Resumo - Aula 11 - Química de Lipídios PDF

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Resumos de Bioquímica Médica, baseados nos livros de Marks e Lehninger....

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Resumo da Aula 11: Química dos Lipídeos Bioquímica Médica – 2º Semestre, 3º Bimestre 1) Características gerais dos lipídeos * Existem vários tipos de lipídios, mas não são todos que servem de combustível, como, por exemplo, os lipídios das carapaças de insetos ou os que recobrem as folhas. Aqui, o que interessa são os lipídios estruturais e os que servem de fonte de energia.

*Lipídeos: grupo de moléculas encontradas nas células que, apesar da grande variedade estrutural e funcional, tem em comum o fato de terem natureza apolar, portanto, hidrofóbica = insolúveis. Podem ser extraídos por solventes apolares (orgânicos) *Diferentes tipos: ácidos graxos, ceras, glicerídeos (ex: triacilglicerois = 1 glicerol + 3 ácidos graxos), colesterol... *Classificação dos lipídeos: a) De cadeia aberta, com cabeças polares e caudas apolares: ácidos graxos e triacilgliceróis b) De cadeia cíclica: colesterol 2) Ácidos graxos *São lipídeos compostos por uma cadeia de hidrocarbonetos (geralmente não ramificada), com número par de carbonos, associada a um grupo carboxila (-COOH)

*Por causa dessa configuração, são anfipáticos, ou seja, com um domínio polar (grupo carboxila) e um domínio apolar (cadeia de hidrocarboneto) Entretanto, perceba: a cadeia de hidrocarbonetos é bem maior que o grupo carboxila, o que torna a natureza do composto muito mais apolar do que polar. Dessa forma, o conceito de ácido graxo está de acordo com o conceito de lipídeo (substâncias de natureza apolar). *São altamente reduzidos, por isso sua oxidação é altamente exergônica (beta-oxidação liberando altas taxas de energia). Podem ser saturados ou insaturados. *Os saturados possuem maior ponto de fusão, pois a ligação dupla dos insaturados proporciona curvatura à cadeia do aminoácido, o que dificulta a ação das forças intermoleculares, que as mantêm juntas no estado sólido. Obs.: essa curvatura das cadeias é útil para a fluidez da membrana celular. Por isso que a oxidação de lipídeos de membrana é perigosa: perde-se a fluidez da membrana e prejudica-se o funcionamento celular.

*Os insaturados, por sua vez, podem ter configuração cis ou trans. A configuração cis é de ocorrência natural, mas a trans não – dessa forma, não temos enzimas naturais para digerí-las, o que culmina no seu acúmulo no corpo. Além disso, a trans é mais estável. Obs.: a presença de gordura trans no corpo aumenta os níveis de LDL e diminui os de HDL

2.1) Nomenclatura de ácido graxo O primeiro número indica o número de carbonos O segundo número indica o número de ligações duplas (grau de insaturação)

2.2) Estudo da temperatura de fusão dos ácidos graxos *PF: Saturados > Insaturados *Os insaturados têm menor ponto de fusão, por isso tendem a serem líquidos na temperatura ambiente. *Quanto maior o número de carbonos e menor o número de ligações duplas: MAIOR seu ponto de fusão e MENOR sua solubilidade. Motivo: intensidade das forças intermoleculares e dificuldade proporcionada pela curvatura na agregação de moléculas 2.3) Ácidos graxos conhecidos Quanto menor a ordenação dos AG menor energia térmica para desorganizá-los → menor PF. Obs.: Destaque para o ácido araquidônico: apresenta insaturações em posições diferentes das usuais (C9, 12,15...). Estratégia do corpo para que ele não seja degradado por enzimas lipolíticas, uma vez que é importante para outras funções fisiológicas. 3) Lipídeos de reserva 3.1) Triacilglicerois (triglicerídeos) *São totalmente apolares → hidrofóbicos → totalmente insolúveis em água *Compostos por 1 molécula de glicerol + 3 ácidos graxos *As hidroxilas do glicerol estão ligadas aos carboxilatos dos ácidos graxos de ligações ésteres *Podem ser mistos (AG diferentes) ou simples (AG iguais) *Importantes no armazenamento de energia e no isolamento térmico. *Altamente reduzidas para liberarem grande quantidade de energia na oxidação *Armazenar gorduras oferece vantagem do menor peso em relação ao glicogênio: ele atrai água e é todo ramificado. 4) Lipídeos estruturais

4.1) Glicerofosfolipídeos (fosfoglicerídeos ou fosfolipídeos) * Compõem a membrana celular * Não são usados como fonte de reserva - nem devem ser. * Formados por um composto ancestral (ácido fosfatídico) e um grupo substituinte (cabeça: o X na figura a seguir)

*O grupo substituinte determinará a nomenclatura do glicerofosfolipídeo

4.2) Esfingolipídeos A) Composição: 1. Esfingosina (laranja): um álcool aminado de cadeia longa 2. Uma molécula de ácido graxo de cadeia longa (amarelo) 3. Um grupo cabeça-polar unido por ligação glicosídica ou fosfodiéster (X azul) B) Existem 3 subclasses de esfingolipídeos, todos derivados de ceramida 1. Esfingomielinas 2. Glicolipídeos neutros 3. Gangliosídeos O grupo cabeça polar ligado a esfingosina é quem determina a subclasse C) Funções dos esfingolipídeos * Estrutura das membranas * Definem os sítios de reconhecimento na superfície celular. * As porções de carboidratos de certos esfingolipídeos definem os grupos sanguíneos humanos e, portanto, definem o tipo de sangue que os indivíduos podem receber seguramente nas transfusões sanguíneas.

