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biomoléculas formadas por carbono, hidrogénio e oxigénio e caracterizadas por fraca solubilidade em água e elevada solubilidade em solventes orgânicos Da Wikipédia, a enciclopédia livre
Os lípidos (português europeu) ou lipídios (português brasileiro) ou lipídeos são moléculas com um amplo grupo de compostos químicos orgânicos naturais, que constituem uns dos principais componentes dos seres vivos, formados principalmente por carbono, hidrogénio e oxigénio, apesar de também poder conter fósforo, nitrogénio e enxofre, entre os quais se incluem gorduras, ceras, esteróis, vitaminas lipossolúveis (como as vitaminas A, D, E, e K), fosfolipídios, entre outros. Alguns lípidos são moléculas lineares ou curvadas e outros são compostos cíclicos. Podem definir-se, em linhas gerais, como moléculas relativamente pequenas hidrófobas ou anfipáticas. As hidrófobas podem dissolver-se em solventes apolares. As anfipáticas apresentam uma parte polar e outra não polar, e podem dissolver no meio aquoso estruturas como vesículas, lipossomas ou membranas.
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Entre as principais funções biológicas dos lípidos está o armazenamento de energia, o facto de se tratar de moléculas estruturais nas membranas e de intervir na sinalização celular.[1][2] Cada grama de lípidos armazena 9 quilocalorias de energia, enquanto cada grama de glicídio (carboidrato) ou proteína armazena somente 4 quilocalorias.[3] Os lípidos biológicos têm origem inteiramente ou em parte a partir de dois tipos de subunidades bioquímicas, nomeadamente os grupos cetoacil e isopreno.[1] Tendo em conta tal enfoque, os lípidos podem dividir-se em vários tipos: ácidos gordos, glicerolípidos, fosfoglicéridos (ou glicerofosfolípidos), esfingolípidos, sacarolípidos e policetídeos, derivados da condensação de subunidades de cetoácidos e lípidos esteróis (esteróis e esteroides) e lípidos prenólicos (isoprenoides), derivados da condensação de subunidades de isopreno.[1]
Apesar de o termo lípidos se utilizar por vezes como sinónimo de gordura, na realidade possui um significado mais amplo, uma vez que as gorduras constituiriam apenas os triacilglicerídios. Muitos lipídios contêm ácidos gordos como componente principal (triglicerídios, fosfolípidos). Os ácidos gordos apresentam uma reação característica denominada saponificação quando quimicamente reagidos com álcalis que dá origem a sabões. Os lipídios com ácidos gordos que apresentam esta reação de saponificação são denominados de saponificáveis.[4]
Os humanos e outros mamíferos possuem diversas vias metabólicas para sintetizar a maioria dos seus lípidos ou para degradá-los, porém alguns lípidos chamados ácidos gordos essenciais não podem ser sintetizados a partir de precursores simples no organismo, pelo que devem ser obtidos a partir da dieta. Os lípidos são aplicados em cosmética e na indústria alimentar e nanotecnologia.[5]
Dentre os principais marcos históricos de descobertas relacionadas a lipídios, destaca-se o estabelecimento do modelo de membrana celular. Em 1924, Frick determinou a espessura da membrana celular através de experimentos de medida da capacitância de soluções de eritrócitos. Gorter e Grandel realizaram experimentos de extração lipídica a partir das membranas celulares e foram capazes de observar a formação de monocamadas. O modelo de mosaico fluido atualmente conhecido foi proposto por Singer e Nicolson em 1972.
