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Lipídio

Última atualização em 20 de agosto de 2022

Definição

Um lipídio é um composto gordo, oleoso ou semelhante a uma cera que é insolúvel em água (hidrofóbico). É uma combinação de glicerol e ácidos graxos. Quando misturados em uma solução aquosa, os lipídios se dispersam em pequenas gotículas para produzir uma emulsão. Os lipídios são divididos em oito categorias: glicerolipídios, glicerofosfolipídios, esfingolipídios, acilos de gordura, lipídios de esterol, lipídios de pré -nol, sacarolipídios e policetídeos. Um lipídio tem várias funções no corpo humano, da construção da membrana celular ao armazenamento de energia.

Estrutura lipídica

A estrutura da molécula lipídica depende do tipo de lipídio, mas todos contêm o componente básico do ácido graxo. Um ácido graxo é uma cadeia reta de quatro a vinte e quatro átomos de carbono com átomos de hidrogênio que funcionam ao longo da cadeia de carbono e um grupo carboxil (-COOH) em uma extremidade. A presença do grupo carboxil fornece o componente ácido.

Como os átomos de carbono se ligam determina se um ácido graxo é saturado ou insaturado. As ligações únicas e de baixa reatividade produzem ácidos graxos saturados. Onde uma ou mais ligações duplas ou triplas estão presentes entre dois átomos de carbono, o ácido graxo é insaturado e tem um nível mais alto de reatividade com seus arredores. Bondson duplo ou triplo Uma única molécula de carbono transforma a corrente em uma conformação cis.

Cis e trans são formas de isômeros. Isômeros são moléculas com o mesmo número de átomos de cada elemento; No entanto, esses átomos podem ser organizados de maneira diferente. Acordos variados fazem as moléculas se comportarem de maneiras diferentes. Por exemplo, os isômeros cis são mais densos, mais solúveis em certos solventes e têm maior ebulição e pontos de fusão mais baixos.

CIS significa adjacente e descreve como as ligações ocorrem no mesmo lado de um átomo. Isso torna a molécula mais densa para um lado. Um isômero trans, onde os meios trans, têm ligações iguais em ambos os lados de um átomo.

Quando uma cadeia cis é mais densa de um lado, ela se dobra. Isso pode fornecer uma estrutura mais compacta, como no caso de um ácido graxo cis. Tais características e a distribuição de moléculas ligadas dão origem aos muitos tipos lipídicos diferentes.

Os ácidos graxos raramente existem como moléculas únicas e são mais comumente encontradas na forma de triglicerídeos (glicerolipídios). Um triglicerídeo é a combinação de três (tri) ácidos graxos e uma única molécula de glicerol. O glicerol é um álcool e denominado “Princípio doce de gordura” quando descrito pela primeira vez em 1783.

Os triglicerídeos são formados pela ligação de três ácidos graxos a uma molécula de glicerol. Os fosfolipídios se ligam da mesma maneira, mas contêm apenas dois ácidos graxos. Os títulos são ligações éster formadas por uma reação de condensação (veja a imagem acima). Onde três ácidos graxos se ligam ao glicerol, três moléculas de água são liberadas. No caso da formação de fosfolipídios, duas moléculas de água são liberadas.

Um triglicerídeo possui três grupos éster e às vezes é chamado de molécula de tri-ester. Os triglicerídeos formados a partir de isômeros cis são comumente líquidos (óleos) à temperatura ambiente; Aqueles com isômeros trans são geralmente sólidos. A maioria das gorduras trans é considerada prejudicial.

A reação da condensação pode ser revertida por uma reação de hidrólise. Quando a lipase da enzima está presente, a reversão ocorre muito mais rapidamente. A adição de água quebra as ligações éster e produz moléculas separadas de glicerol e ácidos graxos.

Síntese lipídica

A síntese lipídica ocorre quando um animal consome mais carboidratos do que o necessário para suas necessidades de energia. Os açúcares são convertidos em gotículas lipídicas que são armazenadas em células adiposas (células adiposas).

O tópico do metabolismo lipídico tende a ser confuso. É importante entender que existem dois processos – o primeiro é a produção de energia nas mitocôndrias quando os níveis de glicose são baixos; A segunda é a produção de moléculas lipídicas (síntese lipídica) usadas em várias funções em todo o corpo.

