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Estrutura e Função de Lipídios
Lipídios
• Grupo heterogêneo de substâncias
amplamente distribuídas em animais e
vegetais
• Características: insolúvel em água e solúvel
em solventes orgânicos
Importância Biológica e função
• Membranas celulares (fosfolipídios, colesterol e glicolipídios)
• Reserva energética e isolante térmico (acilgliceróis)
• Hormonal (esteróides)
• Impermebilizante (ceras)
• Anti-oxidante (Vitaminas A e E)
• Digestiva (sais biliares)
Classificação
• Ácidos Graxos
• Acilgliceróis
• Fosfolipídios
• Glicolipídios
• Ceras
• Eicosanóides
• Isoprenóides (Terpenos e Esteróides)
Ácidos Graxos
• Ácidos carboxílicos com grupos laterais de longas
cadeias de hidrocarbonetos não ramificadas
• Ocorre na forma esterificada como principais
componentes dos vários lipídios
Molécula anfipática
• Grau de saturação da cadeia lateral
• Tipo de cadeia lateral
• Número de carbonos
• Necessidade na dieta
- par
- ímpar
- cadeia curta (2-8C)
- cadeia média (8-14C)
- cadeia longa (>14C)
Ácidos Graxos - Classificação
- monoinsaturados
- polinsaturados
- Essenciais
- Não essenciais
- linear
- ramificada
- cíclica
- hidroxilada
- saturados
-insaturados
• Saturados
– + de 14C
– Ligações simples
– Sólidos
– Gorduras animais
• Insaturados
– Ligações duplas (cis)
isoladas
– Líquidos
– Óleos Vegetais
Lehninger - Biochemistry, 4th Ed
Ácido Graxo Saturado
Ácido Graxo Insaturado
Ácidos Graxos
18:1 (9)ou
18:1 (D9)ou
18:1-D9
ou18:1;9
Número de carbonos Número de ligas duplas
Posição da liga dupla
• A partir do C1 (carboxila)
18:0
Ácidos Graxos - Notação Simplificada
Pertencem às séries Linoléica
(D9,12) e Linolênica (D9,12,15)
Série linoléica
Série linolênica
Ácidos Graxos Essenciais
• Saturados e monoinsaturados:
síntese humana
• Poliinsaturados: dieta
(vegetais)
– Precursores de
prostaglandinas;
– Contractilidade de
músculo liso;
– Modulações de recepção
de sinal hormonal.
Ácido Graxo X
Doença Cardiovascular
• Ácidos Graxos Saturados: os ácidos láurico, mirístico e
palmítico elevam o colesterol LDL
• Ácidos Graxos w-6: reduzem o colesterol LDL e o HDL
• Ácidos Graxos w-3: reduzem os triacilgliceróis plasmáticos e
reduzem o risco de formação de trombos
• Ácidos Graxos Monoinsaturados: reduzem o colesterol LDL
e elevam o colesterol HDL
Correlação Clínica
http://www.calmainefoods.com/hdl-ldl.jpg
• Físicas: 1. Isomeria geométrica
2. Solubilidade
3. Pontos de fusão e ebulição
• Químicas: Associadas à carboxila
1. caráter ácido
2. detergência
3. formação de ésteres
Associadas à cadeia carbonada
1. oxidação
2. hidrogenação
3. halogenação
Ácidos Graxos - Propriedades
1. Isomeria Geométrica
Ácido Esteárico
Ácido Graxo CisÁcido Oléico
Ácido Graxo TransÁcido Elaídico
Ácido Graxo CisÁcido Linolênico
Ácidos Graxos - Propriedades Físicas
Número de Carbonos
Solu
bilid
ade
2. Solubilidade dos Lipídios em Solução Aquosa
Ácidos Graxos - Propriedades Físicas
3. Pontos de Fusão e Ebulição
Ácidos Graxos Saturados
Mistura de Ácidos Graxos Saturados e Insaturados
Maior interação entre as moléculas
Menor interação entre as moléculas
Ácidos Graxos - Propriedades Físicas
Ponto de Fusão de Ácidos Graxos Insaturados
Nome Nº de
Carbonos
Nº de Ligas
Duplas
Ponto de
Fusão (°C)
Palmitoléico 16 1 0,5
Oléico 18 1 13,4
Linoléico 18 2 -5,0
Linolênico 18 3 -10,0
Araquidônico 20 4 -49,5
( Blanco,A. Química Biológica,1991)
Ácidos Graxos - Propriedades Físicas
Nome Nº de Carbonos Ponto de Fusão
(°C)
Láurico 12 43,9
Mirístico 14 54,1
Palmítico 16 62,7
Esteárico 18 69,9
Araquídico 20 75,4
Ponto de Fusão de Ácidos Graxos Saturados
