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Estrutura e Função dos Lipídios Prof. Dr. Adilson de Oliveira 1 Propriedades dos Lipídios Substâncias orgânicas oleosas, ou gorduras, insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos não-polares (éter, álcool, clorofórmio); Apresentam C, H, O; Incluem gorduras e óleos – triglicerídeos mais abundantes; Gorduras: sólidas em temperatura ambiente Óleos: líquidos em temperatura ambiente Apresentam 2,25x mais energia do que os carboidratos 2 Metabolismo dos Lipídios Biomoléculas insolúveis em água, e solúveis em solventes orgânicos; Dos 60 a 150g de lipídeos ingeridos diariamente, cerca de 90% são constituídos de triacilgliceróis; 10% dos lipídeos da dieta correspondem ao colesterol, ésteres de colesteril, fosfolipídeos e ácidos graxos livres. No intestino delgado, os sais biliares emulsificam as gorduras ingeridas formando micelas mistas de sais biliares e triacilgliceróis. 3 Estrutura do triacilgliceróis. Em vermelho são os ácidos graxos, e em azul é o grupo glicerol. 3 4 Metabolismo dos Lipídios Enquanto realizamos exercícios físicos, vários hormônios como: catecolaminas, glucagon, hormônio do crescimento , corticosteróides, entre outros, são liberados na corrente sangüínea, e quando chegam aos adipócitos, provocam lipólise (quebra dos triglicerídios) aumentando as concentrações sangüíneas de ácidos graxos livres (AGL). Esses AGLs são levados aos músculos esqueléticos que os utilizam para a síntese de ATP 4 Metabolismo dos Lipídios O ácido-graxo, agora dentro da célula muscular, precisa ser ativado (incoporação de Acil-CoA) e transportado para dentro da matriz mitocondrial, onde será fracionado em moléculas de dois carbonos (Acetil-CoA) pelo processo de Beta-oxidação. Dentro da mitocôndria, as moléculas de Acetil-CoA são processadas no ciclo do ácido cítrico (Ciclo de Krebs) e produzem NADH e FADH2. Esses últimos são transferidos para a cadeia de transporte de elétrons onde o ATP é finalmente gerado. A oxidação completa de 1g de glicose gera aproximadamente 4 Kcal, enquanto que a mesma quantidade de ácidos graxos (gordura) gera em torno de 9 Kcal. 5 6 Destino do Acetil - CoA 6 Metabolismo do Colesterol O colesterol, além de ser um componente estrutural de membranas, é precursor dos ácidos biliares, hormônios esteróides e da vitamina D. Está presente em todas as células animais, mas é ausente nos vegetais. A fonte de colesterol pode ser exógena, pelo consumo de derivados de carne e leite, ou endógena, por síntese a partir do Acetil CoA. Existe uma correlação direta entre quantidade de Triglicérides e Colesterol: quanto maior a disponibilidade de Acetil CoA, maior a síntese de Colesterol. Estrutura do colesterol. 7 Metabolismo do Colesterol As moléculas de colesterol obtidos pela dieta são insolúveis no suco gástrico, sendo os últimos a serem absorvidos. São então emulsificados pela ação dos sais e ácidos biliares, que os transportam na forma de micelas, através do intestino. Essas moléculas atravessam as membranas do intestino e são reorganizadas em uma lipoproteína. O colesterol absorvido pelo organismo se associa a apolipoproteínas formando as Lipoproteínas plasmáticas; LDL – lipoproteína de baixa densidade HDL – lipoproteína de alta densidade As lipoproteínas funcionam tanto para manter os lipídeos solúveis a medida que os transportam no plasma, quanto para transportar o conteúdo lipídico aos tecidos. 