Lipídeos: Estrutura e Funções

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BIOQUÍMICA 
GERAL 
Rodrigo Binkowski de Andrade
Lipídeos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Identificar a estrutura dos principais lipídeos nas células.
 � Reconhecer as diversas funções biológicas dos lipídeos.
 � Diferenciar a solubilidade em meio aquoso e em solventes orgânicos.
Introdução
Os lipídeos são biomoléculas que fazem parte de um grupo heterogêneo 
de substâncias, amplamente distribuídas em vegetais e animais, com 
a característica comum de insolubilidade em água. Neste texto, você 
vai estudar as principais funções dos lipídeos, sua estrutura e algumas 
propriedades químicas dessas biomoléculas.
O papel dos lipídeos
Em muitos organismos, óleos e gorduras são as formas principais de armaze-
nar energia, enquanto fosfolipídeos e os esteróis representam perto de metade 
da massa das membranas biológicas. Outros lipídeos, embora presentes em 
quantidades relativamente pequenas, desempenham papéis cruciais como 
cofatores enzimáticos, transportadores de elétrons, pigmentos que absorvem 
radiações luminosas, âncoras hidrofóbicas, agentes emulsificantes, hormô-
nios e mensageiros intracelulares. Os óleos e gorduras empregados como 
armazenamento de energia são derivados dos ácidos graxos (AG). Os AG 
são derivados dos hidrocarbonetos e seu estado de oxidação é mínimo, ou 
seja, eles são altamente reduzidos. A oxidação completa dos AG na célula é 
altamente exergônica. Em alguns animais, os triglicerídeos servem, além de 
reservatório energético, como isolante contra temperaturas externas muito 
baixas. A densidade baixa dos triglicerídeos permite a certo animais, como a 
baleia cachalote, equilibrar a densidade de seu corpo com a água fria circun-
dante, no mergulho em águas profundas. A maioria das gorduras animais é 
mistura de triacilgliceróis. Os óleos vegetais são compostos principalmente 
por AG insaturados e, assim, são líquidos à temperatura ambiente. Observe 
na Figura 1 alguns tipos de lipídeos existentes em nosso organismo.
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Estrutura, características físico-químicas 
e as diversas funções dos lipídeos
Os AG são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbônicas que contêm entre 
quatro e 36 carbonos, com ou não ligações duplas. A nomenclatura do principal 
ácido graxo sintetizado no nosso corpo é 16:0, conhecido como ácido palmítico, 
que tem 16 carbonos e é totalmente saturado. Existem outros tipos de AG de 
importância biológica, tais como o ácido oleico e ácido linoleico (Figura 2).
Figura 2. Ácidos graxos.
Fonte: Rodwell et al. (2017). 
As propriedades físicas dos AG e dos compostos que os contêm são de-
terminadas pelo comprimento e pelo grau de insaturação da cadeia hidrocar-
bônica. Quanto maior a cadeia hidrocarbônica do AG e menor o número de 
ligações duplas, menor a sua solubilidade em água. Nos compostos totalmente 
saturados, a livre rotação ao redor de cada ligação carbono-carbono (C-C) 
confere à cadeia hidrocarbônica uma grande flexibilidade. Uma dupla ligação 
CIS força uma curvatura na cadeia. 
Nos animais, os AG livres (grupo carboxilato livre) circulam no sangue 
ligados a uma proteína transportadora, a soroalbumina. Entretanto, os AG 
estão presentes principalmente como derivados de ácidos carboxílicos como 
os ésteres e as amidas. A ceras são ésteres de AG de cadeia longa saturada 
e insaturada (14 a 36 C) com álcoois de cadeia longa (16 a 30 C). Possuem 
propriedades repelentes da água e consistência firme (Figura 3).
3Lipídeos
Figura 3. O empacotamento de ácidos graxos em agregados estáveis.
Fonte: Nelson e Cox (2014).
Os lipídeos de membrana são anfipáticos e compostos principalmente por 
fosfolipídeos. Já os glicerofosfolipídeos possuem uma região hidrofóbica com-
posta de dois AG e um glicerol. O esfingolipídeo é composto de um ácido graxo 
e uma molécula de esfingosina (amina). Este grupo de lipídeos está envolvido 
em vários eventos de reconhecimento na superfície celular. Por outro lado, os 
esteróis possuem quatro anéis hidrocarbônicos fundidos e sintetizados a partir 
de isopreno. O colesterol é o mais importante esterol nos tecidos animais. É 
precursor para uma variedade de produtos e este grupo de lipídeos é o precursor 
dos demais esteróides. No organismo, o colesterol apresenta uma estrutura esteri-
ficada (Figura 4). O colesterol é transportado para os tecidos pelas lipoproteínas 
plasmáticas. Este esteroide estabiliza com arranjo linear dos AG saturados das 
membranas, por interações de van der Waals. Os ácidos biliares são derivados 
do colesterol que atuam na digestão de lipídeos.
