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• Lipídeos: digestão, absorção e transporte dos lipídeos. • Metabolismo de Lipídeos: • estudo das estruturas, • enzimas, • patologias relacionadas. O que são lipídeos? São um grupo de compostos quimicamente diversos, cuja característica em comum que os define é a . o Fontes de lipídios: carne, óleos, ovos, laticínios, etc. LIPÍDEOS BIOLÓGICOS FUNÇÕES BIOLÓGICAS São tão diversas quanto a sua química... Gorduras e óleos São as principais formas de armazenamento de em muitos organismos. Fosfolipídeos e Esteróis São os principais das membranas biológicas Outros lipídeos (menores quantidades) cofatores enzimáticos, Transportadores de elétrons, pigmentos fotossensíveis, âncoras hidrofóbicas para proteínas, chaperonas para auxiliar no enovelamento de proteínas de membrana, agentes emulsificantes no trato digestivo, hormônios e mensageiros intracelulares LIPÍDEOS BIOLÓGICOS FUNÇÕES BIOLÓGICAS LIPÍDEOS BIOLÓGICOS Óleos Líquidos a temperatura ambiente Sólidos a temperatura ambiente Gorduras As gorduras e os óleos utilizados de modo quase universal como formas de armazenamento de energia nos organismos vivos são derivados de . São (COOH) com cadeias hidrocarbonadas (CH2) ESTRUTURA QUÍMICA Fórmula Química R - COOH Cadeia alquila (H e C) Grupo Carboxila C O-O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 Ácidos graxos Comprimento de 4 a 36 átomos de carbono (C4 a C36) ÁCIDOS GRAXOS Dois tipos de compostos contêm ácidos graxos, os triacilgliceróis e as ceras Triacilgliceróis Cera biológica. (a) Triacontanoilpalmitato, o principal componente da cera de abelha, é um éster de ácido palmítico com o álcool triacontanol. (b) Favo de mel, construído com cera de abelha, firme a 25°C e completamente impermeável à água. Grupo carboxílico representa a porção mais da molécula e a cadeia carbônica a região mais ÁCIDOS GRAXOS ÁCIDOS GRAXOS Saturados, Monoinsaturados, Poliinsaturados Ácido Graxo insaturado: apresenta ligações duplas entre os átomos de carbono Ácido Graxo saturado: apresenta apenas ligações simples entre os átomos de carbono ÁCIDOS GRAXOS ÁCIDOS GRAXOS • Critérios de nomenclatura: Esqueleto carbônico → nº de carbonos Nome sistemático Nome Comum (Trivial) ÁCIDOS GRAXOS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS GRAXOS Especifica o comprimento da cadeia e o número de ligações duplas, separados por dois pontos. Comprimento da cadeia ? Número de ligações duplas? 12 carbonos 0 (Saturado) Ácido palmítico 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS GRAXOS 13 14 15 16 17 18 A posição de qualquer ligação dupla é especificada em relação ao carbono carboxílico, o qual recebe o número 1, pelos números sobrescritos ao ∆ (delta); Comprimento da cadeia ? Número de ligações duplas? 18 carbonos 1, entre os carbonos 9-10 (insaturado) ɑ Ácido oleico 18:1(∆9) ácido cis-9-octadecenoico 12345678 9 10 1112 13 14 15 16 Nº de carbonos nº de insaturações (∆carbonos que possuem insaturações): NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS GRAXOS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS GRAXOS 13 14 15 16 17 18 Comprimento da cadeia ? Número de ligações duplas? 20 carbonos 5, entre os carbonos 5-6,8-9,11-12, 14-15,17-18 (poliinsaturado) ɑ Ácido oleico 19 20 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS GRAXOS 8 7 6 5 4 3 Comprimento da cadeia ? Número de ligações duplas? 20 carbonos 5, entre os carbonos 5-6,8-9,11-12, 14-15,17-18 (poliinsaturado) ɷ 2 1 Numera os carbonos na direção oposta, designando o nº 1 ao carbono da metila (CH3), que também é designado ɷ (ômega). 