Lipídeos: tipos, estrutura e funções

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Lipídeos, fosfolipideos, prostaglandinas, esteroides e ac graxos.
Bioquímica
LIPIDEOS:
1) Quais são os principais tipos de lipídeos?
Os principais tipos de lipídeos são os triglicerídeos (gorduras e óleos), fosfolipídeos, ceras e esteroides.
 
2) Qual é a fórmula estrutural do glicerol? E a qual grupo funcional da química orgânica pertence esta molécula?
O glicerol é uma cadeia linear de três carbonos; o carbono central está ligado a um radical hidroxila (-OH) e um átomo de hidrogênio. Os outros dois carbonos das extremidades estão ligados cada um a um radical hidroxila e dois átomos de hidrogênio. Espacialmente, a molécula de glicerol apresenta os grupos hidroxila virados para o mesmo lado.
 
3) Como são feitos os triglicerídeos?
Os triglicerídeos, gorduras ou óleos, são feitos a partir da ligação entre ácidos graxos e uma molécula de glicerol. As hidroxilas de cada um dos ácidos graxos e cada uma dos hidrogênios que formam a hidroxila do glicerol se ligam, liberando três moléculas de água, sua reação esterificadora.
 
4) O que são os fosfolipídeos?
Os fosfolipídeos são moléculas feitas de glicerol ligados a duas longas cadeias de ácidos graxos e um grupo fosfato (PO4-3). Além disso, os fosfolipídeos são moléculas anfipáticas, isto quer dizer, elas têm uma parte apolar (a longa cadeia de ácidos graxos) e uma parte polar (relacionada ao grupo fosfato).
Os fosfolipídeos são as principais moléculas que formam a membrana plasmática. A esfingomielina, macromolécula que forma a bainha de mielina nos axônios no sistema nervoso, é um fosfolipídeo também.
 
5) O que são esteroides? Quais são os exemplos de esteroides que têm função biológica?
Os esteroides são lipídeos formados a partir da combinação de quatro anéis de carbono, três deles feitos com seis carbonos cada e um feito com cinco carbonos na sua extremidade. A união entre cada anel é feita através do compartilhamento de dois átomos de carbono que pertencem aos dois anéis.
Os sais biliares, colesterol, os hormônios sexuais (estrógeno, progesterona e testosterona), os corticoesteroides e a pro-Vitamina D são exemplos de esteroides.
 
6) O que são moléculas hidrofóbicas (ou regiões hidrofóbicas de uma molécula)? O que são moléculas hidrofílicas? Como elas são caracterizadas de acordo com a polaridade?
Moléculas hidrofóbicas são aquelas que tem pouco o nenhuma propensão a se dissolver na água (hidro = água, fobia= medo). Moléculas hidrofílicas, ao contrário, são aquelas que têm grande propensão a se dissolverem na água (filia = atração).
A água é uma molécula polar. Lembre-se da regra que “iguais se dissolvem em iguais” e você vai concluir que substâncias hidrofóbicas são moléculas apolares e hidrofílicas são moléculas polares.
 
7) Solventes como o benzeno e o éter são polares ou apolares?
Benzeno e éter são moléculas sem porções carregadas e, portanto, são apolares.
 
8) Sobre a solubilidade, como os lipídeos podem ser classificados?
Gorduras e óleos são moléculas hidrofóbicas, isto é, elas são apolares e insolúveis em água. Os lipídeos em geral são grandes moléculas apolares e são solúveis apenas em solventes apolares, como o benzeno, éter ou clorofórmio.
Existem lipídeos anfipáticos, ou seja, moléculas que tem uma porção hidrofílica, como os fosfolipídeos, o que confere a propriedade de “arrastadas” pela água.
9) O que significa saturação e insaturação dos óleos e gorduras?
Quando se diz que um triglicerídeo é saturado isto significa que nesta molécula a cadeia de átomos de carbonos está com sua capacidade máxima de hidrogênio, ou seja, não há nenhuma ligação dupla ou tripla entre os carbonos. Os lipídeos saturados são gorduras sólidas quando estão em condição de temperatura ambiente.
As moléculas de triglicerídeos insaturados são aquelas em que há dupla ou tripla ligações entre os carbonos da cadeia e não tem a máxima hidrogenação possível. Estas moléculas insaturadas são os óleos e estão no estado líquido em temperatura ambiente.
Os termos saturado ou insaturado se referem a saturação da cadeia carbônica por átomos de hidrogênio.
 
