álcool de cadeia longa) Nome comum Fórmula Fonte Usos principais Cêra de abelha C15H31COOC30H61 Colméia Polimento de produtos farmacêuticos (drageamento), moldes dentários Espermacete Baleia Cosméticos e velas Carnaúba Palmeira carnaúba Cêra para assoalho e polimentos Lanolina Lã Base para pomadas e cremes Cerume Proteção do ouvido interno Ácido palmítico (C16) + Álcool miricílico (C30) Palmitato de miricila + H2O CH3(CH2)14COOH + CH3(CH2)28CH2OH CH3(CH2)14COO(CH2)28CH3 + H2O TERPENOS (Compostos de unidade de 5 carbonos) ESTRUTURA DO COLESTEROL C27H46O Massa molar = 386 Colesterol livre Colesterol esterificado Colesterol livre Colesterol esterificado No plama humano 1/3 (aprox. 70 mg/dl) 2/3 (aprox. 150 mg/dl) Polaridade Estrutura apolar com cabeça polar (radical OH no carbono 3) Totalmente apolar Função estrutural Constituinte de membranas Superfície de lipoproteínas Internalizado em lipoproteínas LIPÍDIOS Formação de monocamada (interface água-ar ou água óleo, bicamada, micelas, lipossomos LIPÍDIOS Formação de monocamada (interface água-ar ou água óleo, bicamada, micelas, lipossomos OS LIPÍDIOS NA CONSTITUIÇÃO DE MEMBRANAS VITAMINA D HORMÔNIOS ESTERÓIDES MAIS IMPORTANTES ESTRUTURA DE ÁCIDOS BILIARES ESTRUTURA GERAL DAS LIPOPROTEÍNAS COMPOSIÇÃO DAS PRINCIPAIS LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS Classe Densidade (g/ml) Diâmetro (nm) Conteúdo proteico (%) (APOPRO TEÍNAS) Colestero l ésteres Colestero l livre Fosfolipídio s Triglicerídios Quilomicro ns < 0,95 100 a 1000 0,5 a 2,5 3 a 5 1 a 3 7 a 9 84 a 89 (exógeno) VLDL 0,95 a 1006 25 a 75 12 10 a 12 5 a 10 15 a 20 50 a 65 (endógeno) LDL 1019 a 1063 20 a 28 20 a 25 35 a 40 7 a 10 15 a 20 7 a 10 IDL 1006 a 1019 25 15 a 20 22 8 22 30 HDL 1063 a 1210 5 a 13 50 12 3 a 4 20 a 25 3 COMPOSIÇÃO E ORIGEM DAS PRINCIPAIS LIPOPROTEÍNAS LIPOPROTEÍNA ORIGEM COMPOSIÇÃO LIPÍDICA APOLIPOPROTEÍNA PRINCIPAL Quilomicrons Intestinal 85% TG B48, A1 e A4 Remanescentes de Quilomicrons Intestinal 60% TG 20% COL B48 e E VLDL Hepática 55% TG 20 COL B100, E, C1, 2 e 3 IDL Derivada de VLDL 35% COL 25% TG B100 e E LDL Derivada de IDL 60% COL 5% TG B100 HDL Hepática, intestinal e plasmática 25% FOSF, 20% COL e 5% TG A1 e 2, C1, 2,3 e E APOLIPOPROTEÍNAS APOPROTEÍNAS MASSA MOLAR FUNÇÃO A I (em HDL e Qm) 28300 Ativação da LCAT (lecitina colesterol acil transferase) A II (em HDL) 17400 A IV (em Qm) 44500 B 100 (em VLDL e LDL) 549000 Reconhecida pelo receptor de LDL B 48 (em Qm) 264000 Formação de quilomicrons (intestino) C I (em VLDL) 6630 C II (em VLDL) 8840 Ativação da lipoproteína lipase C III (em VLDL) 8760 Inibição de VLDL D 22100 E (em VLDL e IDL) 34100 Reconhecida por LDL ESTRUTURA DE QUILOMICRONS TRIGLICERÍDIOS (Origem alimentar) – 84 a 89% COLESTEROL LIVRE – 1 a 3% COLESTERL ESTER. – 3 a 5% FOSFOLIPÍDIOS – 7 a 9% Apoliproteínas – 0,5 a 2,% B48, AI e AIV Densidade - < 0,95 Diâmetro – 100 a 1000 nm Mobilidade eletroforética - Nula ESTRUTURA DA VLDL TRIGLICERÍDIOS (Origem metabólica – 50 a 65% COLESTEROL LIVRE – 5 A 10% COLESTEROL ESTER. – 10 A 12% FOSFOLIPÍDIOS – 15 A 20% B 100 APOPROTEÍNAS – 12% B100, E, CI, CII, CIII Densidade – 0,95 a 1,006 Diâmetro – 25 a 75 nm Mobilidade eletroforética – Pré-β ESTRUTURA DA LDL COLESTEROL ESTER. – 35 a 40% FOSFOLIPÍDIOS – 15 A 20% COLESTEROL LIVRE – 7 A 10% TRIGLICERÍDIOS – 7 A 10% APROPROTEÍNA – 20 a 25% B 100 Densidade – 1,019 a 1,063 Diâmetro – 20 a 28 nm Mobilidade eletroforética - β ESTRUTURA DE HDL FOSFOLIPÍDIOS – 20 A 25% COLESTEROL ESTER. – 12% COLESTEROL LIVRE – 3 A 4% TRIGLICERÍDIOS – 3% E CIII APOPROTEÍNAS – 50% AI, AII, CI, CII, CIII, E Densidade – 1,063 a 1,210 Diâmetro – 5 a 13 nm Mobilidade eletroforética - α REAÇÕES DE CARACTERIZAÇÃO DE LIPÍDIOS Ácidos graxos: solubilidade, volatilidade, caráter ácido, titulação Procedimento técnico: Em 03 tubos de ensaio grandes: Tubo 01 – 5 gotas de ácido acético Tubo 02 – 5 gotas de ácido oleico Tubo 03 – 5 gotas de ácido esteárico (fundido) A) Verificar o cheiro característico de cada um, procurando relacionar com