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Lipídios • Quarta biomolécula mais abundante no corpo (2%), sendo a primeira a água, a segunda proteínas e a terceira carboidratos Propriedade dos lipídios • Apolares • Untuosos ao tato (viscosidade) • Densidade menor que a água • Para “dissolver” na água é preciso ser emulsionado (agente emulsificador), formando pequenas partículas de lipídio • A atuação nutricional atua junto com a metabólica e a atuação clínica • Exemplo de emulsão: maionese é uma emulsão, se ela é mais instável (aspecto mias liquefeito – camada de hidratação) significa que prevalece a fração de água, Portanto, é um tipo de emulsão óleo em água (maior parte é constituída por óleo) • O fenômeno é denominado emulsão óleo em água (O/A) quando a fase dispersa é oleosa e a fase contínua é aquosa, ou seja, quando as gotículas de óleo estão em uma solução aquosa. De modo contrário, é denominado emulsão água em óleo (A/O) quando a água é a fase dispersa e o óleo é a fase contínua. Componentes do lipídio • Ácidos graxos • Isoprenos (5C) = presentes em terpenos e esteroides. São unidades repetidas de 5 carbonos geralmente compondo uma calda isoprenílica de 2 categorias lipídicas (isoprenoides): os terpenos (vitaminas) e esteroides • Diversidade funcional • Tanto os lipídeos que contem ácidos graxos em sua estrutura quanto os que contém isoprenos entram numa convergência de função estrutural ou hormonal Principais lipídios da dieta • Triacilgliceróis - TAG (90%): gorduras neutras (ácidos graxos + glicerol) e de função energética • Fosfolipídios: (ácidos graxos + porção polar), função estrutural • Colesterol: (isoprenos + porção polar – OH), função estrutural • Vitaminas lipossolúveis (isoprenos): funções variadas* Ácidos graxos • Grupo constituinte dos lipídios De acordo com abordagem nutricional: • Ômega 3, 6 e 9 - Insaturados (essencial/não essencial) - Os ácidos graxos essenciais ou ácidos gordos essenciais são os ácidos graxos que não são produzidos bioquimicamente pelos seres humanos e devem ser adquiridos da dieta. O termo "ácido graxo essencial" refere- se aos ácidos graxos necessários aos processos biológicos e não à aqueles que funcionam como fonte de energia. - Os ácidos graxos não essenciais são aqueles que nosso metabolismo endógeno tem a capacidade de sintetizar a partir de precursores e não precisam necessariamente ser ingeridos na dieta. - Mais encontrados em fontes vegetais. - A insaturação entre carbono 3 e 4 está presente no ômega 3, entre carbono 6 e 7 é o ômega 6 e entre 9 e 10 é o ômega 9 - Ácido eicosapentaenoico EPA: ácido graxo do tipo ômega 3 e não essencial - Alfa linolênico ALA: ácido graxo do tipo ômega 3 e essencial • Fonte de Acetil-CoA - Leva em consideração o tamanho da cadeia - Ex: ácido graxo ácido palmítico – 16C, recrutado das reservas de lipídio TAG = endógeno, não essencial - Quanto maior a cadeia melhor ponto de vista para a reserva energética • Gordura TRANS - Fonte: exógena. Exemplo: leite - OMS – 2g/dia Molécula circulada apresenta insaturação entre carbono 9 e 10. A gordura trans é de fonte endógena, pastosa, mais resistente, abundante em industrializados. É prejudicial à saúde se ultrapassar a quantidade indicada pela OMS, visto que elevam os níveis de TAG (gordura que pode ser estocada no organismo, o triacilglicerol) e colesterol LDL, além de diminuir nível de HDL. Acaba acarretando risco de formação de placas de ateroma e cardíacos. A molécula central da figura possui ligação tipo CIS. É presente em diversas fontes animais e vegetais, os mais consumidos, estocados no tecido adiposo em situação de emergência e são benéficas. É o tipo de ácido graxo insaturado que faz parte nos lipídios de membrana. Numeração dos carbonos a partir de C1 Segundo IUPAC, na numeração dos carbonos a partir de C1 há duas convenções: • O padrão de numeração delta inicia-se a partir de C1 com o grupo carboxílico e segue o padrão de numeração da calda hidrocarbonada. • No padrão de numeração ômega a numeração de C1 começa pela C18. Então, o carbono C18 da imagem passa a ser o C1 e o C9, da imagem, passa a ser o C10 e vice versa. É uma numeração invertida. OBS: Triacilgliceróis, fosfolipídios e eicosanóides são exemplos de lipídios que contém ácidos graxos na sua estrutura Triacilgliceróis – TAG A parte circulada em vermelho corresponde à porção hidrofílica (álcool glicerol) dessa gordura neutra. Ela é fundamental para a formação dos triacilgliceróis porque serve como ponto de