INTRODUÇÃO AO METABOLISMO DOS LIPÍDIOS

Principais características dos lipídios

Os lipídios são caloricamente falando mais densos que os carboidratos, ou seja, possuem 9kcal por grama. A sua oxidação rende, portanto, mais que o dobro de energia por grama do que a oxidação dos carboidratos (4kcal/g).

Por serem hidrofóbicos não são hidratados, desta forma o organismo armazena lipídio como combustível sem precisar carregar peso extra referente a água, como ocorre com os polissacarídeos (carboidratos).

Diferença entre Óleos (insaturados) e Gorduras (saturadas)

Óleos são líquidos à temperatura ambiente e Gorduras são sólidas a temperatura ambiente (considerando pela legislação uma temperatura limite de 20^oC). Já os azeites são os óleos provenientes de frutos, como Oliva e Dendê por exemplo.

Classificação dos Lipídios

Os lipídios podem ser classificados de acordo com a hidrólise em:

• Simples: Ácidos graxos (AG), triglicerídeos, diglicerídeos, monoglicerídeos (esses 3 são ésteres formados a partir de AG e glicerol chamados de glicerídeos), ceras (ésteres de AG com elevada taxa de álcoois, podem ser ésteres esteróis formados de colesterol e AG ou ésteres não esteróis formados de vitamina A).
• Compostos: Fosfolipídios (formados a partir de glicerol, AG, Ác. Fosfórico e outros grupos normalmente nitrogenados como o Ác. Fosfotídicos - lecitina e cefalinas; Plasmalógenos e Esfingomielinas), Glicolipídios (associados com Carboidratos) e Lipoproteínas (associados com proteínas).
• Derivados:  formados pela quebra de lipídios neutros e compostos (Isopenoides, terpenos, vitaminas lipossolúveis, carotenoides, clorofila e esteróis (colesterol e sais biliares) – estes últimos precursores de hormônios e constituintes da bile.

Podem também ser classificados em:

• Neutros
• Anfipáticos

E ainda em:

• Lipídios Estruturais
• Lipídios de Reserva

Porém nenhuma dessas classificações é relevante para a nutrição, assim vou resumir os principais tipos de lipídios abaixo:

TRIACILGLICERÓIS (TAG) ⇔ Guarde este nome que ele é bem importante!

São ésteres com uma molécula de Glicerol (que é um álcool) e três moléculas de Ácidos Graxos (ácidos carboxílicos):

São responsáveis por quase 95% da gordura dietética (gordura ingerida na alimentação). 

Quando usados para energia (oxidação), os TAG são liberados em forma livre (não esterificada): Ácidos Graxos livres. Ou seja, os TAG sofrem a atividade da enzima lipase e os AG livres são transportados pela proteína transportadora albumina para vários tecidos do organismo para sofrer oxidação e liberar energia.

CERAS

São ésteres formados por um álcool de cadeia longa e um AG de cadeia longa (24 a 30 átomos de Carbono):

FOSFOLIPÍDIOS

Possuem uma molécula de fosfato na sua estrutura e são subdivididos em Glicerofosfolipídios (uma molécula de Glicerol e duas de AG, mais um fosfato e um grupo polar variável unido ao fosfato) e Esfingolipídios (uma molécula de esfingosina mais um AG e um fosfato ligado à colina):

Fosfolipídios:

Esfingolipídios:

GLICOLIPÍDIOS

Formados pela esfingosina juntamente com um AG, mas não possuem fosfato e sim um Carboidrato podendo ser Glicose ou Galactose:

ESTERÓIS e DERIVADOS

Possuem um núcleo esteroide (colesterol quando origem animal e fitosterol quando origem vegetal).

OUTROS

Vitaminas lipossolúveis (A, E, K) e pigmentos (Carotenos, clorofila, licopeno):

Os lipídios que NÃO contém Ácidos Graxos NÃO são saponificáveis. As vitaminas lipossolúveis e o colesterol são os principais representantes destes lipídios que não são energéticos, mas desempenham funções fundamentais ao nosso metabolismo.

Isso quer dizer que as vitaminas não serão armazenadas em forma de tecido adiposo, elas tem outras funções como co-fatores de enzimas em diversas reações químicas no nosso metabolismo.

 Os lipídios com Ácidos Graxos na sua composição são saponificáveis (saponinas). São biomoléculas mais energéticas, que fornecem Acetil-coA para o Ciclo de Krebs.

Ou seja, os Ácidos Graxos  são os responsáveis pelo fornecimento energético e reserva energética proveniente dos lipídios da dieta, como veremos mais a frente.