Além disso, outro marco histórico relacionado a história dos lipídeos em geral, consiste na realização de um Congresso Internacional de Bioquímica em 1922, onde estabeleceu-se que os ésteres que por hidrólise fornecem ácidos carboxílicos superiores (ácidos graxos) seriam enquadrados num grupo geral, os lipídios ou lípides (do grego lipo, gordura).[6]
Os lipídios são geralmente incolores, untuosos ao tato, pouco consistentes, apresentam densidade menor que a água, na qual são insolúveis porém emulsionáveis. São pouco solúveis em etanol a frio, mas solúveis a quente. São solúveis em sulfeto de carbono, clorofórmio, éter etílico, acetona, benzeno, gasolina e outros solventes orgânicos. Deixam no papel manchas gordurosas e translúcidas que não desaparecem com o calor.[6] Não são destiláveis por aquecimento nem a baixa pressão e decompõem-se pelo aquecimento.[6]
Como as gorduras são usadas em processo de fritura e seguidamente realizado em recipientes abertos, em temperatura elevada (180 – 200 °C), há o contato direto com o ar. Estas condições propiciam modificações físico-químicas nos óleos (como a termo-oxidação e a rancificação), algumas das quais são perceptíveis pelo próprio escurecimento das gorduras, o aumento da viscosidade, a formação de espuma e produção de fumaça. Essas transformações afetam o sabor que a fritura conferem aos produtos fritos, dificultando a aceitabilidade dos produtos, mas também produzem efeitos tóxicos como irritação gastrointestinal, a inibição de enzimas, a destruição de vitaminas e carcinogênese, quando da ingestão contínua e prolongada de produtos alterados quimicamente e rancificados.[7]
A gordura é um tipo de lipídio. Alguns alimentos ricos neste composto são: manteiga, margarina, frituras, doces, biscoitos recheados, carnes gordas, queijo amarelo, leite integral, requeijão, embutidos.[3]
Após uma refeição rica em lipídios, o sangue fica com um aspecto leitoso. É importante levar em consideração que os alimentos crocantes são os que mais contêm gordura trans, e evitar o consumo de carne com gordura visível é um cuidado simples e muito benéfico. O excesso de alimentos adiposos pode resultar em doenças cardiovasculares. Porém, a ausência destes no nosso corpo pode resultar em raquitismo. Por isso, é necessário que haja um equilíbrio.[3]
Fornecem mais energia que os carboidratos, porém estes são preferencialmente utilizados pela célula. Toda vez que a célula eucarionte necessita de uma substância energética, ela vai optar pelo uso imediato de uma glicose, para depois consumir os lipídios.
Os fosfolipídios são os principais componentes das membranas celulares. Do ponto de vista químico, um fosfolipídio é um glicerídeo combinado a um grupo de fosfato. A sua molécula lembra um palito de fósforo, com uma “cabeça” polar, e uma haste apolar, constituída por duas cadeias de ácido graxo.[3]
Nas membranas biológicas, eles ficam organizados em duas camadas, que se incrustam com moléculas de certas proteínas.[3]
Auxiliam na manutenção da temperatura do corpo, por meios de uma camada de tecido denominado hipoderme, a qual protege o indivíduo contra as variações de temperatura mantendo a homeostasia corpórea.
A gordura age como suporte mecânico para certos órgãos internos e sob a pele de aves e mamíferos, protegendo-os contra choques e traumatismos.
Por causa de sua origem em nossa alimentação, não é difícil se ver uma classificação trivial e útil na nutrição das gorduras em gordura animal e gordura vegetal. Um exemplo de gordura animal é a banha de porco, uma gordura vegetal comum é o azeite de oliva.
Constituem os óleos e as gorduras, que diferem entre si quanto ao ponto de fusão. À temperatura ambiente, os óleos são líquidos, pois um ou mais dos ácidos graxos têm predominância de insaturações na cadeia. E as gorduras são sólidas pelo fato dos ácidos graxos terem predominância de saturação na cadeia.[3] Os glicerídeos possuem elevados teores energéticos e são os principais componentes lipídicos da dieta humana.
Em mamíferos que vivem em regiões polares, como a baleia, a gordura forma uma espessa camada subcutânea ou "colchão adiposo", que envolve o corpo e permite o isolamento térmico do animal em relação ao ambiente frio. As moléculas dos glicerídeos podem ter um, dois ou três ácidos graxos associados ao glicerol, um álcool conhecido como glicerina. Ácidos graxos são compostos de longas cadeias de carbono, saturadas ou não, que formam os ésteres das gorduras e dos óleos.