ancoramento na hidroxila dos 3 carbonos para os ácidos graxos que irão constituir o TAG. Durante o processo de síntese ocorre a esterificação de caudas de ácidos graxos (caudas apolares e hidrocarbonadas) por meio do grupo carboxílico. Em suma, a formação do triacilglicerol acontece por meio de uma ligação éster entre o grupo carboxílico do ácido graxo com a hidroxila do glicerol. Além disso, a cauda do ácido graxo pode ser saturada, insaturada ou saturada e insaturada (um misto), com característica apolar. Apesar de ser uma gordura neutra apresenta a propriedade majoritariamente apolar, por isso, os TAG não têm um trânsito fácil na corrente sanguínea. Ao ingerir alimentos, o trânsito delas ocorre por meio de lipoproteínas, se elas forem oriundas do intestino são chamadas de quilomícrons e se oriundas do fígado são denominadas de VLDL. • Formas de transporte de TAG: lipoproteínas – quilomícrons e VLDL • Local de estoque: tecido adiposo Ácidos graxos em lipídeos de membrana Fosfolipídeos (polares) Considerados polares porque possuem cabeça polar, voltado para o lado extracelular e intracelular da bicamada lipídica, em contato com a porção aquosa. Fosfatidilcolina é um tipo de fosfolipídio bastante abundante nas membranas celulares. É um exemplo de glicerofosfolipídio/ácido fosfatídico (estrutura geral), o ligante X nesse caso é a colina. O que diferencia da estrutura geral é o ligante X. Plasmalogênios são um tipo de fosfolipídio de membrana do tipo fosfatidilcolina.. O que diferencia é a ligação de tipo éter ao invés da ligação éster presente no carbono 1 do glicerol. E é do tipo fosfatidilcolina porque apresenta a colina no ligante X. Ação dos plasmalogênios nos alvéolos pulmonares A imagem mostra que a parede alveolar interage com a hipofase aquosa e entre a luz do alvéolo e a hipófase aquosa há uma camada surfactante a qual permite a expansão alveolar na inspiração e evita o colabamento na expiração devido ao efeito tensoativo à medida que o ar sai e as paredes se aproximam. Assim, o plasmalogênio compõe 80% da camada de surfactante e é do tipo dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC). Glicolipídios (polares) A esfingomielina é um tipo de esfingolipídio com 3 unidades principais, a esfingosina, o ácido graxo e o ligante X, sendo que há uma ligação amídica entre os dois primeiros e o ligante X fica responsável por diferenciar os diferentes tipos de esfingolipídios de membrana. • Os glicolipídios neutros que possuem ligante x com glicose são constituintes da membrana plasmática de tecidos não neuronais • A ausência de uma enzima de degradação faz com que os gangliosídeos GM2 se acumulem nos lisossomos neuronais, causando retardo psicomotor, demência, cegueira e morte antes de 2 anos de idade. Clivagem de glicerofosfolipídio de membrana Fosfatidil-inositol (um tipo de glicerofosfolipídio) e sinalização celular via pkc (protein kinase C). Em verde é a molécula diacilglicerol e em laranja é o inositoltrifosfato como ligante. Por meio de um estímulo hormonal a enzima fosfolipase C é ativada e faz o rompimento da ligação e libera essas duas moléculas (DAG e IP3) que antes formavam o fosfatidil- inositol. Elas atuarão como mensageiros intracelulares de diversos processos. A imagem acima mostra a ativação da enzima fosfolipase C que atua no fosfatidil-inositol (PIP) e libera o IP3. Esse IP3 vaiate a enzima carreadora presente na membrana do retículo endoplasmático (sarcoplasmático) e se liga a ela, promovendo a liberação de cálcio para o citoplasma. O cálcio, então, vai até a proteína quinase C (PKC) para que essa possa atuar em suas atividades, além disso irá ativar várias enzimas que regulam expressão gênica. O IP3 é um mensageiro intracelular móvel que sinaliza a liberação de cálcio (essencial para funcionamento da quinase C) e o DAG é um mensageiro intracelular imóvel, fica na membrana e atua na ativação do PKC também. Eicosanóides – ácidos graxos com função hormonal • São derivados cíclicos do ácido araquidônico (tipo de ácido graxo poli-insaturado) – 20:4 (20 carbonos e 4 insaturações) Δ5,8,11,14 (posição das insaturações) – componente abundante de fosfolipídio de membrana • Compreendem as prostaglandinas, prostaciclinas, as tromboxanas e os leucotrienos (eicosanóides derivados do ácido araquidônico) • Hormônios parácrinos – agem no local que são produzidos Fosfolipase 2 quebra ligação do carbono 2 do glicerol da fosfatidilcolina, liberando ácido araquidônico livre COX 2 e lipoxigenase atuam no ácido