10) Porque as gorduras têm propriedade de isolar a temperatura?
Os triglicerídeos são condutores de calor fracos e também formam uma grossa camada de tecido que se acumula no organismo. É por isso que eles são bons isolantes térmicos.
Nos mamíferos que vivem em clima frio, como os ursos polares, focas e baleias, o tecido adiposo ajuda a manter a temperatura interna do corpo.
 
11) Como os lipídeos são usados como fonte de energia?
O carboidrato é a principal fonte de energia no metabolismo aeróbico. Na falta ou deficiência de carboidratos o organismo pode usar sua reserva de gordura (também de proteínas) para serem degradados até acetil-CoA para que esta molécula seja conduzida no ciclo de Krebs, nas mitocôndrias, e forneça os metabólitos necessários para a cadeia respiratória.
Conceitos:
Os lipídios são compostos com estrutura molecular variada, apresentando diversas funções orgânicas: reserva energética (fonte de energia para os animais hibernantes), isolante térmico (mamíferos), além de colaborar na composição da membrana plasmática das células (os fosfolipídios).
São substâncias cuja característica principal é a insolubilidade em solventes polares e a solubilidade em solventes orgânicos (apolares), apresentando natureza hidrofóbica, ou seja, aversão à molécula de água.
Essa característica é de fundamental importância, mesmo o organismo possuindo considerável concentração hídrica. Isso porque a insolubilidade permite uma interface mantida entre o meio intra e extracelular.
Os lipídios podem ser classificados em óleos (substâncias insaturadas) e gorduras (substâncias saturadas), encontrados nos alimentos, tanto de origem vegetal quanto animal, por exemplo: nas frutas (abacate e coco), na soja, na carne, no leite e seus derivados e também na gema de ovo.
Em geral, todos os seres vivos são capazes de sintetizar lipídios, no entanto algumas classes só podem ser sintetizadas por vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis e dos ácidos graxos essenciais.
A formação molecular mais comum dos lipídeos, constituindo os alimentos, é estabelecida através do arranjo pela união de um glicerol (álcool) ligado a três cadeias carbônicas longas de ácido graxo.
Dentre os lipídeos, recebem destaque os fosfolipídios, os glicerídeos, os esteroides e os cerídeos.
Cerídeos → classificados como lipídios simples, são encontrados na cera produzida pelas abelhas (construção da colmeia), na superfície das folhas (cera de carnaúba) e dos frutos (a manga). Exerce função de impermeabilização e proteção.
Fosfolipídios → moléculas anfipáticas, isto é, possui uma região polar (cabeça hidrofílica), tendo afinidade por água, e outra região apolar (calda hidrofóbica), que repele a água.
Glicerídeos → podem ser sólidos (gorduras) ou líquidos (óleos) à temperatura ambiente.
Esteroides → formados por longas cadeias carbônicas dispostas em quatro anéis ligados entre si. São amplamente distribuídos nos organismos vivos constituindo os hormônios sexuais, a vitamina D e os esteróis (colesterol).
A Química dos lipídeos:
Uma importante macromolécula para a química são os lipídios, também denominados de gorduras. Os lipídios são substâncias alimentícias de alto conteúdo energético, quer imediatos ou como reserva. Existem dois tipos de lipídios:
Saturados: são todos os produtos que possuem gordura de origem animal (carnes, requeijão, creme de leite, manteiga) ou de origem vegetal sólido (gordura hidrogenada).
Insaturados: são aqueles considerados mais saudáveis, encontrados em (óleos de milho, canola, soja, girassol).
As gorduras e os óleos apresentam estrutura química bastante semelhante, diferenciando-se devido a presença ou não de insaturações, estas determinantes do estado físico da substância, conforme mostra o esquema abaixo.
Os lipídios são elaborados por organismos vivos a partir de ácido graxo e glicerol. Genericamente, um lipídio é formado pela reação química entre três moléculasde ácido graxo e uma molécula de glicerol, conforme mostra o esquema abaixo:
Como na estrutura do lipídio existem três grupos COO, ele é classificado como um triéster e é também denominado triglicérido ou triglicerídio. Um éster, quando em solução aquosa de base inorgânica ou de sal básico, originará um sal inorgânico e um álcool. Simplificadamente, temos:
 A hidrólise alcalina de um éster é denominada genericamente reação de saponificação porque, quando é utilizado um éster proveniente de um ácido graxo numa reação desse tipo, o sal formado recebe o nome de sabão. Como a principal fonte natural de ácidos graxos são os óleos e as gorduras (triglicerídeos), suas hidrólises alcalinas constituem o principal processo para a produção de sabões.
A equação genérica abaixo representa a hidrólise alcalina de um óleo ou de uma gordura, e, quando lida em sentido inverso, pode representar uma reação de esterificação.
Pode se observar que da esquerda para a direita temos uma hidrólise, reação de formação de um ácido graxo (sabão). Já uma leitura da direita para a esquerda mostra uma esterificação, reação padrão da química orgânica, na qual reagem um grupamento carboxílico e um grupamento alcoólica para formação de um éster.
FOSFOLIPIDEOS:
Qualquer um dos diversos lípídios contendo fósforo, tais como lecitina, que são compostos principalmente por ácidos gordos, um grupo fosfato, e uma molécula orgânica simples, tais como o glicerol. Os fosfolipídios são os principais lipídios nas membranas celulares.
Os Fosfolipídios são lípidios que em sua estrutura possui, além de ácido graxo e glicerol, ácido fosfórico (fosfato) e uma molécula nitrogenada.
Fosfolipídios são um componente importante das membranas celulares.
Os fosfolipídios contêm apenas ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol. O terceiro grupo hidroxila de glicerol se esterifica a ácido fosfórico em lugar de faze-lo a ácido graxo. Este fosfato está unido também a uma segunda molécula de álcool, que pode ser colina, etonolamina, inositol ou serina, de acordo com o tipo de fosfolipídio.
Os fosfolipídios apresentam duas grandes “caudas” de ácidos graxos hidrofóbicas e uma “cabeça” hidrofílica (polar) que contém fosfato.
Portanto, os fosfolipídios são moléculas anfipáticas (contém uma região hidrofílica e outra hidrofóbica).
Esta configuração confere às membranas biológicas muitas de suas propriedades. Essas membranas são bicamadas de fosfolipídios com as cabeças hidrofílicas (regiões que contêm fosfato), situadas na interface liquida, e as caudas hidrofóbicas grandes, dispostas no interior.
Quando se misturam com água os fosfolipídios adotam espontaneamente a organização em bicamada – as cabeças polares no exterior e as caudas apolares no interior.
Este princípio de  auto – agregação, na qual a união de estruturas complexas depende exclusivamente de propriedades físico-químicas de seus componentes moleculares, é característico dos sistemas vivos. Por exemplo, os vírus e os ribossomas se agregam de maneira semelhante.
Nas células existem duas classes de fosfolipídios, os glicerofosfolipídios e esfingofosfolipídios.
Os glicerofosfolipídios possuem dois ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol, uma vez que o terceiro grupo hidroxila deste álcool se encontra esterificado com um fosfato, unido por sua vez a um segundo álcool.
A combinação de glicerol com dois ácidos graxos e o fosfato resulta em uma molécula chamada ácido fosfatídico, que constitui a estrutura básica dos glicerofosfolipídios.
Na membrana interna das mitocôndrias, existe um glicerofosfolipídio duplo chamado difosfatidilglicerol ou cardiolipina. Composto por dois ácidos fosfatídicos ligados por uma terceira molécula de glicerol.
Os esfingofosfolipídios contêm ceramida, que é uma molécula formada pela união de dois ácidos graxos com uma serina (a qual substitui o glicerol presente nos glicerofosfolipídios). A união de uma serina com um dos ácidos graxos forma o aminoálcool chamado esfingosina ou esfingol. A serina se forma da agregação de um ácido graxo com a esfingosina.
O esfingofosfolipídio existente nas células é a esfingomielina, originada da união da ceramida com a fosforilcolina.
Os fosfolipídios exibem duas grandes caudas hidrofóbicas não polares (dois ácidos graxos) e uma cabeça hidrofílica polar, que compreende o glicerol, o fosfato e o segundo álcool. Por tais características os fosfolipídios são moléculas anfipáticas.
Os fosfolipídios são os principais componentes das membranas celulares, e tanto sua anfipatia como as características de seus ácidos graxos (numero de carbonos, presença de duplas ligações) lhes conferem muitas de suas propriedades.
Além do mais, quando os fosfolipídios se dispersam em água, adotam espontaneamente uma organização idêntica à das membranas celulares, com as suas cabeças polares para fora e as não polares alinhadas entre si no interior da bicamada de lípides.