gorduras ou óleos de uso comum diário (aquele de cheiro forte é volátil). B) Adicionar a cada tubo 1,0 ml de água destilada, aquecendo e agitando ligeiramente os tubos, deduzindo sobre a solubilidade de cada um. C) Verificar a volatilidade de cada um: Usando uma fita de papel tornassol fixada à boca de cada tubo, com ligeiro aquecimento. Estimar o caráter ácido de cada um adicionando a cada tubo 01 gota de fenolftaleína. D) Proceder à titulação de cada ácido pelo consumo de base conforme a seguir: -Adicionar a cada um dos 03 tubos 4,0 ml de água destilada. -Adicionar a cada tubo solução de NaOH 1N gota a gota, com leve agitação, até o aparecimento de coloração rosa persistente, anotando o número de gotas gastas para cada amostra. E) Formação de sabão (sais de sódio) dos 03 ácidos graxos: -Aquecer cada um dos 03 tubos em banho fervente durante 01 minuto. Agitar fortemente e considerar sabões aqueles que produzirem espuma abundante. REAÇÕES DE CARACTERIZAÇÃO DE LIPÍDIOS Completar o volume de cada tubo contendo os sais de sódio (sabões) para cêrca de 10 ml. Dividir o conteúdo dos sais de sódio (sabões) em 03 frações de volumes aproximadamente iguais.Será, portanto, um total de 09 tubos as quais chamaremos de tubos a, tubos b e tubos c. Adicionar, a cada série de tubos, as soluções conforme abaixo: Tubos a – 3 gotas de CaCl2 a 0,5%. Tubos b – 3 gotas de HCl 2N. Tubos c – 3 gotas solução saturada de NaCl. Tubos Sal Adição de: Resultado a CH3COO -Na+ CaCl2 a 0,5% CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COO -Na+ CaCl2 a 0,5% CH3-(CH2)16-COO -Na+ CaCl2 a 0,5% b CH3COO -Na+ HCl 2N CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COO -Na+ HCl 2N CH3-(CH2)16-COO -Na+ HCl 2N c CH3COO -Na+ NaCl sat. CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COO -Na+ NaCl sat. CH3-(CH2)16-COO -Na+ NaCl sat. REAÇÕES DE CARACTERIZAÇÃO DE LIPÍDIOS Testes de avaliação do grau de insaturação de óleos ou gorduras Em 05 tubos de ensaio proceder conforme abaixo: Tubo 01 – 3 gotas de ácido esteárico fundido Tubo 02 – 3 gotas de ácido oleico Tubo 03 – 3 gotas de um óleo Tubo 04 – 3 gotas de um óleo ou gordura Tubo 05 – 3 gotas de uma gordura Adicionar a cada um dos tubos 4,0 ml de álcool etílico. Aquecer por 30 segundos e agitar vigorosamente. Adicionar, gota a gota, a solução de bromo até obtenção de uma coloração amarelada persistente, indicando a saturação das duplas ligações pelo bromo. Anotar o número de gotas gastas para cada amostra. Estimar o grau de insaturação de cada amostra. REAÇÕES DE CARACTERIZAÇÃO DE LIPÍDIOS Reação de identificação de Colesterol (esteróides) Reação de Liebermann-Buchard Em um tubo de ensaio adicionar: 2,0 ml de solução de colesterol (diluido em clorofórmio) 10 gotas de anidrido acético 2 gotas de ácido sulfúrico concentrado Agitar suavemente. A reação positiva se caracteriza pelo desenvolvimento de complexo corado em verde cuja intensidade de cor guarda relação direta com a concentração de colesterol na amostra. A reação também é positiva, além do colesterol, para outros esteróides que apresentam hidroxila em C3 e dupla ligação entre os carbonos 5 e 6. REAÇÃO COLORIMÉTRICA PARA IDENTIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DO COLESTEROL (Reação de Liebermann-Buchard) PROCEDIMENTO TÉCNICO: A) Preparar 3 soluções de colesterol diluído em clorofórmio conforme abaixo: Solução A: Colesterol a 50 mg/dl Solução B: Colesterol a 100 mg/dl Solução C: Colesterol a 200 mg/dl B) Em 03 tubos de ensaio identificados A, B e C colocar: - 2,0 ml das soluções correspondentes de colesterol - Adicionar a cada tubo 0,5 ml de anidrido acético e agitar suavemente - Adicionar a cada tubo 3 gotas de ácido sulfúrico concentrado e agitar suavemente - Manter os tubos em banho-maria a 37° C por cerca de 2 minutos A cor positiva se caracteriza pela formação de complexo corado em verde. Interpretar os resultados obtidos relacionando a concentração com a intensidade da cor desenvolvida.
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