Lipídeos4
Figura 4. Colesterol.
Fonte: Rodwell et al. (2017). 
Um grupo muito importante de lipídeos são os eicosanoides, derivados dos 
AG. Eles não são transportados entre os tecidos pelo sangue, mas agem no 
próprio tecido em que são produzidos. São sintetizados a partir de um derivado 
do ácido araquidônico. A maior parte dos leucotrienos é produzida pela via 
5-lipoxigenase, presente nos basófios, leucócitos, macrófagos e mastócitos. 
Estão envolvidos na função reprodutiva; na inflamação, na febre e na 
sensação de dor associada à doença; na formação de coágulos sanguíneos; na 
regulação da pressão sanguínea. São todos derivados do ácido araquidônico, 
um ácido graxo poliinsaturado com 20 átomos de carbono. Os eicosanoides 
podem ser divididos em 3 classes: prostaglandinas, tromboxanas e leucotrienos. 
As prostaglandinas contêm um anel de 5 C, agindo na regulação e síntese 
do AMPc. Algumas prostaglandinas estimulam a contração da musculatura lisa 
do útero durante o trabalho de parto ou menstruação. Outras afetam o fluxo 
sanguíneo para órgãos específicos, o ciclo entre vigília e sono e a sensibilidade 
de certos tecidos a hormônios como epinefrina e glucagon. Outros, ainda, elevam 
a temperatura corporal (febre) e provocam a inflamação, resultando em dor. 
As tromboxanas têm um anel de 6 C e um grupo éter. São produzidas 
pelas plaquetas e agem na formação dos trombos sanguíneos e na redução do 
fluxo do sangue para o sítio do coágulo. A síntese das tromboxanas TXA2 
e TXA3 é feita a partir da prostaglandina PGH2. Elas são produzidas pelas 
plaquetas e agem na formação dos coágulos sanguíneos e na redução do fluxo 
de sangue perto do coágulo. As principais funções: estimulação da contração 
da musculatura lisa e indução da agregação plaquetaria. Os AG ω-3 inibem a 
formação de TXA2 pelo ácido araquidônico. A TXA3 é menos trombogênica 
e apresenta menor risco de arteriosclerose
5Lipídeos
Por fim, os leucotrienos contêm 3 LD conjugadas. São sinais biológi-
cos potentes. Induzem, por exemplo, a contração da camada muscular que 
pavimenta as vias aéreas que conduzem oxigênio ao pulmão. A produção 
exagerada de leucotrienos provoca ataques de asma. Um resumo das funções 
das prostaglandinas pode ser conferido na Figura 5.
Figura 5. Visão geral da biossíntese e da função de algumas prostaglandinas, leucotrienos 
e tromboxanos importantes, derivados do ácido araquidônico.
Fonte: Harvey e Ferrier (2012).
As vitaminas lipossolúveis são compostos isoprenóides, sintetizados pela 
condensação de unidades de isopreno. A vitamina A é essencial para visão 
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e sua deficiência causa pele seca, xeroftalmia, membranas mucosas secas, 
desenvolvimento e crescimento retardado e cegueira noturna. Já a vitamina 
D, também chamada de colecalciferol, é derivada do colesterol. Forma-se 
normalmente na pele em uma reação fotoquímica catalisada pelo componente 
ultravioleta da luz solar. A vitamina D3, por si só, não é biologicamente ativa, 
mas é precursora do 1,25-di-hidroxicolecalciferol, potente hormônio que regula 
a absorção de cálcio no intestino e o equilíbrio entre liberação e deposição 
de cálcio e fósforo nos ossos. A deficiência de vitamina D causa raquitismo. 
A vitamina E previneo dano oxidativo aos lipídeos das membranas ce-
lulares A ingestão de AG deve ser casada com a ingestão de vitamina E, 
para não ocorrer problemas cardiovasculares. A forma ativa da vitamina E 
é o alfa-tocoferol e sua deficiência causa pele escamosa, fraqueza e atrofia 
muscular e esterilidade. Os tocoferóis reagem com, e destroem, as formas 
mais reativas do oxigênio, protegendo os AG insaturados da oxidação sendo 
um importante antioxidante. 
