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Lipídeos - insolúveis em água (hidrofóbicos). - possuem diferentes funções. • Algumas das funções dos lipídeos: - Fonte de energia: Ácidos graxos. - Armazenamento de energia: Triacilgliceróis, Ceras biológicas. - Estrutura das membranas: Glicerofosfolipídeos, Esfingolipídeos, Esteróis. - Cofatores enzimáticos: Vitamina E, Vitamina K. - Transportadores de elétrons: Coenzima Q. - Pigmentos Fotossensíveis: Vitamina A – cis e trans Retinal. - Âncoras hidrofóbicas para proteínas: Diacilglicerol. - Agentes emulsificantes no trato digestivo: Ácidos Biliares (derivado dos esteróis). - Hormônios: Eicosanóides e Esteróides. - Mensageiros intracelulares: derivados dos Glicerofosfolipídeos e Esfingolipídeos. • Rancificação dos alimentos: modificação química que ocorrem quando alimentos ricos em lipídeos são expostos por muito tempo ao oxigênio do ar, afetando suas características organolépticas (cor, aroma, sabor, viscosidade) e nutricional. Alimentos rançosos: gosto e cheiro ruim. ❖ Ácidos Graxos - Extremidade polar: um grupo carboxílico - Uma cadeia de hidrocarbonetos (4 a 36 carbonos) * saturada (ligações simples) * insaturada (ligações duplas em cis ou em trans) * mono ou poliinsaturados. - Altamente reduzidos (rico em elétrons) - Sua oxidação (a CO2 e H2O) é altamente exergônica (gera muita energia) • Nomenclatura de Ácidos Graxos: IUPAC, Delta, Ômega, Comum a) Delta: numeração dos carbonos a partir do carbono da carboxila Ex1. 18:1(Δ9) Ácido Oleico 18 carbonos, 1 ligação dupla, a dupla está no carbono 9. Ex2. 18:0 Ácido Esteárico 18 carbonos, 0 ligação dupla, portanto saturado. Obs: a maioria dos ácidos graxos as duplas estão no Δ9, Δ12, Δ15. C O O- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 b) Ômega: numeração dos carbonos a partir do carbono ômega. Ex1. Ácido Graxo ômega-9 – 18:1(ω9) – Ácido Oleico 1 dupla ligação no carbono 9. O carbono 1 é o ômega (ω). • Ácidos graxos essenciais: não são sintetizados pelo organismo, precisam ser obtidos pela dieta. 1. Insaturados ômega-3 (ω3): - aumentam o HDL - diminuem LDL - evitam agregação plaquetária (anti-inflamatório) Ex. Ácido α-Linolênico (18C) (fonte: linhaça, oleaginosas) a partir desse sintetizamos outros ω3 (Ácido Eicosapentaenoico – EPA e Ácido Docosahexaenoico – DHA). EPA (20C) e DHA (22C) – (fonte: peixes de água gelada que se alimentam de plâncton que sintetizam esses ácidos graxos) 2. Insaturados ômega-6 (ω6): - NÃO aumentam o HDL - provoca inflamação (pró-inflamatório) Ex. Ácido α-Linoleico (18C) (fonte: oleaginosas e óleos vegetais). Razão saudável: 4(ω6) : 1(ω3). Excesso de ω6 interfere nos benefícios do ω3. Dieta Americana: 10(ω6) : 1(ω3) aumenta risco de doenças cardiovasculares. • Ácidos graxos NÃO essenciais: conseguimos sintetizar, não precisam obrigatoriamente ser obtidos pela dieta. - Insaturados ômega-9 (ω9): saudáveis pois aumentam o HDL. Ex. Ácido Oleico (18C) (fonte: azeite e abacate). C O O- 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 ω1 • Propriedades físicas dos Ácidos Graxos - Cadeia de hidrocarboneto: * quanto maior comprimento (mais carbonos) * e quanto menor nᵒ de insaturações * menor solubilidade em água - Ponto de fusão: * quanto maior nᵒ de insaturações cis * menor empacotamento entre os ácidos graxos * menor