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Introdução a LIPÍDIOS Prof. Caio Lipídios: Grupo heterogêneo de substancias de origem biológica que são solúveis em solventes orgânicos com: metanol, clorofórmio, acetona, benzeno. São insolúveis ou pouco solúveis em água. Lipídios de Reserva: Lipídios estruturais das membranas: Lipídios como sinais, co-fatores e pigmentos: Funções: Combustível: - Principais transportadores de energia; -Quantitativamente representam a mais significativa reserva de energia dos animais; -Armazenadas inicialmente nos adipócitos; - Oxidados nas mitocôndrias (produção de coenzimas reduzidas). Estrutural: -Formação de membranas (anfipáticos); - Os típicos de membrana são os fosfolipideos, glicolipídeos e colesterol. Proteção de orgãos vitais: - Minimizam o choque mecanico. Auxiliam no processo digestório: - Detergentes Biliares contribuem para e umulsificaçao das gorduras; Isolantes: - Excelentes isolantes(térmico, mecânico e elétrico); -A impermeabilidade da membrana e íons gera diferença de potencial de membrana. (Transmissão do impulso nervoso). Funções especiais: - Sinalização (esteróides); - Funcionam como hormônios, mediadores e segundo mensageiro; - Formam Âncoras que fixam proteínas na membrana; - Cofatores de reações enzimáticas (vitamina K); -Podem apresentar sensibilidade a Luz (retinal carotenóide). -Antioxidantes NATURAIS: extraídos de plantas, óleos especiais: Licopeno que é apontado como o carotenóide de maior atuação antioxidante por conter 11 duplas ligações conjugadas em uma cadeia poliênica linear (MASCIO et al., 1989). AS VITAMISNAS LIPOSSOLÚVEIS (Não são formados pelo homem) - Os ácidos graxos são compostos que conferem aos lipídeos as principais propriedades, diferindo basicamente entre si pelo comprimento de sua cadeia de hidrocarbonetos (4 – 36 átomos de carbono) e a posição de suas ligações duplas. São derivados da hidrólise de gorduras animal, óleos vegetais, ou fosfodiacilgliceróis de membranas biológicas. Essas características são responsáveis pelas diferentes propriedades físicas e químicas desses compostos. - O número de carbonos e o número de duplas ligações na cadeia são mostrados por 2 números separados por dois pontos. Ex.: 18:2;9,12 (ácido linoléico). Insaturado (Vegetal) H H H H H H OH | | | | | | | R - C = C - C - C = C - C - C = O | | | | | | H H H H H H Saturado (Animal) H H H H OH | | | | | R - C - C - C - C - C = O | | | | H H H H Carne, gema, gorduras láteas da manteiga e queijo Monoinsaturado: • azeite de oliva • óleo de amendoim Poliinsaturado: • óleos de açafrão, milho, girassol, soja Saturados Insaturados Láurico 12 C Palmitoléico 15C (I) Mirístico 14 C Oléico 18 C (I) Palmítico 16 C Linoléico 18 C (II) Márgarico 17 C Linolenico (18C) (III) Esteárico 18 C Dois tipos de compostos bem comuns contendo ácido graxos. - Triacilgliceróis e ceras; Átomos de carbono - Ponto de fusão (oC) e ligações duplas 20:4 Ácido araquidônico -49 18:3 Ácido linolênico -11 18:2 Ácido linolêico -5 18:1 Ácido olêico 16 16:1 Ácido palmitolêico -0,5 20:0 Ácido araquídico 77 18:0 Ácido esteárico 71 16:0 Ácido palmítico 63 14:0 Ácido mirístico 58 12:0 Ácido láurico 44 Ácido Graxo Essencial Ácido Graxo Poliinsaturado ácido linoléico Cardiopatias Efeitos benéficos no perfil lipídico Prevenção de coágulos nas paredes arteriais OMEGA 3: ácido eicosapentasenóico ácido docosa-hexenóico ÔMEGA 3 - encontrados principalmente nos óleos de peixe de água fria tipo atum, arenque, sardinha e cavala - diminui o risco global de cardiopatia (prevenindo a formação de coágulos sobre as paredes arteriais), de contrair a doença pulmonar obstrutiva crônica (fumantes). : C O CH O C O H H H H R1 O C R2 O C R3 O C R1, R2, R3 são cadeia alquílicas de grande número de carbonos. Óleos: TAG que são líquidos a