20:5(∆5,8,11,14,17) ácido eicosapentaenoico (EPA), um ácido graxo ômega-3 Comprimento de cadeia → nº de carbonos Número de dupla ligações → “0” = saturado ou “>1” = insaturado) Separados por dois pontos → “:” Posição de dupla ligação → nº superescritos após ∆ (delta ) 16 carbonos Saturado 16:0 18 carbonos Insaturado 1 dupla ligação 18:1 20 carbonos Insaturado 2 duplas ligações (C-9 e C-10; C-12 e C-13 20:2 (∆9,12 ) NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS GRAXOS NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS GRAXOS Saturados, Monoinsaturados, Poliinsaturados Cadeia Curta (2-4 carbonos), Cadeia media (6-10 carbonos), Cadeia longa (12-26 carbonos) Ômega 3, Ômega 6, Ômega 9, Essenciais Não essenciais • Quanto ao tamanho da cadeia hidrocarbonada. Baseia-se no comprimento da cadeia, isto é, o número de atamos de carbono que contêm. Tipo Nº de átomos de carbono Cadeia curta 2 a 4 Cadeia média 6 a 10 Cadeia longa 12 a 36 NOTA: a maioria dos ácidos graxos presentes no sangue e nos tecidos humanos são do tipo cadeia longa. CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS São sintetizados por mamíferosSão os ácidos graxos poli-insaturados Não podem ser sintetizados no organismo de mamíferos, portanto devem ser obtidos da dieta. Ex: ácidos linoleicos (ω-6) e linolênicos (ω-3) → sintetizados por plantas. • Quanto a essencialidade: CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS Ácidos graxos saturados: • Fontes: Manteiga, bacon, gordura da carne. • Nota: Recomenda-se reduzi-los na dieta. Ácidos graxos insaturados: • Fontes: óleos vegetais e óleos de peixes. • Subgrupos: omega-6: diminui o colesterol sanguíneo e dá suporte para a pele. omega-3: propriedades anti-inflamatórias e ajuda a evitar doenças cardíacas. • Nota: São essenciais para a saúde e crescimento. O homem não consegue sintetizá-los. ÁCIDOS GRAXOS ÁCIDOS GRAXOS Azeite de oliva, manteiga e gordura da carne bovina consistem em misturas de triacilgliceróis, diferindo em sua composição de ácidos graxos. Os pontos de fusão dessas gorduras – e, portanto, o seu estado físico à temperatura ambiente (25°C) – variam de acordo com sua composição de ácidos graxos. O azeite de oliva tem uma alta proporção de ácidos graxos insaturados de cadeia longa (C16 e C18), o que explica seu estado líquido a 25°C. A maior proporção de ácidos graxos saturados de cadeia longa (C16 e C18) na manteiga aumenta seu ponto de fusão, então a manteiga é um sólido mole à temperatura ambiente. A gordura da carne bovina, com uma proporção ainda maior de ácidos graxos saturados de cadeia longa, é um sólido duro. ÁCIDOS GRAXOS ÁCIDOS GRAXOS Ácidos graxos livres São não esterificados, tendo um grupo carboxilato livre. Circula no sangue dos animais vertebrados Estão ligados não-covalentemente a uma proteína carreadora (soroalbumina) ÁCIDOS GRAXOS ÁCIDOS GRAXOS Esteres ou amidas de ácidos graxos. São derivados dos ácidos carboxílicos Principal forma presente no plasma sanguíneo Não tem grupo carboxilato carregado. São ainda menos solúvel em água do que os ácidos graxos livres. Sinonímia: Triglicerídeos; gorduras ou gorduras neutras. São ésteres (RCOOR) de ácidos graxos do glicerol, ou seja, são compostos por 3 ácidos graxos, cada um em ligação éster com o mesmo glicerol. Glicerol estearoil linoleoil palmitoil 1-estearoil, 2-linoleoil, 3-palmitoil glicerol (triacilglicerol misto) (C3H8O3) Triacilgliceróis simples: Contém o mesmo tipo de ácido graxo em todas as três posições . Triacilgliceróis mistos: contêm dois ou mais ácidos graxos diferentes. Nota: a maioria dostriacilgliceróis de ocorrência natural são mistos. TRIACILGLICEROIS TRIACILGLICEROIS o São as principais formas de armazenamento de energia (forma de gordura) → tecido adiposo e no músculo. o Formam gotículas oleosas no interior do citoplasma. No citoplasma, os triacilglieróis formam grandes gotículas de gorduras esféricas Tecido adiposo branco de humanos Depósito de gorduras em semente da planta Arabidopsis Adipócitos oTriglicerídeos da Dieta: 90% das gorduras ingeridas são triglicerídeos formados por ácidos graxos saturados e insaturados. o Metabolização enzimática: lipase lipoproteíca (LPL), lipase hepática proteína de transferência de colesterol esterificado (CETP). o Processos catabolico: Triglicerídeos são hidrolisados Ácidos graxos livres são liberados para o plasma. TRIACILGLICEROIS •É um esteroide, construído de 4 anéis hidrocarbonados ligados. •Uma cauda hidrocarbonada está ligada em uma extremidade do esteroide. •Um grupo hidroxila (-OH) está ligada a outra extremidade. 