Definição de ácidos graxos
Os ácidos graxos são compostos por cadeias de hidrocarbonetos que terminam com grupos de ácido carboxílico. Os ácidos graxos e seus derivados associados são os principais componentes dos lipídios. O comprimento e o grau de saturação da cadeia de hidrocarbonetos são altamente variáveis entre cada ácido graxo e dita as propriedades físicas associadas (por exemplo, ponto de fusão e fluidez). Além disso, os ácidos graxos são responsáveis pelas propriedades hidrofóbicas (insolúveis em água) exibidas por lipídios.
Função de ácidos graxos
Os ácidos graxos têm papéis importantes em: 1) vias de transdução de sinal; 2) fontes de combustível celular; 3) a composição de hormônios e lipídios; 4) a modificação de proteínas; e 5) armazenamento de energia dentro do tecido adiposo (células adiposas especializadas) na forma de triacilgliceróis.
Sinalização biológica
Os ácidos graxos estão envolvidos em uma ampla gama de vias de sinalização biológica. Após a ingestão alimentar de lipídios poliinsaturados, os produtos da peroxidação lipídica podem funcionar como precursores de poderosos mediadores de sinalização. Alguns exemplos dessa sinalização incluem produção eicosanóide, a peroxidação do LDL e a modulação de vias metabólicas e neurológicas.
De particular importância é o papel dos ácidos graxos na formação de eicosanóides, que são um grupo de moléculas de sinalização envolvidas na resposta imune. Os eicosanóides consistem em ácidos graxos poliinsaturados de 20 carbonos que formam os precursores de várias moléculas responsáveis pela agregação plaquetária, quimiotaxia e fatores de crescimento. A ingestão alimentar de ácidos graxos poliinsaturados também pode resultar na peroxidação do LDL. Quando o LDL peroxidado é engolido por macrófagos, a ativação imune resultante pode levar ao desenvolvimento da aterosclerose. Além disso, o aumento da ingestão de colesterol, ácidos graxos saturados e trans tem sido associado ao desenvolvimento de várias doenças cardiovasculares.
Em contraste com os efeitos negativos do colesterol LDL, ácidos graxos saturados e trans, a ingestão de ácidos graxos poliinsaturados monoinsaturados e ω-3 e ω-6 está associada a efeitos anti-inflamatórios. Em particular, esses ácidos graxos aumentam a captação de LDL circulante pelo fígado e reduzem a ativação de leucócitos e a reatividade plaquetária, a proliferação de linfócitos e a pressão arterial. Além disso, gorduras poliinsaturadas também são necessárias para o crescimento e desenvolvimento normais, bem como a regulação da acuidade e cognição visual no sistema nervoso central. Outros efeitos benéficos de ácidos graxos poliinsaturados foram observados em relação à inibição da proliferação de células cancerígenas e efeitos antitumorais em modelos animais.
O metabolismo dos ácidos graxos como fonte de combustível
O metabolismo dos ácidos graxos envolve a captação de ácidos graxos livres pelas células através de proteínas de ligação a ácidos graxos que transportam os ácidos graxos intracelularmente da membrana plasmática. Os ácidos graxos livres são então ativados via acil-CoA e transportados para: 1) as mitocôndrias ou peroxissomos a serem convertidos em ATP e aquecimento como uma forma de energia; 2) facilitar a expressão gênica por ligação a fatores de transcrição; ou 3) o retículo endoplasmático para esterificação em várias classes de lipídios que podem ser usados como armazenamento de energia.
Quando usados como fonte de energia, os ácidos graxos são liberados do triacilglicerol e processados em moléculas de dois carbonos idênticas às formadas durante a quebra da glicose; Além disso, as moléculas de dois carbonos geradas a partir da quebra de ácidos graxos e glicose são usados para gerar energia pelas mesmas vias. A glicose também pode ser convertida em ácidos graxos em condições de excesso de glicose ou energia dentro de uma célula.