temperatura ambiente. Gorduras: TAG que são sólidos a temperatura ambiente. TRIGLICERÍDIO OS LIPÍDIOS MAIS SIMPLES CONSTITUÍDOS DE ÁCIDOS GRAXOS; NA MAIORIA DAS CÉLULAS EUCARIOTICAS OS TRIACILGLICERÓIS FORMAM UMA FASE SEPARADA DE GOTÍCULA MICROSCÓPICAS OLEOSAS NO CITOSOL DA CÉLULA; SERVE COMO DEPÓSITO DE COMBUSTÍVEL METABÓLICO; OS ADIPÓCITOS OU CÉLULAS DE GORDUROSAS ARMAZENAM GRANDES QUANTIDADES DE TRIACILGLICERÓIS COMO GOTAS DE GORDURAS. COMO COMBUSTÍVEIS ESTOCADOS OS TRIACILGLICERÓIS TÊM DUAS VANTAGENS SIGNIFICATIVAS SOBRE OS POLISSACARÍDEOS. OS ÁTOMOS DE CARBONO DOS ÁCIDOS GRAXOS SÃO QUIMICAMENTE MAIS REDUZIDOS,LIBERANDO DUAS VEZES MAIS ENERGIA POR GRAMA. POR SEREM HIDROFÓBICOS E POR ISSO DESIDRATADOS ,O ORGANISMO QUE TRANSPORTA GORDURA COMO COMBUSTÍVEL NÃO TEM O PESO EXTRA DA ÁGUA. O TECIDO ADIPOSO ESTÁ SOB A PELE, NA CAVIDADE ABDOMINAL E NAS GLÂNDULAS MAMÁRIAS . Lehninger, 2007. Sabões naturais são preparados pelo aquecimento dos triglicerídeos (gorduras animais ou óleos vegetais) com NaOH, em uma reação chamada de saponificação (Latim, sapo, sabão) Ceras: • Um éster de um ácido de cadeia longa e um álcool: • do Inglês antigo a palavra weax = favo de mel CERAS As folhas (proteção contra parasitas e evaporação excessiva de água); São as principais reservas alimentares na cadeia alimentar oceânica para o plâncton marinho; Lanolina (lã de carneiro), cera de abelhas, de carnaúba e óleo de espermacete são usados na fabricação de pomadas, loções e substâncias para dar lustro; As ceras são as principais fontes de reserva metabólicas do plâncton. Nos vertebrados as ceras são secretadas pelas glândulas da pele (capa protetora mantém pele flexível, lubrificada e a “prova de água”); O cabelo, a lã e o pelo dos animais são cobertos com secreções cerosas, pássaros secretam ceras nas suas glândulas uropigianas (próximas da cauda), torna as penas impermeáveis; Membranas Biológicas • Em solução aquosa, os fosfoglicerídeos formam espontaneamente uma bicamada de lipídeo, com arranjo costa a costa de monocamadas de lipídeo: • grupos de cabeças polares estão em contato com o ambiente aquoso; • caudas não polares estão reunidas dentro da bicamada; • a principal força dirigente da formação da bicamada de lipídeo é a interação hidrofóbica; • o arranjo das caudas hidrocarbônicas no interior pode ser rígido (se rico em ácidos graxos saturados) ou fluida (se rico em ácidos graxos insaturados) Fosfoacilgliceróis: • Fosfoacilgliceróis (fosfoglicerídeos) são o segundo grupo mais abundante dos lipídeos que ocorrem naturalmente; • Encontrado quase exclusivamente nas membranas das plantas e animais, que consistem tipicamente de 40% -50% de fosfoacilgliceróis e 50% - 60% de proteínas; • O mais abundante dos fosfoacilgliceróis é derivado do ácido fosfatídico, uma molécula no qual o glicerol é esterificado com 2 moléculas de ácido graxo e um ácido fosfórico; • Os 3 ácidos graxos mais abundantes nos ácidos fosfatídicos são: palmítico (16:0), esteárico (18:0) e olêico (18:1). O ácido fosfatídico: • esterificação com álcool de baixa massa molecular dá um fosfoacilglicerol; • os álcoois de baixo peso molecular mais comuns estão na tabela a seguir: Lecitina: Fosfoacilgliceróis Esfingolipídeos • contêm esfingosina, um aminoálcool de cadeia longa; Glicolipídeos: • Glicolipídeo: composto no qual o carboidrato está ligado ao - OH de um lipídeo; • muitos glicolipídeos são derivados de ceramidas. Esteróides • Esteróides: um grupo de lipídeos de plantas e animais que possui um anel tetracíclico na sua estrutura: As características comuns no sistema de anéis da maioria dos esteróides que ocorrem naturalmente estão ilustradas aqui: Estrógenos: hormônios sexuais femininos: • sintetizados nos ovários • responsáveis pelo desenvolvimento das características sexuais femininos secundários