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A gordura é armazenada no tecido adiposo, onde serve como isolante térmico nos tecidos subcutâneos e ao redor de determinados órgãos • Os lipídeos apolares agem como isolantes elétricos, permitindo a rápida propagação das ondas de despolarização ao longo dos nervos mielinizados • As combinações de lipídeo e proteína (lipoproteínas) servem como o meio de transportar lipídeos no sangue • Grupamento heterogêneo dos compostos, incluindo gorduras, óleos, esteroides, ceras e compostos afins > relativamente insolúveis em água, solúvel em solventes apolares como o éter e o clorofórmio Os óleos são gorduras em estado líquido▪ Gorduras: ésteres de ácidos graxos com glicerol○ Ceras: ésteres de ácidos graxos com alcoóis monoídricos com peso molecular mais elevado ○ Lipídeos simples: ésteres de ácidos graxos com diversos alcoóis• Fosfolipídeos: lipídeos que contêm, além dos ácidos graxos e um álcool, um resíduo de ácido fosfórico > têm bases nitrogenadas e outros substitutos > álcool é o glicerol nos glicerofosfolipídeos e esfingosina nos esfingofosfolipídeos ○ Glicolipídeos (glicoesfingolipídeos): lipídeos contendo um ácido graxo, esfingosina e carboidrato ○ Outros lipídeos complexos: lipídeos como sulfolipídeos e aminolipídeos + lipoproteínas○ Lipídeos complexos: ésteres de ácidos graxos contendo grupamentos além de um álcool e um ácido graxo • Lipídeos precursores e derivados: incluem ácidos graxos, glicerol, esteroides, outros alcoois, aldeídos gordurosos, corpos cetônicos, hidrocarbonetos, vitaminas lipossolúveis e hormônios • Acilgliceróis (glicerídeos), colesterol e ésteres do colesterol > lipídeos neutros• Os lipídeos podem ser classificados em simples e complexos: Ácidos graxos no organismo > ésteres em óleos e gorduras naturais > também encontrados na forma não esterificada como ácidos graxos livres, uma forma de transporte no plasma A cadeia pode ser saturada (não contendo ligações duplas) ou insaturada (contendo uma ou mais ligações duplas) Ácidos monoinsaturados (monoetenoide, monoenoico), contendo uma ligação dupla○ Ácidos poli-insaturados (polietenoides, polienoicos), contendo duas ou mais ligações duplas ○ Os leucotrienos provocam broncoconstrição, assim como são potentes agentes pró-inflamatórios, desempenhando uma função na asma □ Os leucotrienos e as lipoxinas constituem um terceiro grupo de derivados de eicosanoides formados pela via da lipo-oxigenase > presença de três ou quatro ligações duplas conjugadas, respectivamente ▪ Eicosanoides: estes compostos, derivados de ácidos graxos eicosa polienoicos (20 carbonos), compreendem os prostanoides, leucotrienos (LTs) e lipoxinas (LXs). Os prostanoides incluem as prostaglandinas (PGs - atuam em diversos tecidos de mamíferos como hormõnios locais), prostaciclinas (PGIs) e tromboxanos (TXs) ○ Os ácidos graxos podem ser divididos em:• Lados opostos > trans- (ácido elaídico - permanece reto)○ Cadeias de acil no mesmo lado da ligação > cis- (ácido oleico - formato de L)• Os ácidos graxos insaturados de ocorrência natural apresentam ligações dupla cis. As cadeias de carbono de ácidos graxos saturados formam um padrão de zigue-zague quando estendidas a baixas temperaturas > temperaturas mais elevadas > algumas ligações giram > encurtamento da cadeia > biomembranas se espessam com o aumento de temperatura Isomerismo geométrico (ácidos graxos insaturados) > varia com a orientação dos átomos ou dos grupamentos ao redor dos eixos das ligações duplas, o que não possibilita a rotação Importante no posicionamento dos fosfolipídios na biomembrana• Presentes naturalmente na gordura de animais ruminantes○ Prejudicial para a saúde e aumenta o risco de doenças > Cardiovascular e diabetes melito ○ Ligações duplas trans alteram essas relações espaciais > presentes em alguns alimentos > produtos da saturação de ácidos graxos durante hidrogenação • O aumento no número de ligações duplas cis em um ácido graxo leva a uma gama de possíveis configurações espaciais da molécula > ácido araquidônico (quatro duplas cis) > forma de U Triacilglicerol (três ácidos graxos saturados de 12 carbonos) > sólido na temperatura corporal > se os resíduos de ácido graxo forem 18:2 > líquido abaixo de 0°C • Acilgliceróis naturais > mistura de ácidos graxos modelados para se adequar aos seus papéis funcionais • Lipídeos da membrana (devem estar líquidos em todas as temperaturas ambientes) > são mais