Ácidos Gordos e Lipídos

Ácidos Gordos

Estrutura

• Caracterizados pela presença do grupo carboxil (COOH) e de uma cadeia alifática (acíclica/aberta) de átomos de carbono, que termina com um grupo metil (CH₃).
• Moléculas anfifílicas (anfipáticas) que são compostas por 2 regiões: polar (interage com a água) e apolar (não interage com a água)
• Classificados com base na saturação (número de ligações duplas entre os átomos de carbono):
  • Saturados:
    • Consistem nos ácidos gordos mais comuns a nível celular
    • Não apresentam ligações duplas carbono-carbono (todos os carbonos estão “completamente saturados” com hidrogénios → resulta em cadeias “retas”)
    • As cadeias retas são facilmente empacotadas → sólido à temperatura ambiente
    • ↑ Comprimento → ↑ ponto de fusão
    • Alguns exemplos são, o ácido láurico, ácido mirístico, ácido esteárico, ácido palmítico e ácido araquídico.
  • Não saturados/Insaturados:
    • Monoinsaturados → 1 ligação dupla (por exemplo, o ácido oleico)
    • Poliinsaturados → 2 ou mais ligações duplas (por exemplo, os ácidos gordos essenciais como o ácido linoleico e o ácido linolénico)
    • As ligações duplas introduzem “nós” na cadeia de carbono
    • As cadeias dobradas não se empacotam tão facilmente → ↑ dessaturação → ↓ ponto de fusão
• Categorizados com base no comprimento:
  • Ácidos gordos de cadeia curta (AGCC): ≤ 5 carbonos
  • Ácidos gordos de cadeia média (AGCM): 6-12 carbonos
  • Ácidos gordos de cadeia longa (AGCL): 13-21 carbonos
  • Ácidos gordos de cadeia muito longa (AGCML): ≥ 22 carbonos
• Configuração
  • cis: quando os 2 grupos R estão do mesmo lado da ligação dupla carbono-carbono
  • trans: quando os 2 grupos R estão em lados opostos da ligação dupla carbono-carbono
  • É mais natural que os ácidos gordos insaturados tenham ligações duplas na configuração cis
• Gorduras trans:
  • A conformação trans apresenta ligações duplas
  • Estas gorduras são produzidas após a ocorrência de modificações químicas nos alimentos, durante a hidrogenação, ou o “endurecimento”, de óleos naturais para a produção de margarina
  • O consumo deste tipo de gorduras está associado a ↑ risco de doenças, incluindo doenças cardiovasculares e diabetes mellitus.

Nomenclatura dos ácidos gordos

• A nomenclatura baseia-se nas características funcionais e na natureza do esqueleto principal. Exemplos comuns incluem:
  • O glicerol é um álcool terciário.
  • A esfingosina é um aminoálcool insaturado.
  • O isopreno é um hidrocarboneto insaturado.
• Sufixos do sistema de Genebra:
  • Ácidos gordos saturados: -anoico
  • Ácidos gordos não saturados:-enoico
• Sistema de numeração delta: os carbonos são contados a partir do COOH para o CH3 (esquerda → direita).
• Sistema de numeração ómega: os carbonos são contados a partir do CH₃ em direção ao COOH (direita → esquerda) → origina os ácidos gordos ómega (ω)

Funções

• Um bloco de construção encontrado noutros tipos de lípidos, incluindo:
  • Gorduras/óleos
  • Glicerofosfolípidos
  • Esfingolípidos
  • Âncoras de membrana para outras biomoléculas (por exemplo, proteínas)
• Armazenamento de energia
• Estrutura das membranas

Essenciais versus não-essenciais

• AG não essenciais: podem ser sintetizados pelos humanos
• AG essenciais: não podem ser sintetizados pelos humanos e têm de ser obtidos na dieta:
  • Os humanos não têm dessaturassem a enzima necessária para fazer ligações duplas além de Δ⁹
  • O 2 principais AG essenciais são o ácido linoleico e o ácido α-linoleico (ALA)
• O ALA pode ser (inificientemente) convertido em ácido eicosapentanoico (EPA) e ácido docosahexanoidco (DHA)  → EPA/DHA são tecnicamente não-essenciais (tornam-se essenciais quando há ALA inadequado na dieta )o que é comum))

Glicolípidos e Glicerofosfolípidos

Os glicolípidos e glicerofosfolípidos são lípidos formados à base de glicerol, presentes em todas as células do corpo humano. Estes funcionam como componentes estruturais das membranas plasmáticas e como fontes de armazenamento de energia.