Catabolismo lipídico

As reações lipídicas catabólicas produzem energia a partir de triglicerídeos armazenados. Estes são processos de produção de energia. Os ácidos graxos devem primeiro ser separados do glicerol dentro das células lipídicas. Uma vez livre, eles viajam pela corrente sanguínea para células que contêm mitocôndrias. Como os ácidos graxos preferem não existir como moléculas singulares no corpo, eles devem se ligar a uma proteína no sangue (albumina). A albumina é um transportador sérico de ácidos graxos.

Uma vez no citoplasma celular, as enzimas fazem com que os ácidos graxos se tornem acilos de gordura. Um acila gordo pode se conectar a uma molécula de coenzima A (COA) para formar acil-CoA. Esta é uma cadeia de ácidos graxos ligada a uma coenzima A – uma reação chamada acetilação do CoA. Somente nesta forma pode lipídios entrar nas mitocôndrias.

Agora é hora de um processo chamado beta-oxidação. Este é o passo precursor para o ciclo Krebs, onde a energia intracelular é produzida. Lembre -se de que a oxidação beta é um passo na produção de energia a partir de gorduras quando os níveis de glicose são baixos. O metabolismo da glicose é um processo muito mais eficiente e, portanto, preferível.

A produção de energia intracelular é extremamente dependente da disponibilidade de acetil-CoA. Durante a oxidação beta, as moléculas de acil-CoA são reduzidas até que apenas cadeias de ácidos graxos muito curtos sejam deixados presos à molécula da coenzima A. Apenas uma molécula de dois (às vezes um) acetil-CoA pode ser usada diretamente no ciclo do ácido cítrico para produzir energia celular.

Biossíntese lipídica

O anabolismo lipídico descreve a produção de moléculas lipídicas complexas a partir de simples, usando energia na forma de trifosfato de adenosina (a fonte de energia produzida no ciclo do ácido cítrico). Como existem muitos tipos diferentes de lipídios, diferentes moléculas são formadas a partir de ácidos graxos básicos.

É acetil-CoA que inicia o processo. No entanto, as enzimas necessárias e até a localização diferem dos do processo catabólico. Isso impede que fontes importantes de acetil-CoA sejam esgotadas nas mitocôndrias. Sem a produção lipídica, nossa saúde é afetada negativamente, mas a incapacidade de uma célula de produzir energia é significativamente mais prejudicial.

As sintases de ácidos graxos (FAS) são complexos enzimáticos que ajudam a construir cadeias de ácidos graxos em acetil-CoA. Essas enzimas estão presentes em grandes quantidades em tecido adiposo e no fígado.

No retículo endoplasmático (ER), as cadeias acil gentas de acetil-CoA são alongadas dois carbonos por vez. Quando o COA é liberado e substituído por glicerol, os ácidos graxos são o resultado. A diferença entre acil graxo e ácido graxo é a molécula de espinha dorsal de COA ou glicerol, respectivamente.

Todos os ácidos graxos biossintetizados (produzidos dentro do corpo) são ácidos transfliços trans. As enzimas dessaturase ajudam a formar isômeros cis em um ponto posterior dentro do ER. Os seres humanos são incapazes de fazer cadeias de ácidos graxos muito longos insaturados (poliinsaturatos) e esses lipídios essenciais devem ser obtidos da dieta.

Quais lipídios são produzidos depende de instruções em nossos processos de sinalização de DNA e celular. Diferentes tipos e funções lipídicos são discutidos posteriormente.

Peroxidação lipídica

A peroxidação lipídica é um mecanismo potencialmente prejudicial se for deixado para continuar sem regulamentação. Quando os elétrons são retirados dos lipídios da membrana celular, ocorre peroxidação. As espécies reativas de oxigênio (ROS) reagem para produzir um radical instável de ácidos graxos (um ácido graxo ausente elétrons em sua concha de valência) e água.

Para se tornar mais estável, conforme exigido sob a regra do octeto, o radical de ácidos graxos reage com oxigênio. Mesmo assim, mesmo esses radicais são instáveis e continuam a reagir – geralmente entre si. Essa cadeia de eventos apenas pára quando a molécula se torna estável (não radical). A peroxidação lipídica é um efeito de bola de neve que só pode ser interrompida por antioxidantes.