8 Metabolismo do Colesterol O colesterol absorvido no intestino se associa a apolipoproteínas formando as lipoproteínas plasmáticas. Apolipoproteínas são complexos moleculares de lipídeos e proteínas. Incluem: quilomícron, VLDL, IDL, LDL e HDL. HDL O LDL transporta colesterol do fígado até os tecidos periféricos, enquanto o HDL captura colesterol dos tecidos e o transporta até o fígado, onde é convertido a ácidos biliares. 9 Lipoproteína HDL A HDL é uma lipoproteína produzida e liberada pelo fígado com objetivo de retirar colesterol das células, quando este estiver em excesso, ou mesmo de outras lipoproteínas plasmáticas. Por esta ação de “lixeiro”, a HDL é denominada “Bom Colesterol”. O colesterol que retorna para o fígado, via HDL é, em geral, transformado em sais e ácidos biliares. Estes compostos são utilizados como “detergentes” na emulsificação de gorduras, durante o processo de digestão e absorção de gorduras no intestino. HDL 10 Ácidos Graxos Unidades fundamentais da maioria dos lipídios; Ácidos orgânicos de cadeia longa: 4 -24 átomos de C H - C - ( C )n - C - OH - H - H - H - H = O Grupo carboxila Cauda hidrocarbonada Grupo metila 11 Predominantemente, não ocorrem em células e tecidos na forma livre (são covalentemente ligados a diferentes classes de lipídios); Diferem pela extensão da cadeia e pelo número de duplas ligações – saturadas e insaturadas (mais comuns); Ligação dupla nunca conjugadas – sempre separadas por grupos metilenos: -CH=CH-CH2-CH=CH- Ácidos Graxos 12 Ácidos Graxos Saturação: Saturados: sem ligações duplas Insaturados: com ligações duplas Monoinsaturado: 1 ligação dupla Poliinsaturado: >1 ligação dupla A ligação dupla é o ponto de insaturação Quanto maior o número de ligações duplas, menor o ponto de fusão. 13 Gorduras Saturadas Todas as ligações químicas entre os carbonos são ligações simples C-C-C- Sólidos em temperatura ambiente e têm, principalmente, origem animal manteiga, gordura, banha, bacon pele de aves, leite integral Excesso contribui para o aumento de ocorrência de doenças cardiovasculares 14 Ácidos graxos monoinsaturados Somente uma ligação dupla Líquido em temperatura ambiente Óleos de oliva, canola e amendoim Outras fontes: abacate e sementes de gergelim Ácidos graxos poliinsaturados Duas ou mais ligações duplas Líquido em temperatura ambiente Óleos vegetais (girassol, milho, soja, algodão), óleos de peixe e em oleaginosas (castanha, amêndoa) Gorduras Insaturadas 15 Ácidos graxos essenciais São poliinsaturados não sintetizados pelas células do organismo - adquiridos através da alimentação; Existem dois Ácidos Graxos essenciais, são eles: Ácido linolênico: ômega-3 (peixes) Ácido linoléico: ômega-6 (óleos vegetais - girassol, milho, soja, algodão). 16 Gordura Trans Gordura trans - contém ácidos graxos insaturados na configuração trans; Gordura formada por um processo de hidrogenação, quer seja natural (ocorrido no rúmen de animais - biohidrogenação) ou artificial (industrial). Fontes: bolachas recheadas, salgadinhos “de pacote”, pipocas de microondas, alimentos de fast food, margarinas, maioneses, congelados industrializados. 17 Triacilglicerol, ou triacilglicerídeos – gorduras e óleos; 3 ácidos graxos + glicerol (álcool) Triglicerídeos Glicerol Ácido graxo Ácido graxo Ácido graxo 18 Óleos encontrados principalmente em plantas (algodão, amendoim, arroz, soja), ou animais (óleo de peixe); Gorduras – principalmente em animais, acumulando-se em células adiposas (adipócitos) – reserva de energia e isolante térmico; Maneira mais eficiente de reserva energética dos seres vivos; A composição dos ácidos graxos varia de acordo com a função (membrana, sinalizadores, isolantes térmicos). Triglicerídeos 19 Fosfolipídios Membrana lipoprotéica: proteínas imersas na bicamada lipídica 20 Lipídios