Glicolípidos (triacilgliceróis/triglicerídeos)

• 1 molécula de glicerol (polarizada) + 3 ácidos gordos
• Ligados através de ligações éster (entre um grupo -OH e um grupo COOH)
• O grau de insaturação determina se o composto se apresenta sob a forma de gordura ou óleo:
  • As gorduras são sólidas à temperatura ambiente (mais saturados).
  • Os óleos são líquidos à temperatura ambiente (mais insaturados).
• Promovem o isolamento térmico
• As principais formas de armazenamento de ácidos gordos (no tecido adiposo)

Glicerofosfolípidos (fosfoglicerídeos)

• Um esqueleto principal de glicerol (polarizado) + 2 ácidos gordos + 1 grupo fosfato (PO4)
• São os principais componentes (e os principais constituintes lipídicos) da membrana plasmática (bicamada lipídica)
• Apresentam uma cauda hidrofóbica (os ácidos gordos) e uma cabeça hidrofílica (o grupo fosfato)
• O grupo fosfato tipicamente liga uma molécula adicional (por exemplo, colina, serina, inositol)
• As lecitinas são exemplos de glicerofosfolípidos:
  • Anfifílicos
  • Incluem fosfatidilcolina e fosfatidiletanolamina
  • São os fosfoglicerídeos em maior quantidade no organismo
  • Funcionam como fonte de armazenamento de grandes quantidades de colina utilizada para outras funções fisiológicas (por exemplo, acetilcolina)
  • Constituem o componente lipídico do surfactante pulmonar

Eicosanoides

• Uma classe de compostos de 20 carbonos (“eicosa” = 20) biologicamente importantes
• Derivados da oxidação de vários ácidos gordos polinsaturados ómega-6 e ómega-3 chave, incluindo:
  • Ácido araquidónico (o mais importante)
  • EPA
  • Ácido gama-linoleico
• Subclasses de eicosanoides:
  • Prostaglandinas
  • Prostaciclinas
  • Tromboxanos
  • Lipoxinas
  • Leucotrienos
  • Endocanabinoides
• Funções:
  • Inflamação
  • Imunidade
  • Vasoatividade (por exemplo, vasoconstrição e dilatação)
  • Influência no humor e comportamento

Esfingolípidos

Os esfingolípidos consistem numa família heterogénea de lipídos que compartilham uma estrutura de base esfingoide característica:

• Formados por ceramida (esfingosina + ácido gordo) + outra molécula (“R”) ligada à esfingosina
• São anfipáticos e anfifílicos (propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas)
• Correspondem a um dos principais componentes da bicamada lipídica
• Várias moléculas podem ligar-se à esfingosina, com a consequente formação de novas moléculas com diferentes funções:
  • Esfingomielina:
    • Ceramida + um grupo fosfato + colina
    • Presente na bainha de mielina das células nervosas
  • Cerebrosídeo:
    • Ceramida + monossacarídeo (açúcar único)
    • Componente importante das membranas das células nervosas
  • Gangliosídeo:
    • Ceramida ＋ carbohidrato complexo
    • Papel importante na modulação das proteínas de membrana, canais iónicos e sinalização celular

Isoprenoides e Esteróis

Os esteróis e isoprenoides, que formam esteróis, são um grupo importante de lípidos utilizados como parte estrutural da membrana plasmática celular, hormonas esteroides e como ácidos biliares, que promovem a absorção de gorduras.

Isoprenoides

• Blocos de construção de esteróis
• Contém 5 carbonos
• Exemplos:
  • Pirofosfato de dimetilalil
  • Pirofosfato de isopentenil

Esteróis

• Subgrupo de moléculas esteroides derivado da molécula esterol (um lípido que consiste numa estrutura de 4 anéis com um único grupo hidroxil)
• Fitoesteróis em plantas (por exemplo, ergosterol)
• Zoosteróis em animais (por exemplo, colesterol)
• Colesterol:
  • O zoosterol mais abundante
  • Sintetizado nas células ou obtido a partir da dieta
  • Formas de armazenamento:
    • Éster de colesterol = colesterol + ácido gordo
    • Permite o armazenamento na ou próximo da membrana celular
  • Componente de:
    • Plasma celular
    • Mitocôndria
    • Complexo de Golgi
    • Membranas nucleares
• O colesterol é o bloco de construção das hormonas esteroides:
  • Glucocorticoides (por exemplo, cortisol)
  • Mineralocorticoides (por exemplo, aldosterona)
  • Hormonas sexuais:
    • Androgénios (por exemplo, testosterona)
    • Estrogénios (por exemplo, estradiol)
    • Progestogénios (por exemplo, progesterona)