Quando o processo não é interrompido, ocorre os danos em estruturas que contêm lipídios. São mais comumente as membranas de nossas células. Sabe -se que a peroxidação lipídica desempenha um papel no desenvolvimento do câncer.

Funções lipídicas no corpo humano

Ao estudar as funções lipídicas no corpo humano, é mais fácil olhar para as diferentes categorias, como mencionado na definição lipídica no topo desta página. As categorias lipídicas são descritas de acordo com os metabólitos lipídicos e a estratégia de vias (mapas lipídicos) Lipidomics Gateway Classification System.

Função de acila gordurosa

Como já vimos, os acilos graxos ligados ao COA são componentes importantes da produção de energia (catabolismo lipídico) e síntese lipídica (anabolismo lipídico). Os acilos gordurosos são, portanto, blocos de construção para todas as categorias lipídicas em todos os organismos vivos, incluindo plantas.

Um exemplo é o uso de acilos graxos na síntese de acilcarnitina que transporta ácidos graxos de cadeia longa para as mitocôndrias. Este sistema de transporte é chamado de traslado de carnitina.

Função glicerolipídica

A estrutura glicerolipídica já foi discutida, pois isso descreve o lipídio mais comum no corpo humano – o triglicerídeo. A maior parte de nossa gordura corporal é armazenada na forma de gotículas oleosas de triglicerídeos.

Também é possível que um glicerolipídeo seja um monoglicerídeo ou um diglicerídeo-uma ou duas cadeias de ácido graxo presas a uma molécula de glicerol, respectivamente.

Os gliceroglicolipídeos são uma subclasse de glicerolipídios, onde outros açúcares simples, como galactose, se ligam ao backbone do glicerol.

Função glicerofosfolipida

Os glicerofosfolipídios são os exemplos lipídicos mais citados em livros didáticos, pois formam a bicamada lipídica das membranas celulares.

A bicamada fosfolipídica produz uma membrana protetora e parcialmente permeável ao redor do citoplasma celular. Não apenas ácidos graxos e glicerol, mas também o ácido fosfórico determinam as características desse tipo lipídico.

Um exemplo de glicerofosfolipídeo é a lecitina (fosfatidilcolina) composta de ácido fosfórico, colina, glicerol e dois ácidos graxos. Existem diferentes formas de lecitina devido a diferenças na forma do isômero, comprimento da cadeia e graus de saturação de ácidos graxos.

A lecitina é usada na cozinha de gorduras e como um suplemento de saúde, embora pouca pesquisa tenha sido feita sobre seus benefícios fisiológicos.

Função esfingolipídica

Os esfingolipídios nem sempre contêm glicerol. Sua característica definidora é a presença de aminoácidos (espinha dorsal esfingóide) e um acil-CoA de cadeia longa.

Essa molécula também pode apresentar proteínas, ácido fosfórico e açúcar. Demonstrou -se que os esfingolipídios afetam a estrutura das membranas celulares e definem como essas membranas interagem com fluidos e células circundantes; Eles também ajudam a formar vesículas fagossomas.

Um grupo de esfingolipídios são as ceramidas, geralmente encontradas em produtos para a pele. Eles aumentam a força da membrana celular, mesmo na derme.

A pesquisa lipidômica mostrou que a acne geralmente mostra alterações nos lipídios da superfície da pele: níveis mais altos de glicerofosfolipídios, acilos de gordura e lipídios de esterol e níveis mais baixos de lipídios e sacarolipídios de pré -nol. Um estudo também relatou comprimentos de cadeia de ceramida mais curtos em homens com acne.

Função sacarolipídica

Quando o glicerol é substituído por açúcares como a glucosamina, moléculas importantes de sinalização são o resultado. O principal tópico da pesquisa sacarolipídica hoje é o glicano. KDO2-Lipid A é um glicano acilaminosugar da classe sacarolipídica. Funciona em nosso sistema imunológico e é importante para a transdução eficiente do sinal nervoso.

Os glicanos são unidades de sacarídeo ligadas a andaimes lipídicos ou proteínas. Eles cobrem a superfície de todas as células. Embora os patógenos possam reconhecer e anexar a eles, os glicanos são capazes de mudar de forma e evitar mais ataques. Eles obstruem ou incentivam as interações da membrana celular.