1 2 3 4 5 6 7 9 810 14 12 1311 15 17 16 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Esterol com um radical alcoólico ligados a moléculas de carbono e hidrogênio. Contém 27 átomos de carbono (17 estão incorporados nos 4 anéis fusionados – Núcleo esteroide). Há um grupo hidroxila solitário; Quase completamente saturado, possui apenas 1 dupla ligação COLESTEROL COLESTEROL Na estrutura química do colesterol, os anéis são denominados A a D para simplificar a referência aos derivados do núcleo esteroide; O grupo hidroxila do C-3 (sombreado em azul) é o grupo cabeça polar. Para armazenar e transportar o esterol, esse grupo hidroxila se condensa com um ácido graxo para formar um éster de esterol. • Formas do colesterol: Livre: Estrutura básica do colesterol → da dieta Esterificada: Molécula de colesterol está ligada através do seu grupo hidroxila à ácidos graxos.; Forma de armazenamento do colesterol nos tecidos (gotas de lipídios); Forma circulante no plasma (enzima lecitina coesterol aciltransferase – ACAT ou SOAT) Linoleato de colesterolO CH 3 CH 3 CH 3 CH3 CH 3 CH 3 O Nota: na circulação o colesterol é principalmente transportado ligado por uma ligação éster a um ácido graxo. COLESTEROL • Fontes de colesterol: Exógena: Dieta (25%) → carne, ovos e laticínios. Endógena: Síntese predominantemente hepática (1g/dia). COLESTEROL • Funções: Compõe as membranas celulares de mamíferos; Precursor de hormônios esteroides, ácidos biliares e vitamina D. COLESTEROL • Definição: São associações entre proteínas e lipídios, encontradas na corrente sanguínea. • Síntese: A partir de lipídios de origem endógena e exógena – Intestino, fígado e tecido adiposo. • Função: Transportam os lipídios no plasma (triglicerídeos e o colesterol) dos locais de origem para os locais de armazenamento e utilização. • Classificação: Quilomícrons VLDL IDL LDL HDL • Núcleo: hidrofóbico; ésteres de colesterol e triglicerídeos. • Camada externa: hidrófila; constituída por compostos polares (proteínas solúveis, porção hidrófila dos fosfolipídios e do colesterol livre com o seu grupo hidroxila). • Quilomícrons • Lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL) • Lipoproteína de densidade intermediária (IDL) • Lipoproteínas de baixa densidade (LDL) • Lipoproteínas de alta densidade (HDL) A superfície é formada por uma camada de fosfolipídeos, com os grupos polares em contato com a fase aquosa. Os triacilgliceróis sequestrados no interior (em amarelo) representam mais de 80% da massa do quilomícron. Várias apolipoproteínas que se projetam da superfície (B-48, C-III, C-II) atuam como sinalizadores na absorção e no metabolismo do conteúdo dos quilomícrons. O diâmetro dos quilomícrons varia de aproximadamente 100 a 500 nm. • Distribuição de lipídios e proteínas nas lipoproteínas Lipoproteína Apoproteína % Colesterol % Éster de Colesterol % Fosfolipídio % Triglicerídeo % QM 2 2 3 7 86 VLDL 8 7 12 18 55 IDL 19 8 29 19 23 LDL 22 8 42 22 6 HDL 50 2 15 25 3 As células podem obter combustíveis de AG de 3 fontes: consumidas na dieta, armazenadas nas células como gotículas de lipídeos (tecido adiposo) sintetizadas em um órgão para exportação a outro (fígado). Adipócitos Digestão de Gorduras Gorduras ingeridas na dieta Intestino delgado: Emulsificação de gordura; digestão química (lipase intestinal) Os ácidos graxos livres e os monoacilgliceróis são absorvidos pelas células epiteliais do intestino. Os TG são ressintetizados e embalados com outros lipídeos e com a apoproteínas B-48, formando quilomícrons, que são a seguir liberados no sistema linfático o Exacerbação: diabetes melito não controlada, obesidade e hábitos sedentários. o Definição: Acúmulo de QM e/ou VLDL no compartimento plasmático. o Causas: Síndromes familiares e genéticas, doenças metabólicas e fármacos. o Variação fisiológica: sexo, idade e dieta. o Complicações: Doença Arterial Coronária (DAC) = < HDL-C / > LDL-C TRIACILGLICEROIS • Definição: Acúmulo de lipoproteínas ricas em colesterol (LDL) no compartimento plasmático. • Patogenia: Doenças monogênicas (defeito no gene do receptor de LDL ou no gene apo-B100) ou poligênica. o LEHNINGER, A. L. Princípios de bioquímica. 5. ed. São Paulo, Artmed, 2014. o STRYER, L. Bioquímica. 6.ed. Rio de Janeiro : Guanabara-Koogan, 2014. o CHAMPE, P.C., HARVEY, R.A. Bioquímica Ilustrada. 5a Edição, Artmed. 2012. • ROBBINS, SL; CONTRAN, R.S. Patologia - Bases Patológicas das Doenças. ELSEVIER. 2005. • BAYNES, J.W. Bioquímica Médica. Rio de Janeiro: ELSEVIER, 2007.