ponto de fusão (ou seja, líquido em temperatura ambiente) * quanto menor nᵒ de insaturações cis (ou seja, saturados, ou insaturados trans) * maior empacotamento entre os ácidos graxos * maior ponto de fusão (ou seja, sólido a temperatura ambiente) • Ácidos Graxos NÃO esterificados (grupo carboxilato livre) - transportados na corrente sanguínea pela proteína albumina. • Ésteres de Ácidos Graxos (sem grupo carboxilato livre) – Exemplo: Triacilglicerol - transportados na corrente sanguínea pelas lipoproteínas. • Hidrogenação parcial dos ácidos graxos (AG) na indústria. - Aumentam LDL (ruins para saúde): insaturados trans e saturados - Aumentam HDL (bons para saúde): insaturados cis - Alimentos naturais: em sua maioria são insaturados cis. Exceção: - Carne bovina: gordura saturada. - Produtos lácteos: insaturados trans - Alimentos industrializados: insaturados trans, e gordura saturada. ❖ Ésteres de Ácido Graxos do Glicerol (Triacilglicerol) - C – C = C – C- H H H H H H - C – C = C – C- H H H H H H - C – C = C – C- H H H H H H - C – C - C – C- H H H H H H H H H2 (Hidrogenação) Objetivo!!! AG Insaturado cis Óleo Vegetal (líquido) AG saturado Gordura Vegetal Hidrogenada (sólido) Resto de AG Insaturado cis AG Insaturado trans (sólido) Consequência!!! Glicerol Á c. G raxo (1) Á c. G raxo (2) Á c. G raxo (3) ••• • Ligação Éster G lic er ol Ác. Graxo (1) Ác. Graxo (2) Ác. Graxo (3) • • • • Ligação Éster - Triacilglicerol: 1 glicerol + 3 ácidos graxos. * Simples: 1, 2, 3 são ácidos graxos iguais. * Misto: 1, 2, 3 são ácidos graxos diferentes (a maioria). ✓ Assim, C2 é carbono quiral. * Totalmente hidrofóbico: sem grupo polar (grupo carboxila) livre • Função dos Triacilglicerol 1. Armazenamento de energia - 80% da massa de um adipócito é constituída de gotas de triacilglicerol no citosol. - os carbonos do triacilglicerol estão mais reduzidos (possuem mais elétrons), fornecendo mais energia que os carboidratos. - são hidrofóbicos, evita o peso da água. 2. Isolante térmico - Foca, Morsa, Pingüim (animais polares de sangue quente): superfície corporal recoberta com triacilglicerol. - Ursos (animais hibernantes): reserva de energia e isolante térmico. ❖ Ceras biológicas - são ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa com álcool de cadeia longa. - Ponto de fusão alto, ou seja, sólidos a temperatura ambiente. - Funções: 1) reserva energética: microrganismos marinhos (plâncton alimentos dos peixes). 2) Impermeabilidade: Humanos: pele, pêlo. Aves aquáticas: penas. Lã de carneiro (lanolina) – indústria farmacêutica e cosmética. Cera de abelha – indústria farmacêutica e cosmética. Gota de triacilglicerol Citosol (Ácido graxo) (Álcool) (ligação éster) (Ácido graxo) (Álcool) (ligação éster) ❖ Lipídeos estruturais em membrana - são 5 a 10% da massa seca da maioria das células. - Membrana biológica: dupla camada de lipídeos atuando como uma barreira à passagem de moléculas polares e íons. - Em vertebrados constituída por 3 tipos de lipídeos principais: 1. Glicerofosfolipídeos 2. Esfingolipídeos 3. Esteróis 1. Glicerofosfolipídeos - um tipo de fosfolipídeo (possui grupo PO-4). - PO-4 possui uma carga negativa em pH 7,0. - Nomenclatura: depende do grupo hidrofílico da “cabeça” que pode estar em pH 7,0: carregado negativamente ou neutro. As cargas contribuem para as propriedades