3.7: O que são Lípidos?

Visão Geral

Os lípidos são um grupo de compostos orgânicos estrutural e funcionalmente diversos que são insolúveis em água. Certas classes de lípidos, como gorduras, fosfolípidos e esteróides são cruciais para todos os organismos vivos. Eles funcionam como componentes estruturais de membranas celulares, reservatórios de energia e moléculas de sinalização.

Os Lípidos são um Grupo Diversificado de Moléculas Hidrofóbicas

Os lípidos são um grupo estrutural e funcionalmente diversificado de hidrocarbonetos. Hidrocarbonetos são compostos químicos que consistem em átomos de carbono e hidrogénio. As ligações carbono-carbono e carbono-hidrogénio não são polares, o que significa que os eletrões entre os átomos são compartilhados igualmente. As ligações não polares individuais dão uma característica global não polar ao composto de hidrocarbonetos. Além disso, os compostos não polares são hidrofóbicos, ou “odeiam a água”. Isso significa que eles não formam ligações de hidrogénio com moléculas de água, tornando-os quase insolúveis em água.

Dependendo da composição química, os lípidos podem ser divididos em diferentes classes. As classes biologicamente importantes de lípidos são gorduras, fosfolípidos e esteróides.

A Gordura é um Triéster de Ácidos Gordos e Glicerol

O esqueleto do hidrocarboneto de gordura tem três átomos de carbono. Cada carbono carrega um grupo de hidroxilo (–OH), tornando-o glicerol. Para formar uma gordura, cada um dos grupos hidroxilo do glicerol está ligado a um ácido gordo. Um ácido gordo é uma longa cadeia de hidrocarbonetos com um grupo carboxilo (–COOH) em uma das extremidades. O grupo carboxilo do ácido gordo e o grupo hidroxilo do glicerol formam uma ligação estável com a libertação de uma molécula de água. A molécula resultante é chamada de éster (–COOR). A gordura é um éster de glicerol e três ácidos gordos; por isso também é referido como triglicerídeo. Os três ácidos gordos constituintes podem ser idênticos ou diferentes e geralmente têm de 12 a 18 carbonos.

Gorduras Saturadas Versus Insaturadas

As gorduras são saturadas ou insaturadas dependendo da presença ou ausência de ligações duplas nas cadeias de hidrocarbonetos dos seus ácidos gordos. Se uma cadeia de ácidos gordos não tem ligações duplas entre os átomos de carbono, os átomos de carbono individuais ligam um número máximo de hidrogénios. Tal ácido gordo é completamente saturado com hidrogénio, e é chamado de ácido gordo saturado. Por outro lado, se o ácido gordo contém um ou mais átomos de carbono com ligações duplas, o ácido gordo é chamado de ácido gordo insaturado.

Gorduras que contêm todos os ácidos gordos saturados são chamadas de gorduras saturadas. As gorduras obtidas de fontes animais, por exemplo, manteiga, leite, queijo e banha, são na sua maioria saturadas. Gorduras de peixes ou fontes vegetais são muitas vezes insaturadas, como azeite, óleo de amendoim e óleo de fígado de bacalhau. A ausência de ligações duplas nas cadeias de hidrocarbonetos de ácidos gordos saturados torna-os flexíveis. As cadeias de ácidos gordos flexíveis podem compactar-se firmemente; portanto, as gorduras saturadas são principalmente sólidas à temperatura ambiente.

A maioria dos ácidos gordos insaturados de ocorrência natural estão em conformação “cis”, o que significa que os átomos de hidrogénio adjacentes à ligação dupla carbono-oxigénio estão do mesmo lado. A presença de ligações cis duplas causa uma curva na cadeia de hidrocarbonetos que torna a longa cadeia de hidrocarbonetos menos flexível e difícil de compactar. Como consequência, a maioria dos ácidos gordos insaturados são líquidos à temperatura ambiente.