araquidônico, formando tipos de eicosanóides. Isoprenóides • São sintetizados a partir da condensação de múltiplas unidades de isopreno • As unidades de isoprenos fazem parte de um grupo de lipídios chamados de terpenoides ou esteroides. Sigla TERPES Terpenos • São hidrocarbonetos acíclicos ou que apresentam uma porção cíclica na molécula • Exemplo: vitaminas lipossolúveis (A, E e K) Considerações gerais para as vitaminas lipossolúveis (ADEK) • Apenas CHO em sua composição • São absorvidas no intestino, em presença de gorduras na dieta • Digestão por bile e transporte linfático • Alto risco de toxicidade por megadoses (raro) • Excreção predominantemente fecal • Podem ser estocadas no tecido adiposo, muscular e, principalmente, no fígado (exceto vitamina K) Terpenos – vitamina A e derivados • No enterócito, a vitamina A pode ser absorvida como precursor de beta caroteno ou já hidrolisado, na forma de retinol • Beta caroteno chega ao lúmen intestinal, é convertido em retinal -> retinol -> retinil éster -> incorporado aos quilomícrons (CM) -> corrente sanguínea -> diferentes tecidos extra-hepáticos. • Quilomícrons podem conduzir um aparente excedente para o fígado, onde retinil ester é estocado ou convertido em retinol, quando necessário. • Retinol pode ser conduzido do fígado para circulação pelo RBP4, molécula lipofílica de proteína. Ações do β-caroteno e seus derivados • Majoritariamente obtido de fonte vegetal (folhosos, frutas e cenouras) • Absorve luz • No intestino é convertido em vitamina A/retinol e depois em éster retinil • O retinal (aldeído) é convertido em retinol • Caso o retinal sofra uma oxidação irreversível vira o ácido retinóico • Função do retinal: 1) Ciclo visual – visão das cores – cones e bastonetes (grupo prostético da rodopsina) 2) Crescimento 3) Reprodução 4) Manutenção das células epiteliais 5) Imunidade • O ácido retinóico é extremamente importante para a expressão gênica durante a diferenciação celular Terpenos – vitamina E • É um importante antioxidante • A forma ativa mais frequente é o alfa tocoferol • O anel aromático reage com formas reativas de radicais de oxigênio e ao interagir destrói o potencial nocivo dessas espécies reativas, protegendo componentes celulares, incluindo os lipídios de membrana • Transportada pelas lipoproteínas • Armazenado pelo adiposo e muscular • Evita a oxidação de LDL-e e, consequentemente, a formação de placas de ateroma • Termolábil – frituras destroem a vitamina E • Vitamina E protege contra danos aos eritrócitos e neurológicos Terpenos - Vitamina K1: filoquinona • Transportada pelas lipoproteínas • Não armazenável • Biodisponibilidade acima de 24h, menor que os outros subtipos • Biodistribuição da K1 e restrita, ocorre majoritariamente no fígado e lá exerce uma ação importante como cofator de uma enzima pró-coagulante • Vitamina k1 atua como cofator para que a protrombina seja convertida em trombina • Protrombina é precursora de trombina e é produzida no fígado de forma inativa e lançada na corrente sanguínea. Para que se converta em trombina sofre algumas modificações com o auxílio da vitamina K (cofator), como a carboxilação de resíduo de glutamato (Glu) (gama carboxiglutamato). Esses resíduos modificados vão atuar de modo a proporcionar a ligação de cálcio. • Deficiência de vitamina K atrasa a coagulação Isoprenoides – Esteroides • São derivados cíclicos do isopreno, sendo o ciclopentanoperidrofenantreno a estrutura fundamental dos esteróides • Formação de colesterol, vitamina D e hormônios Esteroide - Vitamina D • Substância cristalina solúvel em gorduras, usada no tratamento do raquitismo • Isoprenoide do tipo esteróide • Hormônio esteróide com 2 formas moleculares: -Colecalciferol – D3 (produzida na pele) (humanos e animais) -Ergocalciferol – D2 (derivada de fontes vegetais) As duas são biologicamente inativas (chamadas de calciol), podem ser carreadas por uma proteína ligante de vitamina D (VDBP) para a primeira modificação que ocorre no fígado (hidroxilação hepática na posição 25) e a segunda modificação que ocorre no rim (hidroxilação renal na posição 1), gerando o metabólito ativo 1,25 (OH)2D3, também chamado de calcitriol (1,25 diidroxicalcitriol) (1,25 diidroxivitamina D3) Ativação de vitamina D • D3 e D2 chegam no lúmen, ocorre a incorporação dessas formas inativas em lipoproteínas quilomícrons geradas no enterócito e alcançam corrente sanguínea atingindo órgãos alvos (fígado principalmente) • A outra forma de ativação é pela exposição da