São ácidos carboxílicos constituídos de cadeias hidrocarbonadas de quatro a trinta e seis átomos de carbono e representam uma importante fonte de energia para as células. São considerados anfipáticos por apresentarem uma extremidade polar (hidrofílica) e uma extremidade apolar (hidrofóbica).
Em temperatura ambiente (25°C), os ácidos graxos saturados de 12 a 24 átomos de carbono possuem consistência cerosa, ao passo que os ácidos graxos insaturados do mesmo comprimento são líquidos e oleosos. Dessa forma, o ponto de fusão dos ácidos graxos insaturados é menor do que os ácidos graxos saturados.
Entre os diversos ácidos graxos esterificados nos lipídios destacam-se:
As propriedades dos ácidos graxos e dos lipídeos deles derivados dependem muito do comprimento da cadeia e do grau de saturação. Os ácidos graxos insaturados têm ponto de fusão mais baixos que os saturados com o mesmo comprimento. Por exemplo, o ponto de fusão do ácido esteárico é 69,6°C, enquanto o do ácido oleico (que contêm uma dupla ligação cis) é 13,4°C. Os pontos de fusão dos ácidos graxos poli-insaturados da série C18 são ainda mais baixos. O comprimento da cadeia também afeta o ponto de fusão, como é ilustrado pelo fato de que a temperatura de fusão do ácido palmítico (C16) é 6,5 graus abaixo daquela do ácido esteárico (C18). Assim, a cadeia curta e a insaturação acentuam a fluidez dos ácidos graxos e de seus derivados.
Os nomes dos ácidos graxos baseiam-se em seus hidrocarbonetos correspondentes
Os ácidos graxos são longas cadeias hidrocarbonadas, com vários comprimentos e graus de insaturação, que terminam em carboxilas, grupamentos ácidos. O nome sistemático de um ácido graxo é derivado do nome do hidrocarboneto correspondente, pela substituição do final por óico. Por exemplo, o ácido graxo saturado com C18 é chamado de ácido octadecanoico porque o hidrocarboneto correspondente é o octadecano. Um ácido graxo com C18 e uma dupla ligação é chamado de octadecenoico; com duas octadecadienoico; e com três, octadecatetranoico. A notação 18:0 denota um ácido graxo com 18 carbonos e nenhuma dupla ligação, enquanto 18:2 significa que há duas ligações duplas. As estruturas das formas ionizadas de dois ácidos graxos comuns ácido palmítico (C16 saturado) e oleico (C18 monoinsaturado).
Os átomos de carbono dos ácidos graxos são numerados a partir do terminal carboxílico. Os átomos de carbono 2 e 3 são com frequência referidos, respetivamente, como α e β. O carbono da metila na extremidade distal da cadeia é chamado de átomo de carbono ω. A posição de uma dupla ligação é representada pelo símbolo Δ seguido de um número em índice superior. Por exemplo, cis-Δ9 significa que há uma dupla ligação cis entre os carbonos 9 e 10; trans –Δ2 indica que há uma dupla ligação trans entre os carbonos 2 e 3. Uma alternativa é denotar a posição de uma dupla ligação, contando a partir da extremidade distal, com o carbono metílico como o número 1. Um ácido graxo ω-3, por exemplo, tem a estrutura mostrada na margem. Os ácidos graxos se ionizam em pH fisiológico e portanto, é adequado se referir a eles de acordo com sua forma de carboxilato: por exemplo, palmitato ou hexadecanoato.
Os eicosanoides são hormônios parácrinos, substâncias que, em vez de serem transportadas pelo sangue para agir sobre células em outros tecidos ou órgãos, agem apenas sobre as células próximas ao local de síntese do próprio hormônio. Esse derivado de ácidos graxos tem um variado número de efeitos dramáticos em tecidos de vertebrados. Sabe-se que estão envolvidos nas funções reprodutivas, na inflamação, na febre, na dor associada a lesões ou doenças; na formação de coágulos sanguíneos e na regulação da pressão arterial, na secreção de ácido no estômago; e em vários outros processos importantes tanto na saúde como nas doenças humanas.