As gorduras são um reservatório de energia de longo prazo em muitos organismos. Se for necessário, o organismo quebra gorduras para produzir energia. Em animais, a gordura fornece amortecimento em torno de órgãos vitais, e uma camada subcutânea de gordura isola o corpo das temperaturas externas.

Os Fosfolípidos são Parte Integrante das Membranas Celulares

Os fosfolípidos são críticos para a célula, pois são os principais constituintes das membranas celulares. Os fosfolípidos são estruturalmente semelhantes às gorduras, mas contêm apenas dois ácidos gordos ligados ao glicerol em vez de três. Os resíduos de ácidos gordos podem ser saturados ou insaturados. Nos fosfolípidos, o terceiro grupo hidroxilo de glicerol está ligado a um grupo fosfato carregado negativamente.

Um grupo funcional adicional ligado ao grupo fosfato pode levar a diversas propriedades químicas de fosfolípidos. Os aditivos mais comuns são pequenos grupos polares como colina ou serina.

Os fosfolípidos são moléculas anfipáticas, o que significa que têm partes hidrofóbicas e outras que são hidrofílicas, ou amantes da água. Quando os fosfolípidos são adicionados à água, eles formam espontaneamente uma bicamada, um filme fino com duas moléculas fosfolipídicas de espessura. Essa auto-organização ocorre porque as cabeças polares são atraídas pela água, enquanto que os ácidos gordos hidrofóbicos ficam enterrados no meio da camada para fugir ao contacto com a água. Tal bicamada fosfolipídica forma a membrana celular em todos os organismos vivos. Ela compartimentaliza os fluidos no interior e exterior da célula. Embutidos nas bicamadas estão proteínas e esteróides, outra classe de lípidos. Bicamadas fosfolipídicas adicionais podem compartimentalizar ainda mais o interior da célula eucariótica, por exemplo, o lisossoma e o retículo endoplasmático.

Os Esteróides Consistem em uma Estrutura de Quatro Anéis

Os esteróides são outra classe biologicamente importante de lípidos. Os esteróides são compostos por quatro anéis de carbono que são fundidos uns aos outros. Os esteróides variam entre si com base nos grupos químicos ligados aos anéis de carbono. Embora os esteróides sejam estruturalmente diferentes, eles são hidrofóbicos e insolúveis em água. Esteróides reduzem a fluidez da membrana celular. Eles também funcionam como moléculas de sinalização dentro da célula. O colesterol é o esteróide mais comum e é sintetizado pelo fígado. Está presente na membrana celular e é um precursor de hormonas sexuais em animais.

Os lipídios são agrupados por um único fator de definição, eles são hidrofóbicos. Insolúveis em água devido a hidrocarbonetos não carregados. Com base no número e tipo de hidrocarbonetos, lipídios são divididos em três classes, gorduras, fosfolipídios e esteroides.

As gorduras, também conhecidas como triglicerídeos, são feitos de um glicerol e três ácidos graxos. Elas podem ser consideradas saturadas ou insaturadas, com base na presença ou ausência de ligações duplas em cada ácido graxo. E assim, saturação potencial com um número máximo de hidrogênios.

Estes ácidos graxos saturados e insaturados também existem em fosfolipídios. Mas existem apenas dois ácidos gordurosos ligados ao glicerol, e um grupo fosfato carregado no lugar do terceiro ácido graxo. Isso causa a característica única dos fosfolipídeos.

Uma cabeça de fosfato hidrofílico, e caudas de hidrocarbonetos hidrofóbicos. Que formam uma bicamada, para a membrana celular. As cabeças de fosfato hidrofílico estão em contato com a solução aquosa dentro e fora da célula, enquanto as caudas hidrofóbicas estão voltadas uma para a outra, protegidas e longe do contato com a água.

O terceiro tipo, os esteroides, como colesterol, tem uma estrutura fundida única com um esqueleto de carbono de quatro anéis de hidrocarbonetos. Então, suas estruturas químicas parecem muito diferentes de gorduras e fosfolipídios.