Ácidos Graxos - Propriedades Físicas
( Blanco,A. Química Biológica,1991)
1. Caráter Ácido
Associadas à Carboxila
2. Detergência
R – COOH + NaOH R – COONa + H2O
R – COONa + H2O R – COO- + Na+ + H2O
Ácidos Graxos - Propriedades Químicas
CH3 – COOH CH3 – COO- + H+
O2
1. Oxidação
2. Hidrogenação
Associadas à Cadeia Carbonada
Ácidos Graxos - Propriedades Químicas
Elevam o colesterol LDL
Associadas à Cadeia Carbonada
Ácidos Graxos - Propriedades Químicas
2. Hidrogenação
3. Halogenação
Associadas à Cadeia Carbonada
Ácidos Graxos - Propriedades Químicas
Formação de Ésteres
Ligação éster
Lipídios - Ácidos Graxos
Gorduras Naturais a 25C
Óleo de oliva, líquido
Manteiga, sólido
(macio)
Gordura bovina, sólido
Ácid
os g
rax
os (
% d
o t
ota
l)
Temperatura de fusão: comprimento da cadeia insaturações
• AG Insaturados:
– + saudáveis;
– evita a formação de coágulos;
– + susceptíveis a ação de
enzimas – metabolismo de AG
• Fontes:
Ácidos Graxos
e Saúde
Lipídios de armazenamento
(neutros)
Lipídios de membrana(polares)
Triacilgliceróis
Fosfolipídios
Glicerofosfolipídios Esfingolipídios Esfingolipídios
Glicolipídios
Ácidos graxos
Ácidos graxos
Ácidos graxos
Ácidos graxos
Ácidos graxos Ácidos graxos Ácidos graxos
Lipídios
Ésteres de ácidos graxos com o álcool glicerol
Ácidos graxos
Ácidos graxos
Ácidos graxos
Acilgliceróis
Triacilglicerol Diacilglicerol1-Monoacilglicerol 2-Monoacilglicerol
• Homoglicerídios: Formado por 3 ácidos graxos
iguais.
Ex: triesteroilglicerol (3 ácidos esteáricos)
• Heteroglicerídios: Formado por 3 ácidos graxos
diferentes.
Ex: 1,3-palmitoil-2-oleil-glicerol (2 palmitato + 1 oleato)
Classificação dos Triacilgliceróis
Acilgliceróis
Triacilglicerol misto
• Reserva Energética
• Isolamento Térmico • Proteção Mecânica
Funções dos Triacilgliceróis
“Orgão esparmaceti”
Acilgliceróis
Hipertrigliceridemias
Causas:
• Genética: hiperlipidemias
• Secundária: diabetes, obesidade, alcoolismo, terapia por estrogênios, enfermidade hepática, pancreatite e estresse
Risco para doença cardiovascular
Disfunções dos Triacilgliceróis
Acilgliceróis Correlação Clínica
Cera de Abelhas - principal
componente: um éster do ácido
palmítico com um álcool
Ácido graxode cadeia longa
Álcool decadeia longa
Indústria farmacêutica e
cosmética
• Lanolina
• Cera de carnaúba
• Cera do óleo de espermacete
• Pássaros
Ceras
Fosfolipídios
Esfingolipídios
Glicerofosfolipídios
Éter Glicerolipídios
Esfingofosfolipídios
Glicolipídios
Ácido graxo
Ácido graxo
Ácido graxo
Ácido graxo
Ácido graxo
P
P
P
Outro Grupo
Glicídio
Outro Grupo
Outro Grupo
Lipídios de Membranas
Possuem:
• álcool = glicerol
• 2 ácidos graxos
• ácido fosfórico
• outro grupo = composto
nitrogenadoou poliálcool
Ácido graxo
Ácido graxo
P Outro Grupo
Estão implicados nos processos que permitem a absorção, o
transporte e as interações das substâncias lipídicas de um modo geral
Lipídios - Glicerofosfolipídeos
Estrutura Fundamental: Ácido Fosfatídico
Glicerol
Ácido Graxo
Ácido Graxo
Ácido Graxo
Ácido Fosfórico
Lipídios - Glicerofosfolipídeos
Fosfatidiletanolamina
Fosfatidilcolina (lecitina)
Fosfatidilserina
Lipídios - Glicerofosfolipídeos
Fosfatidilglicerol
Lipídios - Glicerofosfolipídeos
Fosfatidilinositol ou Fosfoinositídio
Cardiolipina
Devido à sua propriedade tensoativa a
fosfatidilcolina (dipalmitol-lecitina) impede a
oclusão dos alvéolos durante a expiração
expiração
inspiração
atelectasia
Alvéolo totalmente expandido no final da
inspiração
Alvéolo parcialmente
vazio no final da expiração normal
Alvéolo colabado por falta de surfactante
Correlação ClínicaLipídios - Glicerofosfolipídeos
PLCGa
Receptor