pele à radiação UVB ou uma fonte de calor, desencadeando a síntese da vitamina D3, a partir do precursor chamado 7- dehidocolesterol. Depois disso, é carreada por proteína ligante até o fígado. Fontes de vitamina D • A partir da pele do precursor 7-dehidrocolesterol e quando exposta ao sol ou fonte de colar é ativada • Fonte alimentar D2 -vegetal e D3- animal • Os dois casos passam pelo fígado formando o calcidiol (25- OHase) (25(OH)D3) e pelo rim virando calcitriol (1α25- (OH)2D3) que regula a absorção e metabolismo do cálcio e do fósforo junto com o PTH (paratormônio) • Após transformações, o mecanismo de ação pode ser tanto em associação aos receptores da membrana celular, desencadeando respostas intracelulares, quanto em associação a um receptor intranuclear, desencadeando a sua resposta de controle da expressão gênica de proteínas alvos, caracterizando o efeito genômico da vitamina D. Foi verificado que esses locais de receptores intranucleares estão próximos a genes associados a doenças no sistema imune, ajudando no controle de doenças relacionadas ao sistema imune. Funções da vitamina D • Regular metabolismo de cálcio e fósforo, essencial para a remodelação óssea • Aumenta absorção de cálcio (responsável por regular a coagulação sanguínea, ossos e dentes, contração muscular, sinalização de vias – produção de proteína, hormônios e neurotransmissores) • Evita doenças: Osteoporose – Doença cardíaca – Câncer – Doença autoimune – Depressão – Insônia – Artrite – Diabetes – Dor crônica – Psoríase – Fibromialgia – Autismo Considerações sobre vitamina D • A vitamina D3, da síntese cutânea ou da dieta, é metabolizada pelo citocromo P450s (HIDROXILASES), primeiro no fígado para a principal forma circulante, 25- OH-D3, e depois no rim para a forma ativa, 1α, 25- (OH) 2D3, que é um importante regulador endócrino do cálcio e homeostase do fosfato. • A vitamina D2 é uma forma alimentar de vitamina D derivada de plantas que sofre uma ação análoga conjunto de etapas de ativação para dar 1a, 25- (OH) 2D2, que se acredita ser equipotente 1α, 25- (OH) 2D3 na prevenção / curado raquitismo e possivelmente a outras vitaminas D ações no corpo. Algumas evidências sugerem que a vitamina D2 é eliminada com mais eficiência que a vitamina D3 e que os metabólitos da vitamina D2 são menos tóxicos do que seus D3 homólogos. • O citocromo P450 CYP27B1, também conhecido como 25- OH-D-1α-hidroxilase e acredita-se ser encontrado exclusivamente no rim, agora é conhecido por ser expresso em muitas células-alvo da vitamina D e acredita- se ser responsável pela ativação localizada de 25-OH-D a 1a, 25- (OH) 2D como parte de um sistema autócrino/ parácrino. Esteroide - Colesterol • Atua como lipídio estrutural • Estabiliza o arranjo linear dos ácidos graxos saturados das membranas, por interação de Van der Waals • Graças à hidroxila, permite o reposicionamento dinâmico de colesterol na bicamada lipídica • Precursor da síntese de hormônios esteroides • Mecanismo de ação: esteroide se associa a um receptor no citoplasma da célula e alcança o núcleo, onde vai regular a expressão gênica em diferentes regiões • Fontes alimentares: óleos vegetais (soja, canola, girassol), nozes, amendoim, sementes de gergelim, hortaliças, soja e grãos em geral. • Benefícios do fitosterol: redução dos níveis de colesterol total e LDL-colesterol e dificulta a absorção do colesterol. • Uma dieta balanceada com quantidades adequadas de vegetais fornece aproximadamente 200 a 400mg de fitosteróis. No entanto, é necessária a ingestão de 2g/dia de fitosteróis para uma redução média de 10-15% do LDL- colesterol. Indicados em associação a medicamentos como VASTATINAS* • Fitosterol não interfere nos níveis plasmáticos de HDL- colesterol. Outros exemplos importantes de lipídios Isoprenóides – terpenos Ubiquinona ou Coenzima Q10 (CoQ 10) ou Coenzima Q (CoQ) • É um transportador de elétrons na mitocôndria • Parte da CoQ é sintetizada a partir da tirosina, enquanto outra parte, é sintetizada a partir de Acetil-CoA. • Destacado no circulo vermelho é a coenzima Q (CoQ) na cadeia respiratória, de natureza lipídica, promovendo certa mobilidade na camada lipídica. Sendo uma facilitadora do transporte de elétrons, concomitante ao bombeamento de prótons, facilitando a síntese de ATP Dolicol • Dolicol (isoprenoide) é uma molécula lipídica no retículo endoplasmático sob a qual os oligossacarídeos são montados para a glicosilação das proteínas
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