de superfície das membranas. (LEC) (LIC) Moléculas anfipáticas “Cabeça” Hidrofílica (polar) “Cabeça” Hidrofílica (polar) “Caudas” Hidrofóbicas (apolar) G lic er ol Ác. Graxo saturado (C1) Ác. Graxo insaturado (C2) PO4 • • ≈ Ligação Fosfodiéster • Ligação Éster Álcool ≈ “caudas” hidrofóbicas “cabeça” hidrofílica- Grupo fosfato * Colina: fosfatidilcolina (-) (+) (carga líquida zero) * Etanolamina: fosfatidiletanolamina (-) (+) (carga líquida zero) * Serina: fosfatidilserina(-) (-) (+) (carga líquida negativa) * Glicerol: fosfatidilglicerol (-) (0) (carga líquida negativa) * Inositol 4,5-bifosfato: fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (-) (-) (carga líquida negativa) Grupo Hidrofílico Nome do Fosfolipídeo 2. Esfingolipídeos a) Fosfolipídeo com esfingosina (sem glicerol) - Esfingomielinas: ceramida + PO-4 + colina/etanolamina (-) (+) (carga líquida zero) - presente na face interna da membrana na bainha de mielina que reveste os axônios (neurônios). b) Glicolipídeo com esfingosina (sem glicerol, sem grupo fosfato) - Glicoesfingolipídeos: ceramida + carboidrato - presente na face externa da membrana celular (glicocálix). - Subdivididos em 3 tipos: b1. Cerebrosídeos: ceramida + monossacarídeo (carga líquida zero) Galactose em tecido neural (Galactocerebrosídeos) Glicose tecidos NÃO neurais (Glicocerebrosídeos) b2. Globosídeos: ceramida + oligossacarídeo (carga líquida zero) b3. Gangliosídeos: ceramida + carboidratos com carga negativa (ác. siálico) • Função dos Glicoesfingolipídeos: a porção dos carboidratos na face externa da membrana são sítios de reconhecimento na superfície celular (glicocálix). Ex1. Globosídeos: O tipo de oligossacarídeo ligado a membrana externa das hemácias define qual será o tipo sanguíneo (O, A, B). Es fin go si na Ác. Graxo PO4 • ≈ Ligação Fosfodiéster • Ligação Amida Colina/Etanolamina ≈ “caudas” hidrofóbicas - Ceramida “cabeça” hidrofílica Es fin go si na Ác. Graxo• Mono/oligossacarídeo * * Ligação Glicosídica a) b) - Glc Gal Gal NAc Glc Fuc Glc Gal Gal NAc Glc Fuc NAc Gal Glc Gal Gal NAc Glc Fuc Gal Ex2. O tipo/quantidade de gangliosídeo na face externa da membrana das células muda durante o desenvolvimento embrionário. Esses açúcares funcionam como ponto de reconhecimento para moléculas externas e células vizinhas. • Degradação dos Glicerofosfolipídeos e Esfingolipídeos endógenos ocorrem no lisossomo/peroxissomo. - defeito nas enzimas lisossomais/peroxissomais pode levar ao acúmulo de lipídeos causando doenças graves. Ex1. Adrenoleucodistrofia (ALD) - defeito de enzimas do peroxissomo. - acúmulo de ácidos graxos de cadeia longa nos tecidos cerebrais e adrenais. - causando a destruição da bainha de mielina, dificultando a transmissão dos impulsos nervosos. - sintomas: dificuldade de deambulação, disfunção adrenal, incontinência urinária, deterioração neurológica. - tratamento: ingestão de óleo de Lorenzo (rico em ácidos graxos de cadeia longa). O óleo interrompe a síntese endógena dos ácidos graxos, evitando seu acúmulo, estagnando a evolução da desmielinização. Ex2. Doença de Tay-Sachs - defeito na enzima hexosaminidase A. - acúmulo de gangliosídeos no encéfalo e baço. - sintomas: retardo no desenvolvimento, paralisia, cequeira, morte até 3-4 anos de idade. https://pt.wikipedia.org/wiki/Adrenoleucodistrofia