Ggb
O Fosfatidilinositol participa da transdução de sinal e ancoragem de glicoproteínas
Glicerofosfolipídios
Fofatidilinositol
Ácido graxo
P Outro Grupo
Possuem:
• álcool = glicerol
• ácido graxo
• ácido fosfórico
• outro grupo = composto
nitrogenado
Lipídios – Éter Glicerolipídios
PAF (Fator Ativador Plaquetário)
• estimula a agregação plaquetária
• estimula a liberação de serotonina (vasoconstritor)
pelas plaquetas
• mediador da hipersensibilidade
• mediador de reações inflamatórias
• mediador da resposta alérgica
Plasmalogênio
• constitui a bainha de mielina
• constitui as membranas do músculo cardíaco
Correlação ClínicaLipídios – Éter Glicerolipídios
Funções
Glicolipídios
• álcool = esfingosina
• ácido graxo
• glicídio
Ácido graxo
Glicídio
Esfingofosfolipídios
• álcool = esfingosina
• ácido graxo
• ácido fosfórico
• colina
Ácido graxo
P colina
Lipídios – Esfingolipídios
Ceramida=esfingosina+ácido graxo
Efingomielina forma a
baínha de mielina que
circunda os axônios nas
células nervosas.
Na Esclerose Múltipla a
perda da baínha de
mielina leva à lentidão
ou à interrupção da
transmissão nervosa
Lipídios – Esfingolipídios
Esfingofosfolipídio
Correlação Clínica
Galactocerebrosídio =
ceramida + galactose
Glicocerebrosídio =
ceramida + glicose
Glicolipídios
Gangliosídios = Ceramida + Oligossacarídio
Lipídios – Esfingolipídios
Oligosacarídeos
de glicoesfingolipídeos
são diferentes nos grupos
sanguíneos O, A e B
Correlação Clínica
Lipídios – Esfingolipídios
Glicoesfingolipídios
• Lipídios não saponificáveis
• Os Isoprenóides são sintetizados a partir da
condensação de múltiplas unidades de isopreno
• Compreendem os terpenos e os esteróides
Isoprenóides
Esteróides: hormônios endocrinos
Testosterona: testículo
Estradiol: ovário e placenta
Cortisol: adrenocortex (glicose)
Aldosterona: adrenocortex (sal)
Prednisolone e prednisone: drogas
antiinflamatórias
Isoprenóides - Esteróides Correlação Clínica
b-Caroteno - precursor da Vitamina A
Hidrocarbonetos acíclicos ou que apresentam uma
porção cíclica na molécula
Isoprenóides - Terpenos
Ações do b-caroteno e
seus derivados
Vitamina E é um Importante Anti-oxidante
Forma ativa: a-tocoferol
Vitamina E X Doenças Cardiovasculares
A ingestão de ácidos graxos insaturados deve ser casada com a ingestão de vitamina E
Isoprenóides - Terpenos
Vitamina K: coagulação sangüínea
Protrombina ativa
Ubiquinona: transportador de e- na mitocôndria
Isoprenóides - Terpenos
São derivados cíclicos do isopreno, sendo o ciclopentanoperidrofenantreno a estrutura
fundamental dos esteróides
Isoprenóides - Esteróides
OH em C3
Liga dupla Anel B
Colesterol: esterol precursor dos demais esteróides
OH em C7
OH emC3
OH em C12
Carboxila na cadeia lateral
Isoprenóides - Esteróides
Ácidos Biliares: derivados do colesterol – atuam na
digestão de lipídios
Síntese da forma ativa da Vitamina D3
1,25-dihidroxicolecalciferol
regula o metabolismo do
cálcio e do fósforo junto
com o PTH
(paratohormônio)
Isoprenóides - Esteróides
Antes do
tratamento com
VD3
Após 14 meses
de tratamento
com VD3
Hormônios
e são derivados
de ácido aracadônico
20:4(D5,8,11,14)
Prostaglandinas
-síntese de cAMP
-contração de músculo liso
-fluxo sanguíneo em alguns
órgãos
-ciclo de sono
-sensibilidade de tecidos a
outros hormônios
Tromboxanos
-coagulação sanguínea
-reduzem o fluxo de sangue
ao sítio do coagulo
Leucotrienos
-poderosos sinalizadoras biológicas
secretadas por leucócitos
-contração de músculo liso nos dutos
de pulmão
Superproducão: pode causar ataques
asmáticos e alergias contra drogas
como penicilina e venenos como o da
picada de abelha.