A glicosilação lipídica-a ligação do lipídio ao açúcar-é um estágio secundário de processamento de proteínas dentro da célula que determina a estabilidade e a função das proteínas. Ao adicionar ácidos graxos, diferentes proteínas de funcionamento são formadas.

A pesquisa realizada em reação à pandemia Covid-19 mostrou que os glicanos são importantes para o envelope do coronavírus e seu receptor de ligação. Os receptores virais à base de glicano apresentam ácido siálico ligado a lipídios. Quando nossas células se ligam aos ácidos siálicos da proteína de pico, as taxas de infecção viral aumentam no corpo. Isso também aumenta a taxa de transmissão de animais para humanos.

Função de policetídeo

Os policetídeos estão se tornando agentes anticrobianos e até anticâncer populares; Muitos de nossos antibióticos fazem parte deste grupo de classificação lipídica.

Os policetídeos naturais são formados a partir de acil-CoA, mas parecem ocorrer apenas em criaturas marinhas, como lesmas e plantas do mar, fungos e bactérias. Os seres humanos não parecem produzir policetídeos, mesmo que estejam presentes no corpo. Em vez disso, eles são produzidos pelas bactérias dentro de nós.

Os policetídeos são componentes importantes de uma ampla gama de medicamentos. Um exemplo de um medicamento à base de lipídios de policetídeo é a eritromicina antibiótica macrolídeo, usada para tratar uma variedade de infecções bacterianas.

Função lipídica do esterol

Os lipídios de esterol incluem hormônios esteróides com funções de sinalização essenciais. Todos os nossos hormônios adrenais e sexuais são lipídios de esterol. Os esteróides são uma subcategoria dos lipídios de pré -pe -senol, mas são tão estruturalmente distintos que recebem sua própria categoria.

O colesterol é um lipídio? Certamente. É um lipídio de esterol e o precursor de todos os hormônios esteróides. Como em todas as estruturas lipídicas do esterol, o colesterol é formado a partir de anéis de hidrocarbonetos.

O colesterol é um lipídeo extremamente importante encontrado nas membranas celulares, no cérebro, na bile e em várias vitaminas e hormônios. Ele desempenha um papel no transporte e sinalização intracelular. Também é encontrado em altas quantititos, juntamente com esfingolipídios, em jangadas lipídicas da membrana celular (áreas com muitos lipídios). As jangadas lipídicas estão associadas à transdução de sinal, transporte vesicular, organização do citoesqueleto e entrada de patógenos.

Enquanto níveis mais altos de colesterol costumavam ser vistos como um risco à saúde, o teste do painel lipídico no sangue agora tem mais probabilidade de observar a presença de triglicerídeos elevados para prever a doença cardiovascular.

Um perfil lipídico telas para a presença de triglicerídeos e colesterol no soro sanguíneo. Ele também mede a razão de lipoproteínas de baixa e alta densidade-LDL e HDL. As partes da proteína dessas duas moléculas são portadores do colesterol lipídico.

Função lipídica de pré -pe -senol

Os lipídios ou terpenóides de pré -colares compõem um grupo que inclui quinonas e certas vitaminas. Esses lipídios são o resultado de unidades terpenas que são formadas a partir de duas ou mais moléculas de isopreno. O isopreno é o hidrocarboneto sintetizado mais comum no corpo humano. Nós fazemos muito disso, pode ser detectado na respiração. Os ácidos graxos ligados a unidades de terpeno formam lipídios de pré -nol.

As vitaminas A, D, D, E e K solúveis são todas lipídios de pré-prenol. Os óleos essenciais que obtemos de plantas também são lipídios à base de isopreno. Outro grupo de lipídios de pré -nol, as quinonas, são essenciais para o metabolismo aeróbico intracelular em organismos vivos. Eles são conhecidos por proteger novamente as espécies de oxigênio reativas (ERO) e, por isso, são antioxidantes. É por isso que os óleos essenciais são usados para tratar uma série de condições médicas (aromaterapia).

Bibliografia

Aparecer esconder

Fahy, E, Cotter, D, Sud, M, Subramaniam, S. (2011). Classificação lipídica, estruturas e ferramentas. Biochimica et Biophysica Acta, 1811 (11), 637-647. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2011.06.009 Lundblad RL, MacDonald F. (2018). Manual de Bioquímica e Biologia Molecular: Quinta Edição. Boca Raton (FL), CRC Press.

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