Fosfolipídio
A fosfolipídios com uma cabeça hidrofílica e uma cauda hidrofílico
Composição química de um único fosfolipídio


Fosfatidilcolina é o principal componente de lecitina. 
É também uma fonte de colina na síntese de acetilcolina nos neurónios colinérgicos
PROSTAGLANDINAS:
Prostaglandinas são sinais químicos celulares lipídicos similares a hormônios, porém que não entram na corrente sanguínea, atuando apenas na própria célula e nas células vizinhas (resposta parácrina). São produzidos por quase todas as células, geralmente em locais de dano tecidual ou infecção, pois estão envolvidos em lidar com lesões e doenças. Elas controlam os processos, tais como a inflamação, o fluxo de sangue, a formação de coágulos de sangue e a indução do trabalho de parto. Eles podem ser usados para tratar úlceras do estômago, glaucoma e doença cardíaca congênita em recém-nascidos e para induzir ao parto. São derivados enzimaticamente dos ácidos graxos poli-insaturados e têm importantes funções no organismo de um animal. A maioria é derivada do ácido araquidónico pela via metabólica da cascata do ácido araquidónico. Toda prostaglandina contém 20 átomos de carbono, incluindo um anel de 5 carbonos. Elas são mediadoras e possuem uma série de fortes efeitos fisiológicos; embora tecnicamente sejam hormônios, elas raramente são classificadas como tais.
Também conhecidos como terpenóides, os terpenos são substâncias de origem vegetal e animal que apresentam fórmula química geral (C5H8)n, hidrocarbonetos formados por um conjunto de isoprenos (daí o “n” da fórmula). Geralmente são encontrados em óleos de essências ou como em forma de seus derivados oxigenados, tais como álcoois, aldeídos, cetonas, ésteres ou ácidos carboxílicos.
De acordo com o número de isoprenos presentes na composição, tem-se a classificação abaixo:
	Nº de isoprenos
	Fórmula
	Nome
	Exemplos
	2
	C10H16
	monoterpeno
	limoneno, presente em essências de limão e laranja e os alfa e beta pinenos, principais componentes da essência de terebintina
	3
	C15H24
	sesquiterpenos
	zingibereno, encontrado na essência de gengibre, bisaboleno, na essência do limão, essência de camomila. É comum encontra-los também em plantas e animais como agentes de defesa e como componentes de hormônios como o feromônio.
	4
	C20H32
	diterpenos
	vitamina A
	6
	C30H48
	triterpenos
	colesterol
	8
	C40H64
	tetraterpenos
	carotenoides e licopenos
	Mais de 10
	--
	politerpenos
	borracha, guta-percha
Os terpenos estão presentes no nosso cotidiano, uma vez que são muito encontrados (em pequenas quantidades) em seres vivos e desempenham importantes papéis na fisiologia vegetal. Além disso, apresentam grande valor econômico e para a saúde. O betacaroteno, por exemplo, é um tetraterpeno de importância significativa, primeiro pelo seu caráter antioxidante, segundo porque é o precursor da vitamina A, fundamental para uma boa visão. A vitamina D, muito importante para o desenvolvimento dos ossos, também é um terpeno, obtida a partir do colesterol, um triterpeno. Alguns medicamentos têm, em suacomposição, terpenos como o óleo de madeira de cedro, o eucaliptol, o mentol, o cineol, o timol, entre outros. A indústria de cosméticos também utiliza terpenos na fabricação de perfumes.
Monoterpenos e sesquitepenos apresentam importantes propriedades terapêuticas. Os primeiros, atuam como expectorante, solvente de gordura, descongestionante hepático e antimicrobiano. Os segundos têm a função de anti-inflamatórios, e também de descongestionante hepático e anti-infeccioso.