insaturados que os lipídeos de armazenamento • Os pontos de fusão de ácidos graxos com quantidades uniformes de carbono aumentam com o comprimento da cadeia e diminuem de acordo com a insaturação Os lipídeos nos tecidos que estão sujeitos ao resfriamento, como, por exemplo, nos hibernadores ou nos membros de animais, são mais insaturados Triacilglicerol Sistema –sn (numeração estereoquímica) • Enzimas fazem a distinção prontamente entre eles e quase sempre são específicas para um ou outro carbono; por exemplo, o glicerol sempre é fosforilado no sn-3 pela glicerol quinase para originar o glicerol-3-fosfato e não o glicerol-1-fosfato ○ Carbonos 1 e 3 do glicerol não são idênticos quando visualizados nas três dimensões • Os triacilgliceróis são ésteres do álcool tri-hidratado glicerol e ácidos graxos. Os mono- e diacilgliceróis, nos quais um ou dois ácidos graxos são esterificados pelo glicerol, também são encontrados nos tecidos, e possuem particular importância na síntese e hidrólise dos triacilgliceróis. Fosfolipídeos Colina > transmissão nervosa (da mesma forma que a acetilcolina) e reserva de grupamentos metil lábeis ○ Fosfatidilcolina > fosfoacilgliceróis + colina > abundantes da membrana celular > reserva corporal de colina • Sua ausência nos pulmões de lactentes prematuros provoca a síndrome da angústia respiratória ○ Dipalmitoil lecitina > agente de superfície ativo > impede a aderência, devido à tensão de superfície, das superfícies internas dos pulmões • A fosfatidilserina também papel é importante na apoptose (morte celular programada)○ Fosfatidiletanolamina (cefalina) e a fosfatidilserina (encontrada na maioria dos tecidos) > membranas celulares > etanolamina ou a serina, respectivamente, substituem a colina • Inositol está presente no estereoisômero mioinositol ○ Fosfatidilinositol (inositol + fosfolipídeo) > constituinte essencial da membrana celular > estimulação de hormônio agonista adequado > clivagem em diacilglicerol e inositol trifosfato > segundos mensageiros • Os níveis diminuídos de cardiolipina ou as alterações em sua estrutura ou metabolismo provocam a disfunção mitocondrial no envelhecimento e em condições patológicas, incluindo a insuficiência cardíaca, o hipotireoidismo e a síndrome de Barth (miopatia cardioesquelética) ○ Ácido fosfatídico > fosfatidilglicerol > cardiolipina > encontrado na mitocôndria (função mitocondrial) • É encontrada em lipoproteínas oxidadas e foi implicada em alguns de seus efeitos na promoção da aterosclerose ○ Lisofosfolipídeos (fosfoacilgliceróis) (contêm apenas um radical acil) > lisofosfatidilcolina (lisolecitina) > metabolismo e interconversão dos fosfolipídeos • Plasmalogênios constituem até 10% dos fosfolipídeos do cérebro e do músculo > se• Assemelham estruturalmente à fosfatidiletanolamina (mas com uma ligação éter no carbono sn-1) Hidrólise > ácido graxo, ácido fosfórico, colina e complexo amino-álcool (esfingosina) ○ Nenhum glicerol está presente○ Esfingosina + ácido graxo = ceramida○ Esfingomielinas > encontradas em grandes quantidades no cérebro e tecido nervoso• Os fosfolipídeos podem ser considerados derivados do ácido fosfatídico, no qual o fosfato é esterificado com o -OH de um álcool adequado. O ácido fosfatídico é importante como intermediário na síntese dos triacilgliceróis, bem como dos fosfogliceróis, mas não é encontrado em grande quantidade nos tecidos Glicolipídeos Galactosilceramida > importante no cérebro e em outros tecidos nervosos○ Glicoesfingolipídeos > ceramida e um oumais açúcares • Os glicolipídeos estão amplamente distribuídos em qualquer tecido do organismo, principalmente no tecido nervoso como o cérebro > camada externa da membrana plasmática > contribuem com carboidratos da superfície celular Peroxidação de Lipídeos A peroxidação (auto-oxidação) dos lipídeos expostos ao oxigênio é responsável não somente pela deterioração dos alimentos (rançoso), mas também por danos aos tecidos in vivo, podendo constituir uma causa de câncer, doenças inflamatórias, aterosclerose e envelhecimento > radicais livres produzidos durante a formação de peróxido a partir de ácidos graxos contendo ligações duplas metileno-interrompidas (ácidos graxos poli-insaturados de ocorrência natural) Stella Fernandes - MEDUFMS/turma LIII Lipídeos Página 1 de ÁCIDOS GRAXOS Contém inúmeros ácidos graxos > ácido cerebrônico.