e pelo controle do ciclo menstrual. Andrógenos: • Andrógenos: hormônios sexuais masculinos :• sintetizados nos testículos; • responsáveis pelo desenvolvimento de características sexuais secundários: http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:Male_anatomy.png É de grande importância para as membranas biológicas; O grupo HO do 3° carbono é o grupo cabeça polar (estocagem e transporte do esterol); A presença de colesterol aumenta rigidez; membranas animais são menos fluidas (mais rígidas) do que membranas de plantas; As membranas de procariotos, que não contêm quantidades apreciáveis de esteróides, são mais fluidas. O colesterol -Aterosclerose • Lipídeos são transportados pela corrente sangüínea pela lipoproteínas: • os principais lipídeos são colesterol e seus ésteres de ácidos graxos Vitaminas Lipossolúveis • Vitaminas são divididas em 2 classes: lipossolúveis e hidrossolúveis Vitaminas lipossolúveis e suas funções: Vitamina A • Mais entendida importância da Vitamina A é a sua participação no ciclo visual nas célulasbastonetes; • a molécula ativa é a retinal (vitamina A aldeídica); • retinal forma uma imina com um grupo -NH2 da proteína opsina para formar o pigmento visual chamado de rodopsina; • o evento químico primário nas células-bastonetes é a absorção da luz pela rodopsina seguido pela isomerização da ligação dupla 11-cis para ligação dupla 11-trans. Vitamina D (colecalciferol) • Grupo de compostos relacionados que tem importância na regulação do metabolismo do cálcio e fosfóro; • a forma mais abundante no sistema circulatório é a vitamina D3. Vitamina E • Vitamina E é um grupo de compostos de estrutura similar, a mais ativa é alpha-tocoferol: • um antioxidante, aprisiona os radicais HOO• e ROO• formado como resultado da oxidação por O2 das cadeias de hidrocarbonetos insaturados nos fosfolipídeos da membrana. Vitamina K • O nome desta vitamina vem da palavra alemã Koagulation, significando sua importância no processo de coagulação: Prostaglandinas • Prostaglandinas: uma família de compostos que tem o esqueleto de 20 carbonos do ácido prostanóico: Prostaglandinas não são estocados nos tecidos desse modo, são sintetizados dos ácidos graxos poliinsaturados de 20 carbonos ligados a membrana em resposta aos disparos fisiológicos específicos: • um dos ácidos graxos poliinsaturados é o ácido araquidônico: Entre aqueles sintetizados do ácido araquidônico estão: Tromboxanos • Derivado do ácido araquidônico; • contém um éter cíclico de 4 membros dentro de um anel de seis membros; • induz agregação plaquetária e contração do músculo liso. Leucotrienos • derivado do ácido araquidônico; • encontrado nos leucócitos do sangue; • propriedade importante é a contração dos músculos liso, especialmente nos pulmões. Ácidos Graxos e Energia • Ácidos graxos em triacilgliceróis são as principais formas de estocagem de energia na maioria dos organismos: • suas cadeias carbônicas estão na forma altamente reduzida; • a energia produzida por grama de ácido graxo oxidado é maior do que aquele por grama de carboidrato oxidado. http://protium.us/projects/biodiesel.jpg Referências ABIOVE – Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais – www.abiove.com.br - acesso em 15 de setembro de 2004. ANTONIASSI, R. Métodos de avaliação da estabilidade oxidativa de óleos e gorduras. Boletim do CEPPA, v.19: p.353-380, 2001. CAMPBELL, M.K. Bioquímica, 3ª edição – Editora Artmed – São Paulo, 2002. DANIELLI, J. F. & DAVSON, H. (1935). J. Cell. Comp. Physiol., 5:495-508. GARCIA, E. A. C. Biofísica. Editora Savier, 2000. GARCIA, E. A. C. Biofísica. Editora Savier, 2000. DREOSTI, I.E. Bioactive ingredients: Antioxidants and polyphenols in tea. Nutrition Review. v.54, p.551-558, 1996. LEHNINGER, A. 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