E) Degradação dos fosfolipídeos e esfingolipídeos * Acontece nos lisossomos, por ação de enzimas hidrolíticas * Os gangliosídeos são degradados por enzimas que hidrolisam o açúcar, liberando uma ceramida no final. Um acúmulo de gangliosídeos por uma falha genética pode levar a graves doenças, como descrito na imagem a seguir.

O gangliosídeo (esfingolipídeo) é a estrutura representada no canto superior esquerdo. Perceba que em cada etapa da degradação, uma molécula da estrutura está sendo retirada. Dependendo de qual etapa da degradação está sendo afetada, uma diferente doença acontecerá. Ex. 1: falha na primeira etapa: gangliosidose generalizada Ex. 2: falha na segunda etapa: Doença de Tay-Sachs

4.3) Esteróis *Possuem a seguinte estrutura geral: 3 anéis de 6 carbonos e um anel de 5 carbonos fundidos Ex: colesterol representado a seguir:

* Precursores de hormônios esteroides (que servem como sinalizador para expressão de genes) * Composição de ácidos biliares * Colesterol: amplamente distribuído pelas membranas 5) Lipídeos passivos e ativos

* Lipídeos com papeis passivos: responsáveis por armazenamento de gordura (80%) e função estrutural (5-10%), não participam diretamente de processos metabólicos. * Lipídeos ativos: participam de processos diretamente, como mensageiros ou metabólitos (hormônios, sinais celulares, cofatores de enzimas). Presentes em quantidades menores. Ex: Vitamina A; Ex 2: Moléculas de pigmento: lipídeos com sistema de duplas ligações conjugadas que funcionam como pigmentos captadores de luz → processo visual e responsável pela coloração, por exemplo, da abóbora e da cenoura. 5.1) Eicosanoides * Efeito parácrino: atuam sobre células em tecidos ou órgãos próximos ao local de síntese. * Atuação:  Formação de coágulos sanguíneos  Funções reprodutivas  Regulação da pressão arterial  Respostas inflamatórias  Secreção de ácido no estômago  Febre  Dor derivada de lesões ou doenças *São derivados do ácido araquidônico (um tipo de ácido graxo com 20 carbonos = do grego eikosi, “vinte”, por isso são chamados eicosanoides)

A enzima fosfolipase A2 quebra o fosfolipídeo que contém o ácido araquidônico A enzima COX cliva o ácido araquidônico em eicosanoides *Três eicosanoides: prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos A) Prostaglandinas: * Agem em diversos tecidos, regulando a síntese de AMPc (mediador de muitos hormônios, o que lhe permite atuar em amplas funções celulares e teciduais) *Estimulação do músculo liso durante parto e menstruação *Fluxo sanguíneo à órgãos específicos *Alteração do ciclo sono-vigília *Algumas prostaglandinas elevam a temperatura do corpo (produzindo febre), causam inflamação e dor Obs.: existem diferentes tipos de prostaglandinas com diferentes efeitos. B) Tromboxanos: Produzidos pelas plaquetas sanguíneas (trombócitos). Importantes para a formação de coágulos sanguíneos e na redução do fluxo de sangue para o sítio do coágulo. Obs.: Medicamentos anti-inflamatórios não esteroides (NSADIs): inibe a enzima que catalisa a primeira reação na etapa da síntese das prostaglandinas (COX). Como consequência, há redução da formação de coágulos. C) Leucotrienos: funcionam como sinais biológicos Ex.: Leucotrieno D4: induz a contração do músculo que reveste as vias aéreas que levam ao pulmão. A superprodução de leucotrienos levam a ataques de asma Obs.: Por esse motivo o alvo das drogas antiasmáticas é a síntese de leucotrienos Obs. 2: A superprodução de leucotrienos ocorre também durante o choque anafilático (nesse processo ocorre forte contração dos músculos lisos do pulmão)

5.2) Hormônios ester Os esteroides são derivados oxidados dos esteróis. A prednisona e a prednisolona são fármacos esteroides com atividades anti-inflamatórias potentes, mediadas em parte pela inibição da liberação do araquidonato pela fosfolipase A2 e pela consequente inibição da síntese de leucotrienos, prostaglandinas e tromboxanos. Ou seja, agem inibindo a fofoslipase A2 (logo, não há formação de eicosanoides=prostaglandinas e, consequentemente, elimina-se os sintomas causados pela sua atuação)....