Já a vitamina K é cofator lipídico necessário para a coagulação sanguínea 
normal. Age na formação da prototrombina, enzima proteolítica que hidro-
lisa ligações peptídicas específicas nas proteínas sanguíneas fibrinogênio, 
convertendo-o em fibrina (proteína fibrosa insolúvel que mantém a estrutura 
do coágulo). A deficiência desta vitamina resulta em deficiência de coagulação. 
Assista ao vídeo a seguir para revisar quatro importantes 
grupos de lipídeos: triglicerídeos, fosfolipídeos, esteroides 
e ceras (RICOCHET SCIENCE, 2016).
https://goo.gl/WxdNCl
Uma quinona lipídica, a ubiquinona (coenzima Q) é derivada dos isoprenóis 
e funciona como transportador de elétrons na mitocôndria durante a produção 
de ATP. Os lipídeos que contêm AG unidos por ligações éster ou amida podem 
ser hidrolisados, por saponificação, pelo tratamento com ácido ou álcali, para 
liberar as suas partes componentes. Os triacilgliceróis são os lipídeos mais 
simples, constituídos de AG. São compostos de 3 AG, cada um em uma ligação 
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éster com uma única hidroxila do glicerol. São moléculas hidrofóbicas e não 
polares. Os triglicerídeos são estocados nos adipócitos, células especializadas 
em armazenar triacilgliceróis em pequenas gotas. Os adipócitos contêm lipases, 
enzimas que catalisam a hidrólise dos triacilgliceróis armazenados, liberando 
AG que serão exportados para os locais onde são necessários (Figura 6). 
Figura 6. Depósitos de gordura nas células.
Fonte: Nelson e Cox (2014).
Existem duas vantagens significativas no uso de triglicerídeos como com-
bustíveis de reserva, em lugar do glicogênio e do amido. A primeira delas é 
que os átomos de carbono dos AG são mais reduzidos que os dos açúcares, 
e a oxidação dos triglicerídeos libera mais do que o dobro de energia que a 
oxidação de carboidratos. A segunda, os triacilgliceróis são hidrofóbicos, e 
portanto, desidratados, e os organismos que usam as gorduras como combustí-
vel não precisam carregar o peso extra da água associada aos polissacarídeos. 
Nas células intestinais, a vitamina D estimula a síntese da proteína responsável pela 
absorção do cálcio, a calbindin. Junto com o PTH, promove a reabsorção óssea de 
cálcio e inibe a excreção de cálcio pelos rins.
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As principais funções dos lipídeos são reserva energética, isolamento 
térmico e proteção mecânica. Os átomos de C dos AG são quimicamente mais 
reduzidos que aqueles dos açúcares e, portanto, a oxidação dos triacilgliceróis 
libera uma quantidade de energia maior que a liberada pelos carboidratos. Nos 
vertebrados, os AG livres (não esterificados) circulam no sangue ligados não 
covalentemente a uma proteína carregadora, a albumina sérica. No entanto, 
os AG estão presentes no sangue principalmente como derivados de ácidos 
carboxílicos como ésteres e amidas.
Hidrogenação: os AG insaturados são convertidos industrialmente em gorduras sólidas 
por meio da hidrogenação catalítica. Esse processo é utilizado em margarinas de baixo 
custo para solidificar os óleos, por onde é adicionado hidrigênios nas ligações duplas 
dos AG. Geralmente esse processo gera a formação de alguns AG trans, no qual são 
extremamente nocivos à saúde.
Tabela 1. Ácidos graxos trans em alguns fast-foods e lanches. (Dados para alimentos prepa-
rados com óleo vegetal parcialmente hidrogenado nos Estados Unidos em 2002.)
Fonte: Nelson e Cox (2014).
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Uma produção excessiva de leucotrienos causa ataques de asma. A síntese de leuco-
trienos é o alvo de drogas para asmáticos, como a prednisona. Além disso, as drogas 
antiinflamatórias não esteroidais, como a aspirina, inibem a enzima prostaglandina H2 
sintetase que catalisa passo inicial na rota de conversão do ácido araquidônico em 
prostaglandinas e tromboxanas.
Via respiratória normal e via afetada pela asma.
Fonte: Asma (2017).
ASMA. Saúde e bem estar. Porto, 2017. Disponível em: <https://www.saudebemestar.
pt/media/86848/asma.jpg>. Acesso em: 02 out. 2017.
HARVEY, R.; FERRIER, D. Bioquímica ilustrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
NELSON D. L; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2014.
RICOCHET SCIENCE. Lipids. YouTube, 2016. Disponível em: <https://www.youtube.
com/watch?v=5BBYBRWzsLA>. Acesso em: 02 out. 2017.
RODWELL, V. W. et al. Bioquímica ilustrada de Harper. 30. ed. Porto Alegre: AMGH, 2017.
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