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Lipídios Profa. Annamaria Dória Lipídios • São basicamente de ácidos graxos e álcool • São biomoléculas insolúveis em água e solúveis em solventes apolares (álcool, éter, clorofórmio e acetona) • São uma classe de moléculas bastante diversificada, incluem as gorduras, ceras, óleos e compostos relacionados. • Ao contrário das outras classes de compostos orgânicos, não são caracterizados por algum grupo funcional comum, e sim pela sua alta solubilidade em solvents orgânicos e baixa solubilidade em água. • Os lipídios tem densidades específicas mais baixas do que a água, o que explica porque em misturas de óleo e água o óleo flutua sobre a água formando duas fases. Principais Funções dos Lipídios Lipídeo Função Glicerofosfolipídeos e esfingolipídeos Componentes estruturais de membranas biológicas Gorduras e óleos Moléculas de estocagem intracelular, para energia metabólica Gorduras Isolamento térmico e enchimento Ceras Proteção superficial (componentes de paredes celulares, exoesqueletos e pele) Hormônios Esteróides Regulação e integração de atividades metabólicas em animais Eicosanóides Regulação da pressão sanguínea, da temperatura corpórea e da contração de alguns músculos de mamíferos Gangliosídeos e outros esfingolipídeos Reconhecimento celular (pela localização na superfície de célula) Gorduras – predominam radicais de ácidos graxos saturados; são "sólidas" à temperatura ambiente Produzidas principalmente por animais. (ligações simples entre carbonos) Óleos - predominam radicais de ácidos graxos insaturados; são líquidos à temperatura ambiente. Produzidas principalmente por plantas • (ligações duplas entre carbanos) Algumas definições • Hidrofóbicos: praticamente insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos como benzeno, éter e clorofórmio. Algumas definições • Anfipáticos: duplo caráter de um lipídio em relação à água, é polar e apolar ao mesmo tempo, isto é, possui solubilidade e insolubilidade em água. Ácidos Graxos: unidades fundamentais da maioria dos lipídios • São lipídios de estrutura mais simples • são ácidos carboxílicos, de cadeia aberta e longa (com 10 a 24 átomos de carbono). Estrutura de dois ácidos graxos com 18 carbonos Ácido Esteárico (saturado) Ácido oléico (insaturado) Ácidos Graxos Classificação e nomenclatura • Quanto ao tipo de ligação C-C • Identificação: nºde C; nº de posição de C=C. Saturados: somente ligações simples Insaturados: Monoinsaturado: 1 ligação C=C Poli-insaturado: 2 ou + ligações C=C 20:2 (9,12) C=C no de C Propriedades físicas são dependentes do comprimento e grau de insaturação da cadeia A dupla ligação não permite rotação e introduz uma curvatura rígida na cadeia Ponto de fusão Menos estável Mais estável (Mistura de ácidos graxos saturados e Insaturados) Ácidos graxos Saturados Os ácidos graxos completamente saturados na forma estendida empacotam-se em arranjos quase cristalinos estabilizados por muitas interações hidrofóbicas. Com átomos ao longo de todo o seu comprimento em interações de van der Waals com os átomos de moléculas vizinhas • Em ácidos graxos insaturados, a ligação dupla força uma dobra na cadeia hidrocabonada. • Ácidos graxos com uma ou várias dessas dobras não podem agrupar-se tão firmemente quanto os ácidos graxos totalmente saturados, e as interações entre eles são, portanto, mais fracas. • é necessário menos energia térmica para desordenar esses arranjos fracamente ordenados ESTRUTURA DE ALGUNS ÁCIDOS GRAXOS • Ponto de fusão dos ácidos graxos – Aumentam com o tamanho da cadeia – Diminuem com o grau de insaturação Esteárico Oléico Linoléico Linolênico Tf (oC) 69,6 13,4 - 5 -11 PF aumenta com o tamanho da cadeia PF diminui com o aumento de insaturações Solubilidade Quanto mais longa for a cadeia e menor o número de duplas, menor será a solubilidade em água Configurações Estáveis dos Ácidos Graxos em água Monocamada na interface ar/água Cabeça Polar (Carboxila) Cauda apolar (Hidrocarboneto) Micelas • Formados pela condensação de ácidos graxos com glicerol • São compostos por três ácidos graxos, cada um em ligação éster com uma molécula de glicerol. Glicerol 332 322 312 CHCHOCHO