https://pt.wikipedia.org/wiki/Enzima https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graxo https://pt.wikipedia.org/wiki/Tecido https://pt.wikipedia.org/wiki/Bainha_de_mielina 3. Esteróis - 4 anéis de carbono fusionados (núcleo esteroidal) + cadeia lateral alquila + “cabeça” hidrofílica. - Funções: * lipídeos estruturais nas membranas das células eucarióticas (colesterol). * precursor de diversos produtos com atividade biológica específica ▪ Hormônios Esteróides – testosterona, progesterona, estrógeno, aldosterona, cortisol. ▪ Ácidos Biliares – detergentes no intestino ▪ Precursor da vitamina D - Colesterol: principal esterol dos tecidos animais. Núcleo Esteroidal (3 anéis c/ 6C e 1 anel c/ 5C) Cadeia Lateral Alquila “cabeça” hidrofílica “caudas” hidrofóbicas ❖ Lipídeos como sinalizadores, âncoras hidrofóbicas, cofatores e pigmentos - lipídeos presentes em menor quantidade no organismo. 1. Sinalizadores Intracelulares e Âncoras hidrofóbicas - Glicerofosfolipídeos: Ex. Fosfatidilinositol 4,5-bifosfato → Diacilglicerol + Inositol 1, 4, 5-trifosfato. - O Fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2) na face interna da membrana serve como reservatório de moléculas mensageiras intracelulares (Inositol 1,4,5-trifosfato – IP3) que são liberadas dentro da célula em resposta a sinais extracelulares (hormônios) que interagem com receptores de superfície de membrana específicos (Ex. Receptores de Proteína G). A ligação do hormônio ao receptor de membrana ativa a Fosfolipase C por fosforilação. A Fosfolipase C-fosforilada (ativa) hidrolisa o PIP2, originando também âncoras hidrofóbicas (Ex. Diacilglicerol) na membrana interna para que outras proteínas sejam capazes de se ligar à membrana (Ex. Proteína-cinase C) e realizarem sua função. Glicerol Á c. G ra xo s at u ra d o (C 1) Á c. G ra xo in sa tu ra d o (C 2) PO4 Inositol PO4 PO4 Glicerol Á c. G ra xo s at u ra d o (C 1) Á c. G ra xo in sa tu ra d o (C 2) PO4 Inositol PO4 PO4 Hormônio se liga ao receptor extracelular do tipo Proteína G, ativando a Fosfolipase C que se encontra ancorada na membrana interna (PIP2) (IP3) Inositol 1,4,5-trifosfato livre no citosol se liga ao RE e libera Ca+2. Diacilglicerol âncora hidrofóbica para outras proteínas (Ex. Proteína-cinase C) Camada externa Camada interna 2. Mensageiros de células próximas: sinalização parácrina - Os Eicosanóides (ácidos graxos de 20C) são hormônios parácrinos atuam somente em células próximas do local que foram sintetizados. Não são transportados na corrente sanguínea. Os fosfolipídeos de membrana originam o Ácido Araquidônico (ác. graxo poli-insaturado de 20C), e este originaram as Prostaglandinas, Tromboxanos e Leucotrienos. a) Prostaglandinas: proteção gástrica e mediadores inflamatórios (febre e dor). b) Tromboxanos: causa agregação plaquetária (coágulo). c) Leucotrienos: encontrados nos leucócitos; leva a modulação do sistema imune. - AINES: antiinflamatórios não esteroidais. Inibidores de COX-1 e COX-2 com ação antiinflamatória (Ex. Ibuprofeno) por inibir a produção de prostaglandina, ou antiagregante plaquetário (Ex. AAS) por inibir a produção de tromboxanos. - AIES: antiinflamatórios esteroidais. Inibidores de Fosfolipase A2. Inibem a produção de prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos. Causa imunodepressão. Fosfolipídeos