Relevância Clínica

• Coagulação: Muitos dos eicosanoides são importantes mediadores fisiológicos da coagulação. Podem tanto estimular como inibir a atividade plaquetária, bem como afetar a atividade das células endoteliais das paredes vasculares. Assim, os eicosanoides desempenham um papel crítico na determinação do balanço entre a coagulação e a hemorragia.
• Prostanoides: podem ser utilizados como agentes terapêuticos. Algumas das suas utilidades incluem a prevenção da conceção, a indução do parto a termo, a interrupção da gravidez, a prevenção de úlceras gástricas, o controlo da inflamação e da pressão arterial e o alívio da asma e da congestão nasal. As PGD2 promovem o sono. As prostaglandinas aumentam o monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) na tiroide, corpo lúteo, osso fetal, adeno-hipófise, plaquetas e pulmão, mas diminuem os seus níveis nas células tubulares renais e no tecido adiposo.
• Leucotrienos e lipoxinas: estas moléculas eicosanoides são responsáveis por controlar muitos processos patológicos. A substância de reação lenta da anafilaxia (SRS-A) consiste numa mistura dos leucotrienos C4, D4 e E4. As suas propriedades são a broncoconstrição potente, o aumento da permeabilidade vascular, quimiotaxia e ativação dos leucócitos durante as reações de hipersensibilidade (como na asma). As lipoxinas são compostos anti-inflamatórios/contrarreguladores (chalonas) da resposta imune, e apresentam funções de vasoativação.
• Inibidores da cicloxigenase (COX): bloqueia a conversão de ácido araquidónico em eicosanoides inflamatórios e pró-coagulantes, que incluem prostaglandinas, prostaciclina e tromboxano. Através da inibição dos efeitos inflamatórios, a dor é reduzida. Através da inibição dos efeitos pró-coagulantes, a coagulação é ligeiramente inibida.
• Policetídeos: moléculas sintetizadas por organismos, à semelhança do que acontece com os ácidos gordos (utilizando enzimas idênticas e acil-CoA). Estes produtos apresentam uma grande variedade de propriedades farmacêuticas e têm sido utilizados para formulações antibacterianas, antifúngicas, imunossupressoras e antineoplásicas. Alguns medicamentos policetídicos importantes são, a eritromicina, tetraciclina, anfotericina, tacrolimus e antramicina.
• Síndrome da Dificuldade Respiratória Neonatal: Nos partos prematuros, os recém-nascidos apresentam uma quantidade e qualidade reduzidas de surfactantes naturais, o que leva ao colapso alveolar. O surfactante natural, composto por 70% de glicerofosfolípidos (especificamente fosfatidilcolina), reduz a tensão superficial no interior dos alvéolos, permitindo que os alvéolos estejam abertos mais facilmente, o que melhora as trocas de oxigénio. A administração precoce de surfactante pulmonar é importante para prevenir a síndrome da dificuldade respiratória neonatal em bebés prematuros.
• Doença de Niemann-Pick (também conhecida como lipidose esfingomielina-colesterol): uma doença de armazenamento lisossomal autossómica recessiva caracterizada pela acumulação de esfingomielina e colesterol nas células, principalmente nos neurónios.
• Défice de ácidos gordos essenciais: os ácidos linoleico e alfa-linolénico são necessários para a formação de prostaglandinas, tromboxano, leucotrienos e lipoxina. Os sintomas incluem dermatite, alopécia, trombocitopenia e (em crianças) défice intelectual. Os grupos de risco para o défice são, os lactentes alimentados com fórmulas com baixo teor de gordura e doentes com nutrição parentérica exclusiva por longos períodos.
• Anomalias do metabolismo dos ácidos gordos essenciais: podem estar relacionadas com insuficiência alimentar, mas podem ocorrer em múltiplas doenças. Estas incluem fibrose quística, acrodermatite enteropática, síndrome hepatorrenal, doença de Crohn, cirrose, perturbação de abuso crónico do álcool e síndrome de Reye.