CHCHOCHO CHCHOCHO n n n OHCH CHOH OHCH 2 2 + + + Ácidos Graxos OH23 CHCHCOCH CHCHCCHO CHCHCOCH n n n 322 22 122 O O O • Gorduras são misturas de TAGs que diferem entre si na sua composição em AG 3 3 3 Triacilgliceróis (TAG) TAG • Moléculas apolares, hidrofóbicas e insolúveis em água • Na maioria das células eucarióticas, os triacilgliceróis formam uma fase separada de gotículas microscópicas de óleo no citosol aquoso, servindo como depósito de combustível metabólico. • Armazenados como gotículas microscópicas de óleo no citoplasma aquoso (depósitos gordurosos nas células) – Adipócitos (em vertebrados) Triacilgliceróis – armazenam energia e conferem isolamento térmico Figura: depósitos de gordura na célula – Secção transversal de tecido adiposo branco em humanos. Cada célula contém uma gotícula de gordura (branco) tão grande que espreme o núcleo ( corado em vermelho) contra a membrana plasmática. Os TAG’s também são armazenados como óleos nas sementes de várias plantas, fornecendo energia e precursores biossintéticos durante a germinação da semente. Triacilgliceróis – armazenam energia e conferem isolamento térmico Figura: depósitos de gordura na célula – Secção transversal de uma célula de semente de planta. As estruturas grandes e escuras são corpos proteicos, que estão rodeados por gordura de armazenamento nos corpos oleosos de coloração clara. Triacilgliceróis • Vantagem em usar triacilgliceróis para o armazenamento de combustível em vez de polissacarídeos: • a oxidação dos átomos de C dos ácidos graxos fornece mais que o dobro de energia do que os carboidratos (p. ex. Glicogênio e amido). Cada grama de gordura gera 9 kcal, enquanto que, cada grama de carboidratos ou proteínas geram 4 Kcal/g • Como os TG são Hidrofóbicos o organismo não deve suportar o peso extra da água de hidratação que está associada aos polissacarídeos armazenados ( 2g por grama de polissacarídeo) . Triacilgliceróis Os seres humanos apresentam tecido adiposo composto principalmente por adipócitos sob a pele, na cavidade abdominal e glândulas mamárias, - Humanos moderadamente obesos carregam cerca de 15 a 20 kg de TGs (fonte de energia por meses) depositados nos seus adipócitos. Em contrapartida, o corpo humano consegue armazenar na forma de glicogênio menos do que a quantidade de energia utilizada em um dia. Os carboidratos, como a glicose, oferecem certas vantagens como fontes rápidas de energia metabólica, uma das quais é a sua solubilidade imediata em água. Baleias cachalotes – se ajustam a densidade do ambiente Massa esponjosa c/ 4 ton. (triacilgliceróis e ceras - AG insat.) A cabeça é +ou- 1/3 do peso corporal Se alimentam em águas profundas (+frio) Num mergulho profundo o óleo se congela e se torna mais denso Durante o retorno a superfície o óleo se aquece e funde Fosfolipídeos: Componentes principais dos Lipídeos das membranas • Caráter Anfipático Cauda Apolar (hidrofóbica) Cabeça Polar (hidrofílica) OUTROS LIPÍDiOS IsoprenosUnidade estrutural básica de todos os Compostos Poliprenílicos (cinco átomos de C semelhante ao esqueleto do Isopreno) ,os quais incluem os Esteróides e as Vitaminas lipossolúveis Esteróides Lipídeos estruturais presentes na maioria das células eucarióticas; Mais comum em animais: colesterol Precursores de vários produtos com atividades biológicas específicas: Ex: hormônios esteroidais (potentes sinais biológicos que regulam a expressão gênica), ácidos biliares (agem como detergentes no intestino, emulsificando as gorduras da dieta) Colesterol é importante no organismo, produzido principalmente no fígado, mesmo que alimentação seja pobre em colesterol (um adulto, de peso médio, tem cerca de 250g de colesterol em seu organismo). Esteróides Colesterol Estigmasterol Colato de Sódio (sal biliar)Testosterona (Hormônio Esteróide) Estrutura característica: núcleo esteróide consistindo de quatro anéis fundidos, três com seis carbonos e um com cinco Vitaminas • Compostos essenciais para a saúde humana • não sintetizados somente obtidos pela dieta • Classes: - Lipossolúveis: Absorvidas junto à gordura; podem atingir níveis tóxicos; Vit. A, D, E e K. - Hidrossolúveis: não são acumuladas no organismo. Complexo B e vit.C