de membrana (COX 1 COX 2) Prostaglandinas e Tromboxanos X X AINES AIES 3. Mensageiros entre tecidos: sinalização endócrina - Hormônios esteróides (derivados do colesterol) são transportados pela corrente sanguínea em carregadores proteicos (albumina) até o tecido-alvo, entrando na célula ligando-se a receptores no núcleo e causando mudanças na expressão gênica, portanto, no metabolismo. a) Hormônios sexuais: testosterona (testículo) e estradiol (ovário, placenta). b) Hormônios adrenais: cortisol (metabolismo da glicose) e aldosterona (excreção de Na+ nos rins). * Fármacos esteroidais sintéticos (AIES): prednisolona, prednisona (antiinflamatórios potentes inibem síntese de ácido araquidônico). 4. Vitaminas Lipossolúveis ✓ Vitamina D3 ✓ Vitamina A ✓ Vitamina E ✓ Vitamina K 4.1. Precursora de Hormônios: Vitamina D3 e Vitamina A a) Vitamina D3 (Colecalciferol) → Homônio Calcitriol (regula a captação de Ca+2 no intestino) - Deficiência de vitamina D3 causa raquitismo. - Pacientes em tratamento de osteoporose devem ser suplementados com Vitamina D3 para ter melhor captação de Ca+2 no intestino. - Fonte Vit. D3: banho de sol ou suplementos alimentares. 7-deicrocolesterol colecalciferol (vitamina D3) 1,25-diidroxicolecalciferol (calcitriol) UV na pele fígado/rim b) VitaminaA (Retinol) - Precursor do ácido retinóico (hormônio para células epiteliais). - Precursor do cis Retinal (sinal neuronal para o cérebro). - Ácido retinóico: regula a expressão gênica no desenvolvimento do tecido epitelial (pele). É o composto ativo da droga tretinoína (Roacutan ®) utilizada no tratamento de acne grave e rugas da pele. - Retinal: um pigmento que inicia a resposta dos bastonetes e cones na retina à luz, produzindo um sinal neuronal para o cérebro. 4.2. Cofatores de oxirredução a) Vitamina E (Tocoferóis) - Associada à membrana, depósitos de lipídeos ou as lipoproteínas do sangue. - Antioxidantes biológicos, reagem com radicais livres (-OH / O2-) destruindo-os, protegendo, assim, que os ácidos graxos insaturados da membrana sofram oxidação, impedindo seu dano. - Fonte: ovos, óleos vegetais, germe de trigo. - Deficiência: pele escamosa, fraqueza muscular e esterilidade. b) Vitamina K - Sofre reações de oxidação e redução durante a formação da protombina ativa, (enzima responsável pela conversão de fibrinogênio a fibrina). A fibrina mantém o coágulo. - Fonte: vegetal verde-escuro (couve, espinafre, brócolis) - Deficiência: retardo da coagulação sanguínea (pode ser fatal). - Warfarina: anticoagulante sintético que inibe a formação de protrombina ativa (antagonista de vitamina K), utilizada no tratamento de pessoas em risco por coagulação excessiva (trombose crônica). Neste caso, esses pacientes devem evitar ingestão de alimentos contendo vitamina K. 1 molécula de β-caroteno 2 moléculas de Vitamina A1 (Retinol) cis-Retinal (pigmento fotossensível) trans-Retinal Ácido Retinóico (No escuro) Rodopsina + cis-Retinal (Na claridade) Rodopsina + trans-Retinal Luz Essa transformação nos bastonetes da retina manda sinais elétricos para o cérebro, que é a base da transdução visual. c) Coenzima Q (quinolonas) - Funcionam como transportadores lipofílicos de elétrons em reações de oxirredução que levam à síntese de ATP na mitocôndria.
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