Armazenamento de energia
Os ácidos graxos também são usados como uma forma de armazenamento de energia, pois gotículas de gordura compostas de triacilglicerol hidrofóbico dentro de células adipóticas especializadas chamadas adipócitos. Quando armazenados nesta forma, os ácidos graxos são fontes importantes de isolamento térmico e elétrico, bem como proteção contra a compressão mecânica. Os ácidos graxos são a forma preferida de armazenamento de energia sobre a glicose porque produzem aproximadamente seis vezes a quantidade de energia utilizável. O armazenamento na forma de moléculas de triacilglicerol consiste em três cadeias de ácidos graxos ligados a uma molécula de glicerol.
Formação da membrana celular
Uma das funções mais críticas dos ácidos graxos é a formação da membrana celular, que envolve todas as células e as organelas intracelulares associadas. Em particular, as membranas celulares são compostas por uma bicamada fosfolipídica composta por duas cadeias de ácidos graxos ligados ao glicerol e a um grupo de fosfato hidrofílico unido a um composto hidrofílico menor (por exemplo, colina). Assim, cada molécula de fosfolipídio possui uma cauda hidrofóbica composta por duas cadeias de ácidos graxos e uma cabeça hidrofílica composta pelo grupo fosfato. As membranas celulares são formadas quando duas monocamadas fosfolipídicas se associam às caudas que uniram uma solução aquosa para criar uma bicamada fosfolipídica.
Uma característica importante das membranas celulares é a fluidez da membrana, que se refere à viscosidade da membrana lipídica. A fluidez da membrana é influenciada pela diversidade das cadeias lipídicas que compreendem a membrana celular, incluindo o comprimento das cadeias e o nível de saturação. Quando a fluidez da membrana muda, a função e as características físicas da membrana também são alteradas. Por exemplo, o aumento do consumo de ácidos graxos ω-3 pode aumentar o nível de EPA e DHA nas membranas celulares. Quando essa incorporação ocorre nas membranas celulares das células da retina, há um aprimoramento na transdução de luz. Além disso, o aumento do acúmulo de ácidos graxos ω-3 nas membranas dos glóbulos vermelhos resulta em maior flexibilidade da membrana, potencialmente resultando em microcirculação melhorada.
Modificação de proteínas
Os ácidos graxos desempenham vários papéis críticos por meio de sua interação com várias proteínas. A acilação das proteínas é uma função importante dos ácidos graxos poliinsaturados, pois é crítico para a ancoragem, dobragem e função de múltiplas proteínas. Além disso, os ácidos graxos também podem interagir com várias proteínas do receptor nuclear e promover a expressão gênica, pois vários complexos de proteínas de ácidos graxos funcionam como fatores de transcrição. Dessa maneira, verificou -se que os ácidos graxos regulam a transcrição de genes relacionados ao metabolismo, proliferação celular e apoptose.
Tipos de ácidos graxos
Ácidos graxos insaturados (poliinsaturados e monoinsaturados)
Os ácidos graxos monoinsaturados contêm uma ligação dupla de carbono carbono, que pode ser encontrada em diferentes posições em toda a cadeia de ácidos graxos. A maioria dos ácidos graxos monoinsaturados tem entre 16 e 22 carbonos de comprimento e contém uma ligação dupla cis, o que significa que os átomos de hidrogênio são orientados na mesma direção, introduzindo uma curva na molécula. Além disso, a configuração do CIS está associada à instabilidade termodinâmica e, portanto, um ponto de fusão mais baixo em comparação aos ácidos graxos trans e saturados.
Os ácidos graxos poliinsaturados contêm mais de uma ligação dupla. Quando a primeira ligação dupla está situada entre a terceira e a quarta ou a sexta e a sétima átomos de carbono da ligação de carbono-oxigênio, eles são chamados de ácidos graxos ω-3 e ω-6, respectivamente. Os ácidos graxos poliinsaturados são produzidos apenas por plantas e fitoplâncton e são essenciais para todos os organismos superiores.
[‘Saturado’, ‘Saturada’]
Os ácidos graxos saturados são saturados com hidrogênio e a maioria são cadeias de hidrocarbonetos retas com um número par de átomos de carbono. Os ácidos graxos mais comuns contêm 12 a 22 átomos de carbono.