Abaixo coloquei uma classificação geral dos lipídios que vimos acima: 

Então, já que os AG são os grandes responsáveis pela energia que vem dos lipídios (para não dizer "pneuzinhos"), vamos aprofundar um pouco mais no estudo dessas estruturas.

ÁCIDOS GRAXOS

De acordo com o grau de saturação da cadeia lateral (presença de duplas ligações), os ácidos graxos são classificados em:

• Saturados: quando não possuem duplas ligações na cadeia lateral.

• Insaturados: quando possuem, sendo Monoinsaturados no caso de apenas uma dupla ligação, e polinsaturados no caso de duas ou mais duplas ligações.

Vocês irão encontrar também os termos PUFA  e MUFA, na descrição das gorduras de alguns alimentos. É a abreviação dos termos em inglês:

PoliUnsaturedFAt e MonoUnsaturedFAt

De acordo com o tipo de cadeia lateral eles podem ser lineares, ramificados, cíclicos ou hidroxilados.

De acordo com o número de carbonos eles podem ser pares ou ímpares; de cadeia curta (2 a 8 Carbonos), cadeia média (8 a 14 C), cadeia longa (>14C).

De acordo com a necessidade deles na nossa dieta, eles podem ser essenciais ou não essenciais.

Nos AG Insaturados no local da dupla ou das duplas ligações, pode haver uma ISOMERIA (quando os compostos apresentam a mesma fórmula molecular, mas com fórmulas estruturais diferentes, sendo chamados de isômeros).

Isômeros CIS: estrutura dobrada para trás, torcendo a molécula em "U", ocorre naturalmente na natureza.

Isômeros TRANS: alargamento da molécula em um modelo linear semelhante aos AG saturados, ocorre naturalmente em apenas algumas gorduras. Normalmente deriva da hidrogenação parcial de óleos e gorduras como margarinas e óleos que passam por aquecimento. CAUSAM DOENÇAS CARDIOVASCULARES.

Futuramente vou elaborar um post falando somente das gorduras TRANS e o porquê delas serem vilãs.

NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS GRAXOS

A nomenclatura dos AG é feita através do sistema Delta (Δ), que mostra o comprimento da cadeia de AG e o número e posição de todas as duplas ligações existentes.

Primeiro deve-se contar o número de Carbonos iniciando a contagem na extremidade carboxílica (COOH) do AG:

Além do sistema Delta (Δ), existe o sistema Ômega (ω), que situa a posição das duplas ligações contando o Carbono a partir do grupo Metil ou ômega (ω):

ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAIS

Os ômegas 3, 6 e 9 são os ácidos graxos essenciais para a alimentação humana, pois são sintetizados por plantas, mas não pelo corpo humano, podendo ser encontrados em plantas e peixes:

• Ácido linolênico (ômega-3) que está presente em grande quantidade nos peixes (especialmente o salmão) e óleos de peixe; 
• Ácido linoléico (ômega-6), presente nos óleos vegetais (soja, milho, girassol).
• Ácido oléico (ômega 9), está presente em alta concentração no óleo de sementes de uva, óleo de canola, óleo de gergelim, óleo de girassol, óleo de soja, óleo de palma, azeite de oliva e em animais marinhos, como o tubarão e bacalhau. 

Digestão e Absorção dos Lipídios

Como já disse acima quando falei dos TAG, a maior parte dos lipídios ingeridos na nossa alimentação são em forma de triacilglicerol, que precisa ser "quebrado" em ácidos graxos livres para poder ser absorvido pelo nosso epitélio intestinal.

Na boca

A digestão começa na boca com a salivação e mastigação, onde as glândulas serosas da língua liberam a enzima lipase lingual junto com a saliva. O processo de mastigação devido à sua ação mecânica de esmagar faz com que a superfície do alimento se amplifique, criando maior área de atuação da enzima. Nessa etapa, pequenas quantidades de gordura são hidrolisadas, pois há uma preferencia por ácidos graxos de cadeia mais curta.

No estômago

A hidrólise ou quebra das moléculas de lipídios continua no estômago pela ação da enzima lipase gástrica, que hidrolisa parte dos TAG em AG e diacilgliceróis, principalmente os de cadeia curta e média. Ainda no estômago, os movimentos de propulsão, retropropulsão e mistura na região antral possuem importante papel na emulsificação dos lipídios.

Imagem 1.

A emulsificação é essencial para garantir que as enzimas ajam no duodeno, pois aumenta a superfície de contato para a interação enzimática.