Todos os eicosanoides são derivados do ácido araquidônico (20:4(Δ5,8,11,14)), o ácido graxo poli-insaturado com 20 átomos de carbono do qual eles tomam o nome genérico (do grego eikosi, vinte). Existem três classes de eicosanoides: prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos.
As prostaglandinas contêm um anel com cinco carbonos derivado da cadeia do ácido araquidônico. As prostaglandinas agem em muitos tecidos regulando a síntese da molécula mensageira intracelular 3´, 5´ – AMP cíclico (cAMP). Como o cAMP é um mediador na ação de muitos hormônios, as prostaglandinas afetam um amplo espectro de funções celulares e teciduais. Algumas prostaglandinas estimulam contrações do músculo liso do útero durante a menstruação e o parto. Outras afetam o fluxo sanguíneo a órgãos específicos, o ciclo sono-vigília, e a sensibilidade de certos tecidos hormônios tais como epinefrina e glucagon. As prostaglandinas de um terceiro grupo elevam a temperatura do corpo (produzindo febre) e causam inflamação e dor.
Os tromboxanos têm um anel de seis membros contendo um grupo éter. Eles são produzidos pelas plaquetas sanguíneas e agem na formação de coágulos sanguíneos e na redução do fluxo de sangue ao sítio do coágulo. Os compostos anti-inflamatórios não esteroides (NSAIDs) aspirina, ibuprofeno e meclofenato, por exemplo inibem a enzima prostaglandina H2 sintase (também chamada cicloxigenase ou COX) que catalisa uma etapa inicial na via do araquidonato a prostaglandinas e tromboxanos.
Os leucotrienos, encontrados inicialmente em leucócitos, possuem três duplas ligações conjugadas. Eles são poderosos sinais biológicos. Por exemplo, o leucotrieno D4, derivado do leucotrieno A4, induz a contração do músculo que reveste as vias aéreas que levam ao pulmão. A superprodução de leucotrienos causa ataques de asma , e a sua síntese é um dos alvos de drogas antiasmáticas como a prednisona. A forte contração dos músculos lisos do pulmão que ocorre no choque anafilático é parte da redação potencialmente fatal em indivíduos hipersensíveis a picadas de abelhas, penicilina ou vários outros agentes.
Dentre os glicerídeos, os principais em suas formas naturais e extraíveis são:
Os óleos ditos secativos contém glicerídeos de ácidos graxos insaturados, com múltiplas ligações. Devido a esta insaturação de suas moléculas eles se polimerizam e se oxidam quando em contato com o ar, transformando-se em películas finas, resinosas e transparentes quando aplicadas sobre superfícies. Por esta propriedade são aproveitados em formulações de vernizes e tintas e diversas formulações de revestimentos de superfícies.
Incluem os glicerofosfolipídeos, os esfingolipídeos e as esfingomielinas.
As esfingomielinas contêm fosfocolina, ou fosfoetanolanina como seu grupo-cabeça polar, e são classificados como fosfolipídeos juntamente com os glicerofosfolípideos. Essas esfingomielinas guardam semelhança, com as fosfatidilcolinas em suas propriedades gerais e estrutura tridimensional, e pelo fato de não ter carga nos seus grupos cabeça. Também estão presentes nas membranas plamáticas de células de animais, e são especialmente importantes na mielina, uma lâmina membranosa que envolve e isola os axônios em alguns neurônios, daí se dá o nome esfingomielinas.