▪ Pode ser convertida em sulfogalactosilceramida (sulfatídeos) > mielina▪ Galactosilceramida > importante no cérebro e em outros tecidos nervosos○ Glicosilceramida > predominante nos tecidos extraneurais○ Função de receptores em tecidos nervosos▪ O gangliosídeo mais complexo derivado do GM3 é importante receptor no intestino humano para a toxina da cólera ▪ Gangliosídeos > derivados da glicosilceramida (+ ácido siálico > ácido neuramínico)○ Esteroides Colesterol > precursor de um grande número de esteroides (ácidos biliares, hormônios adrenocorticais, hormônios sexuais, vitaminas D, glicosídeos cardíacos, sitoesteróis do reino vegetal e alguns Alcaloides) • O colesterol é, provavelmente, o esteroide mais bem conhecido devido à sua associação com a aterosclerose e a doença cardíaca. Cada um dos anéis de seis carbonos do núcleo do esteroide é capaz de existir na conformação tridimensional tanto de uma “cadeira” (maioria dos esteroides de ocorrência natural) quanto de um “barco” ○ Anéis podem ser cis ou trans ○ Podem ter um anel hexagonal > não é um anel benzênico• Colesterol > tecido nervoso > membrana plasmática e lipoproteínas plasmáticas• Ergosterol (vegetais e leveduras) > precursor da vitamina D • Todos os esteroides apresentam um núcleo cíclico similar, assemelhando-se ao fenantreno, ao qual se liga um anel de ciclopentano Reação em cadeia > radicais livres > peroxidação < catalisada por compostos heme e lipo- oxigenases encontradas em plaquetas e leucócitos • duplas metileno-interrompidas (ácidos graxos poli-insaturados de ocorrência natural) O galato de propila, o hidroxianisol butilado (BHA) e o hidroxitolueno butilado (BHT) são antioxidantes empregados como aditivos alimentares. Antioxidantes preventivos: reduzem a velocidade de iniciação da cadeia > catalase e peroxidases • Antioxidantes que interrompem a cadeia, que interferem na propagação da cadeia > superóxido dismutase • Os antioxidantes de ocorrência natural incluem a vitamina E (tocoferol), que é lipossolúvel, bem como o urato e a vitamina C, que são hidrossolúveis. O betacaroteno é um antioxidante em PO2 baixo. Os outros produtos de auto-oxidação ou de oxidação enzimática com significado fisiológico incluem os oxiesteróis (formados a partir do colesterol) e os isoprostanos (formados a partir da peroxidação de ácidos graxos poli-insaturados como o ácido araquidônico). Lipídeos Anfipáticos Ácidos graxos, fosfolipídeos, esfingolipídeos, sais biliares e, em menor grau, o colesterol, contêm grupamentos polares > parte da molécula é hidrofóbica e parte é hidrofílica > moléculas anfipáticas • Em geral, os lipídeos são insolúveis em água, pois contêm uma predominância de grupamentos não polares (hidrocarbonetos). Micelas > grande quantidade no meio aquoso• As agregações de sais biliares nas micelas e nos lipossomos e a formação de micelas mistas com produtos da digestão lipídica são importantes na facilitação da absorção dos lipídeos a partir dos intestinos ○ Lipossomos > transportadores de medicamentos e anticorpos tecido-específicos na circulação > terapia do câncer ○ Lipossomos > transferência de gene para dentro de células vasculares ○ Lipossomos > formados pela sonicação de um lipídeo anfipático em um meio aquoso > esferas de duplas camadas lipídicas • Emulsões > partículas muito maiores, comumente formadas pela emulsificação de agentes como lipídeos anfipáticos > camada superficial que separa a massa principal do material não polar da fase aquosa • Elas se tornam orientadas nas interfaces óleo-agua, com o grupamento polar na fase aquosa e o grupamento não polar na fase oleosa > dupla camada nas membranas biológicas Metabolismo de Ácidos Graxos Oxidada a CO2 + H2O pelo ciclo do ácido cítrico• Precursor na síntese de colesterol e de outros esteroides.• No fígado, é usada na formação dos corpos cetônicos (acetoacetato e 3-hidroxibutirato), que representam importantes fontes de energia em caso de jejum prolongado e inanição • Os ácidos graxos de cadeia longa originam-se de lipídeos da alimentação ou da síntese a partir da acetil-CoA derivada dos carboidratos ou de aminoácidos. Os ácidos graxos podem ser oxidados a acetil-CoA (B-oxidação) ou esterificados com glicerol, formando triacilglicerol (gordura) como principal reserva de energia. A acetil-CoA formada por B-oxidação pode seguir três destinos: Jejum > concentração de glicose no sangue porta cai > secreção de insulina diminui > músculo esquelético e o tecido adiposo captam menor quantidade de glicose ○ Quando o jejum é prolongado, a concentração