No Duodeno
Ao entrar na porção superior do duodeno, a gordura é composta por 70% de triglicerídeos mais de produtos da hidrólise que foram parcialmente digeridos.

A principal digestão da gordura ocorre no intestino delgado e necessita de sais biliares e da enzima lipase pancreática. Ao entrar no intestino, a gordura estimula a liberação do hormônio enterogastrona que inibe tanto a secreção, quanto a motilidade gástrica, tornando mais lenta a liberação de lipídios do estômago para o intestino.

A presença de gordura no intestino delgado (ID) também estimula a secreção de colecistocinina, que estimula as secreções biliares e pancreáticas.

Formação das Micelas de Gordura

Micelas são um conjunto de moléculas com cabeças polares e caldas alifáticas, cujas partes polares são hidrofílicas e as caldas alifáticas são hidrofóbicas.

A bile (sais biliares) é um líquido emulsificante produzido pelo fígado, armazenada na vesícula biliar e secretada pelas vias biliares que tem a função de formar micelas que incorporam os lipídios. Sais biliares agem de maneira semelhante ao sabão e detergentes, ajudando a degradar os glóbulos de gordura. 

Essa emulsificação é possível graças a natureza dos sais biliares que possuem uma porção polar que interage com a água, enquanto que a outra parte não interage (hidrofóbica). Desta forma os lipídios são finalmente dispersos no meio aquoso.

As micelas são os principais veículos no movimento dos ácidos graxos, monoacilgliceróis e glicerol da luz do intestino para a superfície das células da mucosa intestinal onde ocorre a absorção.

Na ausência de sais biliares, a absorção dos lipídeos é drasticamente reduzida com a presença excessiva de gorduras nas fezes (esteatorréia).

Ainda no Duodeno - Lipase Pancreática

A enzima produzida pelo Pâncreas, mas utilizado no Duodeno é principal enzima da digestão dos triglicerídeos, ela hidrolisa as ligações éster nas posições Sn-1 e Sn-3 da molécula de Glicerol. (Para quem não lembra que negócio é esse... teve um outro post que eu falei que TAG é uma molécula esterificada, que seria algo como "compactada", onde a molécula de glicerol funciona como um cadeado segurando três correntes de ácidos graxos).

Voltando...

Os ácidos graxos da posição central (Sn-2) dos monoglicerídios (triglicerídeos após a ação da lipase pancreática que liberou 2 ácidos graxos da molécula esterificada, lembra?) são resistentes à hidrólise pela lipase.

Então, essa lipólise feita pela lipase pancreática é extremamente rápida, por isso há produção de monoglicerídeos e AG livres muito maior do que a sua incorporação pelas micelas.

Desta forma os AG ligados na posição Sn-1 e Sn-3 se tornam menos biodisponíveis, pois ficam no lúmen intestinal podendo formar sais de Cálcio insolúveis e serem secretados nas fezes.

Bem, até aqui temos os AG livres que foram incorporados pelas micelas que estão em solução aquosa no lúmen intestinal aguardando serem transportadas até os enterócitos...

Transporte e Absorção dos Triglicerídeos

Próximo aos enterócitos, as micelas se dissociam e as moléculas de lipídios são absorvidas por meio de difusão na porção proximal do jejuno e os ácidos biliares são absorvidos na porção terminal do íleo.

Finalmente absorvidos, dentro dos enterócitos os AG livres migram para o retículo endoplasmático liso e são reesterificados ao glicerol e aos monoglicerídeos formando os triglicerídeos (TAG) novamente.

Os TAG ressintetizados em conjunto com o colesterol, os ésteres de colesterol, os fosfolipídios e as vitaminas lipossolúveis ainda são insolúveis em água (o sangue é um meio aquoso!), portanto necessitam das chamadas lipoproteínas transportadoras, que consistem em partículas ou macroagregados  formados por lipídios e proteínas, que possuem um núcleo hidrofóbico (composto pelo TAG e colesterol éster), envolvido por uma monocamada de fosfolipídios com a parte polar voltada para o meio aquoso e a parte apolar para o interior. As proteínas das lipoproteínas são chamadas apoproteínas. Existem várias lipoproteínas e cada uma delas são formadas por apoproteínas específicas, conforme abaixo:

Lipoproteínas:

Quilomícron

A imagem acima da tabela é a de um quilomícron. Apenas os AG de cadeia curta e média que foram absorvidos nos enterócitos podem ser liberados no sistema porta como AG livres, porém a maior parte dos AG presentes no TAG da dieta são de cadeia longa ou muito longa, fazendo com que não sejam liberados na corrente sanguínea. Por causa disso, esses AG são reesterificados dentro do enterócito para formar novamente os TAG... isso tudo eu já expliquei um pouco acima, mas relembrei para ficar mais claro! Então... esses TAG, Colesterol e vitaminas lipossolúveis são finalmente transportados como Quilomícrons, para serem secretados na linfa. 