Corrente longa
Os ácidos graxos de cadeia longa (C16 e maior) podem ser saturados ou mono/poliinsaturados, dependendo da presença de uma ou mais ligações duplas na cadeia de carbono. O oleato é o ácido graxo monoinsaturado mais abundante de cadeia longa, com um comprimento de cadeia de 18 carbonos e uma ligação dupla localizada entre C9 e C10 da extremidade metil (C18: 1N-9). Além disso, os ácidos graxos de cadeia longa são insolúveis em água e circulam pelo plasma como um complexo esterificado, triacilglicerols ou formas não esterificadas ligadas à albumina.
Cadeia curta
Os ácidos graxos de cadeia curta são os principais produtos finais do metabolismo bacteriano no intestino grosso humano. Além disso, enquanto os ácidos graxos de cadeia curta são formados a partir de vários precursores por microrganismos anaeróbicos, os carboidratos são os progenitores mais comuns de ácidos graxos de cadeia curta.
Estrutura de ácidos graxos
Os ácidos graxos são compostos de cadeias de carbono contendo um grupo metil em uma extremidade e um grupo carboxil no outro. O grupo metil é denominado ômega (ω) e o átomo de carbono situado ao lado do grupo carboxil é denominado carbono “α”, seguido pelo carbono “β”, etc. As moléculas de ácidos graxos também têm duas regiões quimicamente distintas: 1) uma longa cadeia de hidrocarbonetos hidrofóbicos, que não é altamente reativa; e 2) um grupo carboxil (-COOH), que é hidrofílico e altamente reativo. Na membrana celular, praticamente todos os ácidos graxos formam ligações covalentes com outras moléculas através dos grupos de ácidos carboxílicos.
Como descrito acima, os ácidos graxos podem conter ligações duplas (ácidos graxos insaturados) ou nenhuma ligação dupla (ácidos graxos saturados) nas cadeias de hidrocarbonetos. A presença de ligações duplas resulta na formação de dobras ou torções nas moléculas e afeta a capacidade das cadeias de ácidos graxos de se acumular. Outras diferenças entre os ácidos graxos incluem o comprimento das cadeias de hidrocarbonetos, bem como o número e a posição das ligações duplas. A presença da ligação dupla também influenciará o ponto de fusão, pois os ácidos graxos insaturados têm um ponto de fusão mais baixo do que os ácidos graxos saturados. O ponto de fusão também é influenciado por haver um número par ou ímpar de átomos de carbono; Um número ímpar de carbonos está associado a um ponto de fusão mais alto. Além disso, os ácidos graxos saturados são altamente estáveis, enquanto os ácidos graxos insaturados são mais suscetíveis à oxidação.
Questionário
1. Os ácidos graxos insaturados e os ácidos saturados são distinguidos com base em: A. O comprimento da cadeia de hidrocarbonetos. B. O número de carbonos na cadeia de ácidos graxos. C. A presença de uma ligação dupla na cadeia de hidrocarbonetos. D. A falta de um grupo hidrofílico de fosfato.
Resposta à pergunta nº 1
C está correto. Os ácidos graxos insaturados contêm pelo menos uma ligação dupla, enquanto os ácidos graxos saturados são “saturados” com hidrogênio.
2. Qual das alternativas a seguir não é uma função dos ácidos graxos: A. Regulação imune B. Membrana celular C. Expressão do gene D. B e C Somente E. Nenhuma das opções acima
Resposta à pergunta nº 2
E está correto. Todos os sistemas listados requerem ácidos graxos.
3. Os ácidos graxos de cadeia curta são derivados de: A. plantas e fitoplâncton B. metabólitos bacterianos C. Óleo de coco D. gorduras animais
Resposta à pergunta nº 3
B está correto. Os ácidos graxos de cadeia curta são derivados dos produtos finais das bactérias colonizando o intestino.
Referências
- Alberts, Bruce, et al. (2002). Biologia molecular da célula, 4º. Ed. Garland Science: Nova York.
- Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Bioquímica. 5ª ed. W H Freeman: Nova York.
- Eric Duplus, Martine Glorian e Claude Foresti. (2000). Regulação de ácidos graxos da transcrição de genes. O Journal of Biological Chemistry. 275 (40): 30749-30752.
- Rustan, Arild C e Drevon, Christian A. (2005). Ácidos graxos: estruturas e propriedades. Enciclopédia das ciências da vida. John Wiley & Sons: Oslo, Noruega.
Última atualização em 19 de agosto de 2022