Os glicoesfingolipídeos,que ocorrem principalmente na face externa da membrana plasmática, têm grupos cabeça com um ou mais açucares ligados diretamente ao - OH, em C-1 da porção ceramida, não contendo fosfato. Os cerebrosídeos, têm um único açúcar ligado á ceramida, aqueles com galactose são caracteristicamente encontrados na membrana plásmatica de células em diferentes tecidos neurais. Já os globosídeos, são glicoesfingolipídeos neutros (sem carga elétrica), com dois ou mais açucares; usualmente D - glicose, D - galactose ou N - acetil - D galactosamina. Cérebrosídeos e globosídeos são às vezes, também chamados glicolipídeos neutros, pois não tem carga em ph 7.
Os gangleosídeos, são os esfingolipídeos mais complexos, apresentam oligossacarídeos como seus grupos-cabeças polares, e como unidades terminadas em um ou mais resíduos de ácido N - acetilneuramínico (Neu SAc), também chamado ácido siálico, este se dá aos gangliosídeos com um resíduo de ácido siálico, estão na série GM (M para monossérie), aqueles com dois ácidos siálicos estão na série GD (D para di), e com três ácidos siálicos na série GT, e assim sucessivamente.
Aminoálcool com uma cadeia de hidrocarboneto insaturada longa. A esfingosina e seu derivado esfinganina são as bases principais dos esfingolipídeos nos mamíferos.
Os esteróis são esteroides com 27 a 29 átomos de carbono, formados por uma cadeia lateral de oito ou mais átomos de carbono (C) no carbono 17 e um grupo álcool ou hidroxila (-OH) no carbono 3. Estas substâncias são encontradas em abundância nos organismos vivos, principalmente em animais e em algumas algas vermelhas. São solúveis em solventes orgânicos, e possuem um elevado ponto de fusão. O esterol propriamente dito é um álcool secundário, no qual uma hidroxila está ligada a um composto tetracíclico. São diferentes dos demais lipídios por apresentarem uma cadeia circular formando anéis. Pertencem a esse grupo os hormônios: sexuais testosterona e progesterona. E alguns hormônios supra-renais: aldosterona e cortisol. Todos são semelhantes sob o aspecto constitucional ao colesterol, do qual derivam.[3]
Entre os esterois destacam-se o colesterol e a vitamina D. O colesterol faz parte da estrutura das membranas celulares, sendo também um reagente de partida para a biossíntese de vários hormônios (cortisol, aldosterona, testosterona, progesterona), dos sais biliares e da vitamina D. Sem colesterol não haveria vida. Os esteroides formam um grande grupo de compostos solúveis em gordura (lipossolúveis), que têm uma estrutura básica de 17 átomos de carbono dispostos em quatro anéis ligados entre si.
O colesterol é sintetizado exclusivamente em células animais; nas plantas é substituído pelo fito esterol. Uma parcela do colesterol precisa ser obtida pela dieta e a outra é fabricada pelo corpo, principalmente no fígado, que o reúne com triglicerídios e proteínas para formar os corpúsculos de HDL (lipoproteína de alta densidade) e LDL (lipoproteína de baixa densidade). Denominados também de “colesterol bom” e “colesterol ruim” respectivamente.
Grande parte do colesterol é transportada no sangue sob o formato de LDL. Uma parte dele é metabolizada no fígado e a outra serve para síntese de membranas celulares. No entanto, quando há excesso, o LDL acumula-se nas paredes das artérias, causando a aterosclerose. Por isso o LDL é chamado de "mau colesterol".[12]
Em contrapartida, o HDL tende a retirar o colesterol das artérias, levando-o ao fígado, onde se converte em bile. Há estudos direccionados na comprovação de que o HDL também remove o colesterol das placas ateroscleróticas já existentes, diminuindo a velocidade de sua formação. Fazendo com que taxas maiores de HDL afastariam os riscos de problemas cardíacos, justificando-se o nome de "bom colesterol".[12]
As taxas de colesterol e de triglicerídios variam com a idade; por isso, é aceitável um suave aumento de ambas quando se envelhece.
Os esteroides compreendem diversas substâncias químicas com importante papel na fisiologia humana. Todos os esteroides apresentam em comum a estrutura química denominada Ciclo-pentano-peridro-fenantreno: um núcleo cíclico similar, semelhante ao núcleo do fenantreno (anéis A, B e C), que são ligados a um anel ciclopentano (D).Sendo eles lipídios de cadeia complexa.