Os quilomícrons (QM) secretados na linfa passam do ducto torácico para as grandes veias da circulação sistêmica. A apoproteína CII presente no QM, estimula a atividade da lipoproteina lipase, localizada no endotélio dos capilares sanguíneos do tecido adiposo e do tecido muscular esquelético. Essa lipase hidrolisa os TAG presentes no QM e os incorpora nos adipócitos e miócitos.

Desta forma, uma parte dos TAG exógenos é liberada para esses tecidos, diminuindo a quantidade de TAG do QM. Essa perda de parte dos TAG e a incorporação de outras apoproteínas fazem com que os QM sejam transformados em quilomícrons remanescentes (QMR) e sejam reconhecidos por um receptor dos hepatócitos, sendo então captados por endocitose.

Os QMR transportam para o fígado os lipídios exógenos (parte dos TAG, colesterol e as vitaminas lipossolúveis). Abaixo coloquei um resumo do metabolismo das principais lipoproteínas:

Lipoproteína de muito baixa densidade 

(VLDL - Very low density lipoprotein)

Produzidas e secretadas pelo fígado, as VLDL transportam TAG e colesterol exógenos que foram captados pelo fígado para as células do corpo através dos vasos sanguíneos para serem utilizados como energia. As VLDL no sangue também sofrem a ação da lipase lipoproteica, perdendo parte dos TAG, sendo transformados em IDL (intermediate density lipoprotein), que ao sofrer ainda ação da lipase lipoproteica, é finalmente transformada em LDL (low density lipoprotein), ou lipoproteina de baixa densidade.

Lipoproteína de baixa densidade

(LDL - low density lipoprotein)

Como já expliquei acima, as LDL são produzidas no sangue pelo catabolismo das VLDL e são consideradas lipoproteinas ricas em colesterol. As LDL tem a função de levar o colesterol para os tecidos, pois elas contém o colesterol exógeno (que chegou ao fígado como QMR) e também o colesterol endógeno (o fígado sintetiza 70% do colesterol). Porém a captação do LDL e do colesterol transportado por ele vai depender da necessidade dos tecidos, que é regulada por vários fatores como por exemplo a quantidade de colesterol dentro das células. Desta forma, quando existe a necessidade de colesterol, as células expõem na membrana um receptor que reconhece a Apo B100, que é a unica apoproteina presente no LDL, e a captação do LDL ocorre por endocitose.

(Captação da LDL mediada pelo receptor de membrana que reconhece a Apo B1006 - Imagem extraída do livro Tratado de Alimentação e Nutrição Volume 01- S.M.C.S. da Silva e J.D.P. Mura)

Lipoproteína de alta densidade

(HDL - High density lipoprotein) 

Essa é a menor das lipoproteínas, é produzida pelas células do fígado e intestino e secretada no sangue como HDL nascente, que possui forma discorde. O HDL tem como função recolher o excesso de colesterol do sangue e conforme recebem o colesterol éster no interior da partícula, passa a forma esférica, sendo assim reconhecido e captado pelo fígado por um receptor. Ou seja, o HDL é conhecido por fazer o transporte reverso do colesterol e desta forma reduzir os níveis sérios de colesterol e consequentemente o risco de doenças cardio vasculares (DCV).

LIPÓLISE

Quando há uma demanda energética maior como durante exercício vigoroso, ou em resposta ao estresse e até mesmo durante um jejum prolongado, os TAG são hidrolisados pela ação da lipase hormônio sensível (LHS), sendo então liberados na circulação e levados aos tecidos periféricos para a Betaoxidação e produção de ATP.

Falarei detalhadamente da Lipólise juntamente com a betaoxidação em um próximo post quando for falar também das principais vias metabólicas da glicose e das proteínas.

Por hoje é só pessoal... vou dar um tempo no metabolismo porque estou precisando estudar mais UAN, SAÚDE PÚBLICA, FISIOPATOLOGIA e DIETOTERAPIA,  então os próximos posts serão relacionados a esses temas, e na sequência eu volto para concluir o metabolismo.

Bons estudos pra quem estiver comigo nessa e até a próxima! Bjs!

Jéssica