As técnicas de extração de terpenos varia de acordo com o órgão em que estão armazenados. O método de Enfloração é utilizado para retirar óleos essenciais de pétalas de flores. Já o método de arraste por vapor de água é empregado na extração de óleos de plantas dessecadas. Quando o objetivo é extrair o óleo para depois industrializá-lo, usa-se o método de extração por solventes orgânicos. Outra técnica muito aplicada é a de prensagem, em que o óleo é extraído de frutos cítricos. Um dos mais modernos métodos de extração é o de CO2 Supercrítico, porém é pouco utilizado devido ao seu alto custo.
Parte 2:
Prostaglandinas – essas substâncias atuam como mensageiras químicas em muitos tecidos humanos. Seu nome deriva do fato de terem sido descobertas em componentes do sêmen humano produzidos na glândula próstata.
Terpenos – lipídios de cadeia longa, componentes de pigmentos biologicamente importantes como a clorofila (pigmento vegetal participante da fotossíntese). Uma importante categoria de terpenos é a dos carotenóides (pigmentos amarelados), dos quais o mais importante é o B-caroteno (encontrado em muitos alimentos de origem vegetal, como a cenoura, por exemplo), que é precursor da vitamina A (retinol).
Esteróides – alguns esteróides são hormônios (por exemplo, a testosterona, o hormônio sexual masculino) e outros são vitaminas (por exemplo, a vitamina D). O colesterol, que para os químicos é um álcool complexo, é outro exemplo de esteróide: é importante componente de membranas celulares, embora hoje seja temido como causador de obstrução (entupimento) em artérias do coração.
O colesterol não “anda” sozinho no sangue. Ele se liga a uma proteína e, dessa forma, é transportado. Há dois tipos principais de combinações: o HDL, que é o bom colesterol e o LDL que é o mau colesterol. Essas siglas derivam do inglês e significam lipoproteína de alta densidade (HDL – High Density Lipoprotein) e lipoproteína de baixa densidade (LDL – Low Density Lipoprotein). O LDL transporta colesterol para diversos tecidos e também para as artérias, onde é depositado, formando placas que dificultam a circulação do sangue, daí a denominação mau colesterol. Já o HDL faz exatamente o contrário, isto é, transporta colesterol das artérias principalmente para o fígado, onde ele é inativado e excretado como sais biliares, justificando o termo bom colesterol. 
Triglicerídeos
também denominados triglicérides ou triésteres, são assim chamados, pois possuem em sua fórmula estrutural três grupos da função orgânica éster (R_COO_R). Veja sua fórmula genérica abaixo, onde o R corresponde a um radical hidrocarboneto, isto é, uma cadeia carbônica composta apenas de carbonos e hidrogênios, sendo que, neste caso, possui mais de 11 carbonos.
Ele é um material graxo, que no cotidiano corresponde a óleos ou gorduras indispensáveis à nossa alimentação, de origem vegetal (óleo de dendê, de caroço de algodão, de amendoim, de oliva, de milho, de soja, de girassol, gordura de coco e manteiga de cacau) ou animal (sebo bovino, fígado de bacalhau, manteiga feita do leite, banha suína e óleo extraído da gordura de capivaras).
Visto que os triglicerídeos se encontram na forma de gordura na alimentação que consumimos; eles circulam em nossa corrente sanguínea e se armazenam no organismo, no tecido adiposo; mas não pode ser em excesso, pois um nível alto de triglicerídeo pode causar inúmeros problemas de saúde, incluindo o desenvolvimento de pancreatite e doenças do coração.