plasmática de corpos cetônicos (acetoacetato e 3-hidroxibutirato) aumenta acentuadamente • Aminoácidos resultantes são exportados, em grande parte, de volta ao músculo, a fim de fornecer grupos amino para a formação de mais alanina, enquanto o piruvato é um importante substrato para a gliconeogênese no fígado. ○ Tecido adiposo > diminuição da insulina e aumento do glucagon > inibição da lipogênese, inativação e internalização da lipase lipoproteica > ativação da lipase hormônio-sensível intracelular > liberação de quantidades aumentadas de glicerol e de ácidos graxos livres, que são utilizados pelo fígado, coração e músculo esquelético ○ Músculo > jejum > capta ácidos graxos > B-oxidação não supre as necessidades energéticas ○ Fígado apresenta maior capacidade de B-oxidação do que a necessária para satisfazer suas próprias necessidades energéticas, e, à medida que o jejum se torna mais prolongado, o fígado forma mais acetil-CoA do que a que pode ser oxidado > corpos cetônicos > principais combustíveis metabólicos para o músculo esquelético e o músculo cardíaco ○ A acetil-CoA formada pela oxidação dos ácidos graxos no músculo inibe a piruvato- desidrogenase, levando a um acúmulo de piruvato > transaminação em alanina (à custa dos aminoácidos que provêm da degradação da proteína muscular) > exportada do músculo e captadas pelo fígado > piruvato • A glicose fornece os esqueletos de carbono para o glicerol dos triacilgliceróis e para os aminoácidos não essenciais • Os produtos hidrossolúveis da digestão são transportados diretamente até o fígado pela veia porta do fígado. O fígado regula os níveis de glicemia e a concentração de aminoácidos no sangue. Os lipídeos e os produtos lipossolúveis da digestão entram na corrente sanguínea a partir do sistema linfático, e o fígado procede à depuração dos remanescentes após captação dos ácidos graxos pelos tecidos extra-hepáticos • Nem os ácidos graxos, provenientes da alimentação ou da lipólise do triacilglicerol do tecido adiposo, nem os corpos cetônicos, formados a partir de ácidos graxos no estado de jejum, podem fornecer substratos para a gliconeogênese • Observa-se uma pequena queda da glicose plasmática no estado de jejum, e também pouca alteração à medida que o jejum se prolonga até o estado de inanição. Os ácidos graxos livres plasmáticos aumentam durante o jejum > pouca elevação adicional na inanição. Na inanição prolongada, quando ocorre depleção das reservas do tecido adiposo,observa-se um considerável aumento na velocidade efetiva de catabolismo das proteínas para fornecer aminoácidos, não apenas como substratos para a gliconeogênese, mas também como principal combustível metabólico de todos os tecidos. Ocorre morte quando as proteínas teciduais essenciais Caquexia > tumores > liberação de citocinas > aumento na velocidade de catabolismo das proteínas teciduais, elevação considerável da taxa metabólica > estado de inanição avançada. • • A alta demanda de glicose pelo feto e para a síntese de lactose na lactação pode levar ao desenvolvimento de cetose > cetose discreta > hipoglicemia são catabolizadas e não são substituídas. Página 2 de ÁCIDOS GRAXOS combustível metabólico de todos os tecidos. Ocorre morte quando as proteínas teciduais essenciais Caquexia > tumores > liberação de citocinas > aumento na velocidade de catabolismo das proteínas teciduais, elevação considerável da taxa metabólica > estado de inanição avançada. • • A alta demanda de glicose pelo feto e para a síntese de lactose na lactação pode levar ao desenvolvimento de cetose > cetose discreta > hipoglicemia • ○ ▪ O coma resulta tanto da acidose quanto da osmolalidade consideravelmente aumentada do líquido extracelular (principalmente em consequência da hiperglicemia e diurese em decorrência da excreção de glicose e corpos cetônicos na urina) CASO GRAVE: acidose pronunciada (cetoacidose) > acetoacetato e 3-hidroxibutirato são ácidos relativamente fortes Diabetes melito tipo 1 > hipoglicemia > falta de insulina > elevação da gliconeogênese a partir dos aminoácidos no fígado > aumento da lipólise no tecido adiposo e ácidos graxos livres resultantes são substratos para a cetogênese no fígado > utilização de corpos cetônicos no músculo comprometida < falta de oxalacetato (metabolismo de glicose > oxalacetato > ciclo do ácido cítrico) são catabolizadas e não são substituídas. Página 3 de ÁCIDOS GRAXOS
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