de membrana com duas caudas apolares, cabeça polar, mas ausência de glicerol; Três principais subclasses: Esfingomielinas: bainha de mielina Cerebrosídios: membrana das células nervosas Gangliosídios: ligam-se a neurotransmissores durante a transmissão do impulso nervoso (receptores de membrana). Esfingolipídios 21 Impermeabilizante de superfícies em folhas, frutos e pétalas – reduz a evaporação; Produção de cera pelas abelhas, com a qual constroem suas colméias. Cerídios 22 Colesterol – mais abundante e produzido no fígado; Alto teor em carne vermelha e em gema de ovo; Participa da formação de membranas celulares;Precursor dos hormônios sexuais masculino (testosterona) e feminino (estrógeno); Precursor dos sais biliares e da vitamina D; No sangue humano, o colesterol é transportado associado a lipoproteínas. Esteróides 23 Lipoproteínas LDL (low density lipoprotein) – lipoproteína de baixa densidade: Fornece colesterol aos tecidos; Em excesso no sangue, deposita na parece dos vasos; Colesterol ruim. HDL (high density lipoprotein) – lipoproteína de alta densidade: Remove o excesso de colesterol do sangue e leva ao fígado (degradado e excretado sob a forma de sais biliares); Colesterol bom. 24 Promovem crescimento e divisão celular (desenvolvimento de tecidos); Sintéticos desenvolvidos com finalidade médica para quem produz pouca testosterona; Hipertrofia muscular, força e resistência; Efeitos colaterais: acne, problemas no fígado, pressão arterial, LDL e HDL, pêlos na face e problemas no ciclo menstrual (mulheres) Esteróis anabolizantes 25 Interação (ou reação química) que ocorre entre um ácido graxo existente em óleos ou gorduras com uma base forte com aquecimento; Se for utilizada uma base composta por Sódio(Na), o sabão formado será chamado de sabão duro. Se no lugar de sódio tiver Potássio(K), o sabão passará a ser chamado de sabão mole (detergente líquido); Formação de micelas ao redor das gotículas de gordura. Saponificação 26 Micelas 27 Funções e Propriedades Reserva energética: excesso energético de carboidratos, proteínas e lipídios é estocado como triglicerídios em tecido adiposo; Isolante térmico Mantém a temperatura corporal Isolante mecânico Proteção de órgãos vitais 28 Isolante elétrico Proteção de nervos, condução do impulso nervoso (bainha de mielina) Fonte de ácidos graxos essenciais Ácidos linolênico (ômega 3) e linoléico (ômega 6) Formação de membrana celular Fosfolipídios Funções e Propriedades 29 Síntese de prostaglandinas a partir de ácidos graxos Modulador de diversos processos biológicos Sistema imune, sistema nervoso Funções regulatórias: coagulação, contração uterina Transporte de vitaminas lipossolúveis Fator de saciedade (hormônios protéicos) – controle da ingestão alimentar Formação de micelas – emulsão de gorduras Funções e Propriedades 30 Níveis elevados ou anormais de lipídios e/ou lipoproteínas no sangue; Alto fator de risco para doenças cardiovasculares, devido à influência do colesterol na aterosclerose; Dislipidemias primárias: causa genética Dislipidemias secundárias: provenientes de outros quadros patológicos, como por exemplo o diabetes mellitus Diagnóstico: níveis plasmáticos de colesterol total, LDL, HDL e Triglicerídeos. Dislipidemias 31 Hipercolesterolemia Familiar Doença genética autossômica dominante; Deficiência/má função dos receptores LDL - níveis de colesterol plasmático; Aterosclerose grave; Podem desenvolver placas céreas (xantomas) subcutâneas em cima dos cotovelos, joelhos e nádegas; Geralmente morrem de doenças coronárias na infância. 32
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