Se o triglicerídeo for uma gordura, ele apresentará em sua estrutura radicais de ácidos graxos saturados (só com ligações simples). Mas se for óleo, predominará radicais de ácidos graxos insaturados (possui ligações duplas ou triplas).
É obtido através de reações entre um glicerol e ácidos graxos (ácidos carboxílicos de cadeia longa, ou seja, compostos orgânicos que apresentam este grupo carboxila: _COOH). A seguir temos uma reação genérica de formação de um glicerol:
Ácidos graxos
Ácido graxo é um ácido carboxílico (COOH) de cadeia alifática. São considerados componentes orgânicos, ou em outras palavras, eles contêm carbono e hidrogênio em suas moléculas. Estes ácidos são produzidos quando as gorduras são quebradas. São pouco solúveis em água (quanto maior a cadeia carbônica, menor a solubilidade), e podem ser usados como energia pelas células. São classificados em monoinsaturados, poliinsaturados, ou saturados.
Os ácidos graxos são encontrados em óleos vegetais e gorduras animais, e são considerados "gorduras boas", por isso devem estar incluso na dieta alimentar, uma vez que o corpo precisa deles para diversos fins. Principalmente os ácidos graxos poliinsaturados (ácidos graxos essenciais) que confere ao organismo uma série de benefícios.
Um ácido graxo essencial é um ácido graxo poliinsaturado que é sintetizado por plantas, mas não pelo corpo humano e, portanto, deve ser incluso na alimentação. Os ácidos graxos essenciais para a alimentação humana são o ácido linolênico (ômega-3) que está presente em grande quantidade nos peixes (especialmente o salmão) e óleos de peixe; e o ácido linoléico (ômega-6), presente nos óleos vegetais (soja, milho, girassol). Há outro ácido graxo conhecido como Omega-9, mas este tipo pode ser facilmente produzido pelo organismo, enquanto os outros dois tipos não são possíveis.
Uma alimentação humana corretamente balanceada deve conter ácidos graxos essenciais que são necessários para manter os níveis saudáveis de lipídios no sangue. Eles também são necessários para uma coagulação sanguínea adequada e para regular a pressão arterial. Outra função importante é o controle de inflamações nos casos de infecção ou lesão. Os ácidos graxos essenciais também podem ajudar o sistema imunológico a reagir adequadamente.
Ácidos graxos saturados
Estes ácidos são geralmente sólidos à temperatura ambiente. As gorduras contendo ácidos graxos saturados são chamadas de gorduras saturadas. Exemplos de alimentos ricos em gorduras saturadas incluem banha, bacon, toucinho, manteiga, leite integral, creme de leite, ovos, carne vermelha, chocolate e gorduras sólidas. O excesso de ingestão de gordura saturada pode aumentar os níveis de colesterol no sangue e aumentar o risco de desenvolver doença arterial coronariana.
Ácidos graxos monoinsaturados
Os ácidos graxos monoinsaturados são encontrados no abacate, nozes, azeite de oliva e nos óleos de canola e de amendoim. Pesquisas relatam que o consumo de gorduras monoinsaturadas é benéfico na redução do colesterol LDL, também conhecido como "mau" colesterol, como também diminui o risco de se desenvolver doenças cardíacas.
Ácidos graxos poliinsaturados
Os ácidos graxos poliinsaturados podem ser encontrados em óleo de girassol, óleo de milho, óleo de soja,  óleos de peixe e também em oleaginosas como a amêndoa e a castanha.