Eicosanóides
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
Lipídios (bicamada) de membrana – anfipáticos
Proteínas
Carboidratos: glicoproteínas ou glicolipídios
Face externa
Face interna
glicolipídio
Cadeias de ácidos graxos não-polares
Cabeças polares dos lipídios de
membrana
Proteína periférica
Proteína integral (hélice única
transmembrana
esterol
Proteína periférica covalentemente ligada ao lipídio
Proteína integral (hélices múltiplas transmembrana
Cadeias de oligossacarídeo da glicoproteína
Bicamada lipídica
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
Proteínas – interações hidrofóbicas com lipídios.
Mosaico fluido – sem interações covalentes –
lipídios e proteínas movem lateralmente.
Membranas Biológicas
• Interações hidrofóficas entre grupos apolares:
– Fluidez: modulada pelo colesterol
• Dependente da composição
de fosfolipídeos (caudas)
– Movimentação;
• Flip-flop: salto – raro
• Rotação e difusão lateral
– Flexibilidade (lipossomos).
http://www.ufmt.br/bionet/conteudos/15.09.04/mob_fosfo.jpg
• Assimetria
Membranas Biológicas
Degradação de
Fosfolipídeos de Membrana
Garrett & Grisham - Biochemistry, 2nd Ed
Transporte de soluto através de membranas biológicas
Transporte Passivo
Difusão simples
Difusão facilitada
Transporte Ativo: primário e secundário
ATPase Na+/K+; aminoácidos e açúcaresimpulsionados por Na+ no intestino.
Transporte único
Transporte duplo
Co-Transporte Contra-Transporte
Três classes gerais de sistemas transportadores
Transporte Passivo: Difusão Facilitada
Soluto hidratado
Transportador
Transporte da
glicose para dentro
dos eritrócitos
Transporte passivo: Difusão facilitada
Transportador da glicose: uma proteína integral da membrana
interior
exterior
D-glicose
Passo 1
Passo 2
Passo 3
Passo 4
Transporte ativo secundário
Transporte ativo primário
Energia da hidrólise de ATP direciona
o movimento do soluto contra
gradiente eletroquímico (íons Na+)
Movimento de um íon a favor de seu
gradiente eletroquímico
(estabelecido pelo 1º transporte)
fornece energia para direcionar o
transporte de um segundo soluto
http://bio.winona.msus.edu/berg/ANIMTNS/Na-Kpump.htm
• Defeitos genéticos nos
canais de Na+
dependentes de V dos
miócitos da membrana:
• paralisia periódica
hipercalêmica
• paramiotonia congênita
O transportador liga 3 Na+
do interior da célula
Fosforilação favorece conformação II
O transportador libera 3 Na+ para o exterior e liga 2 K+ do exterior da
célula
Defosforilação favorece a
conformação I
O transportador libera 2 K+ para o interior da célula
INTERIOR EXTERIOR
Transporte Ativo
ATPase Na+/K+
Galactosídeo permease
Lactose (exterior)
Bomba de próton
(inibida por CN-)
Lactose (interior)
combustível
Transporte ativo 1º de H+ para fora direcionado pela oxidação de combustíveis
estabelece gradiente de prótons e potencial elétrico
2º lactose p/ dentro envolve co-transporte de H+ e lactose pelo galactosídeo
Captação da lactose contra o gradiente - dependente do influxo de íons
direcionado pelo gradiente eletroquímico
Reações oxidativas: bloqueadas pelo CN- - transportador permite equilíbrio da
lactose dentro e fora pelo transporte passivo
Formação de glicose na membrana
do Retículo Endoplasmático
Cadeia RespiratóriaCadeia respiratória está localizada na membrana
mitocondrial interna
A perfeição com a qual a vida se apresenta é mantida também
pelos lipídeos e transporte de membranas
Referências- Reginald Garrett and Charles Grisham.
Biochemistry, 2ª edição.
- David L. Nelson e Michael M. Cox. Lehninger
Princípios de bioquímica, 3ª edição.
-Donald Voet, Judith G. Voet e Charlotte W. Pratt.
Fundamentos de bioquímica.
-Campbell e Farrel. 5a edição