Os hormônios esteroides ligam-se, ativam moléculas de receptores que servem como fatores de transição para a expressão gênica. Estas moléculas pequenas e semelhantes são capazes de ter efeitos muito diferentes, porque as leves diferenças estruturais entre elas permitem interações com moléculas receptoras específicas.Os esteroides são amplamente distribuídos nos organismos vivos e incluem os hormônios sexuais, a vitamina D e os esteróis, tais como o colesterol.
Existem cinco classes principais de hormônios esteroides sendo eles poderosas moléculas sinalizadoras que regulam um grande número de funções do organismo.
Vitaminas são compostos orgânicos que funcionam como coenzima, ou seja, atuam ativando as enzimas responsáveis pelo metabolismo celular. Há dois grupos de vitaminas os lipossolúveis e os hidrossolúveis, são classificadas nesses dois grupos com base na sua solubilidade, estabilidade, ocorrência em alimentos, distribuição nos fluidos corpóreos e na sua capacidade de armazenamento nos tecidos.
As vitaminas lipossolúveis têm um papel fisiológico separado e distinto. Na maior parte, são absorvidos com outros lipídios em uma absorção eficiente que requer a presença de bile e suco pancreático. São transportadas para o fígado através da ninfa como uma parte de lipoproteína e são estocadas em vários tecidos corpóreos, embora não todas nos mesmos tecidos, nem na mesma extensão e normalmente são excretadas na urinas. Os tipos de vitaminas lipossolúveis são A, D, E e K
São formados pela união de álcool a uma ou mais moléculas de ácidos graxos. Compreende as ceras animais e vegetais, sendo mais frequente no reino vegetal. Embora tenha valor econômico, não têm a mesma importância que as gorduras e óleos. As ceras de carnaúba e de babaçu, por exemplo, constituem bases alternativas para geração de energia. São encontrados também na secreção de alguns insetos, como a cera das abelhas.
São pigmentos lipídicos amarelos, vermelhos e laranjas, insolúveis em água e solúveis em óleos e solventes orgânicos. Estão presentes nas células de todas as plantas, nas quais desempenham o papel importante no processo de fotossíntese.[3] Os carotenoides são importantes também para os animais. Por exemplo, a molécula de caroteno de um carotenoide alaranjado presente na cenoura e em outros vegetais, é matéria-prima para a produção da vitamina A, essencial a muitos animais. Essa vitamina é importante, por exemplo, para nossa visão, pois é precursora do retinal, uma substância sensível à luz presente na retina dos olhos dos vertebrados.[3]
Formam a camada dupla da membrana celular. A molécula do fosfolipídio solubiliza-se, ao mesmo tempo, com a água e com os lipídios. Isso é possível porque possui uma cabeça hidrofílica (afeição a água), o fosfato, e a cauda hidrófoba (aversão a água) constituída pelas cadeias lipídicas. Os principais exemplos de fosfolipídios são a lecitina e a cefalina.
A bainha de mielina é uma estrutura membranosa que envolve os axônios das células nervosas. Ela tem um conteúdo particularmente alto de esfingolipídios e consiste em diversas camadas de membranas plasmáticas que envolvem as células nervosas. Diferentemente das demais membranas celulares, a mielina é uma bicamada inteiramente lipídica com pequena quantidade de proteínas associadas. A sua estrutura permite a rápida transmissão dos impulsos nervosos entre os segmentos separados pelos nódulos de Ranvier. Com a perda ou diminuição da eficiência da bainha de mielina, a transmissão dos impulsos nervosos fica prejudicada. Na esclerose múltipla, uma doença incapacitante e (por vezes) fatal, a bainha de mielina é destruída de forma progressiva por placas escleróticas, que afetam o cérebro e a medula espinhal. A origem dessas placas pode ser auto-imune ou por infecções virais no início da doença (ainda não se sabe ao certo).[13]
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