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BROMATOLOGIA ANIMALBROMATOLOGIA ANIMAL TCA: 1000TCA: 1000 CursoCurso de de MedicinaMedicina VeterinVeterinááriaria: 403: 403 Lipídios/Lipídeos Prof. José Laerte Nörnberg DTCA-NIDAL/CCR/UFSM jlnornberg@smail.ufsm.br Lipídeos A. Tamanho e formas variáveis B. Característica comum 1. Insolúveis em água Hidrofóbica CH3 Hidrofílica COOH C. Densidade energética – Um grama de gordura = 9,4 kcal de energia bruta – Um grama de carboidratos = 4,15 kcal de energia bruta – Gordura tem cerca de 2,25 vezes mais energia – Relação O:H na molécula Lipídeos C. As gorduras apresentam maior quantidade de hidrogênio em relação ao oxigênio em comparação com os carboidratos Gordura CHO 77% C 40% C 12% H 7% H 11% O2 53% O2 D. Gordura apresenta menor % de O2 do que CHO Formas de Lipídeos A. Lipídeos simples a. Formam a maior % dos lipídeos b. Gorduras, óleos e cêras Formas dos Lipídeos H3C - C - C - C O OH Ácido butírico, 4 C O OH H3C - C - C - C - C - C - C - C - C - C Ácido capróico, 10 C O OH H3C - C - C - C - C - C - C - C - C - C - C - C - C - C - C - C Ácido palmítico, 16 C B. Lipídeos Compostos a. Ácidos graxos com alguma substância não lipídica • EX. Fosfolipídeos – ácido fosfórico Galactolipídeos – galactose Lipoproteínas – proteínas C. Lipídeos Derivados a. Lipídeos derivados da hidrólise de lipídeos simples e compostos b. Intermediários no metabolismo dos ácidos graxos Formas dos Lipídeos Classificação dos Lipídeos A. Dois Tipos de Ácidos Graxos a. Saturados – ligações simples b. Insaturados – ligações duplas O OH H H H H H H H H | | | | | | | | H3C - C - C - C - C - C - C - C - C – C| | | | | | | | H H H H H H H H O OH H H H H H | | | | | H3C - C - C = C - C = C - C - C - C – C| | | | | | | H H H H H H H (a )Primeiro átomo de carbono da ligação dupla, a partir do carbono carboxílico. (b) Primeiro átomo de carbono da ligação dupla, a contar do terminal metil (posições que agrupam os ácidos graxos em famílias e indicam por ex., C20:4 ω6 foi sintetizado a partir do C18: ω6 C20:4ω6C20:4 ∆5,8,11,14C20H32O2Araquidônico (eicosatetraenóico) C18:3ω3C18:3 ∆9,12,15C18H30O2Linolênico (octadecatrienóico) C18:2ω6C18:2 ∆9,12C18H32O2Linoléico (octadecadienóico) C18:1ω9 (b)C18:1 ∆9C18H34O2Oléico (octadecenóico) C16:1∆9 (a)C16H30O2Palmitoléico (hexadecenóico) C18:0C18H36O2Esteárico (octadecanóico) C16:0C16H32O2Palmítico (hexadecanóico) C14:0C14H28O2Mirístico (tetradecanóico) C12:0C12H24O2Láurico (dodecanóico) C10:0C10H20O2Cáprico (decanóico) C8:0C8H16O2Caprílico (octanóico) C6:0C6H12O2Capróico (hexanóico) C4:0C4H8O2Butírico (butanóico) SímbolosFórmula empíricaÁcidos graxos Nomenclatura empregada para ácidos graxos B. Estrutura a. Ácidos graxos Classificação dos Lipídeos O OH H3C - C - C - C - C - C - C - C - C - C b. Glicerol H | H – C – OH | H – C – OH | H – C – OH | H Monoglicerídeo O C - C - C - C - C - C - C - C – CH3 H | H – C – O - | H – C – OH | H – C – OH | H OH OH αααα ββββ δδδδ Diglicerídeo O C - C - C - C - C - C - C - C – CH3 H | H – C – O - | H – C – O - | H – C – OH | H OH O C - C - C - C - C - C - C - C – CH3 Triglicerídeo O C - C - C - C - C - C - C - C – CH3 H | H – C – O - | H – C – O - | H – C – O - | H O C - C - C - C - C - C - C - C – CH3 O C - C - C - C - C - C - C - C – CH3 Classificação dos Lipídeos C. Características Fisico-Químicas a. Grau de saturação 1. Insaturados - líquidos em temperatura ambiente 2. Saturados – sólidos em temperatura ambiente b. Comprimento da cadeia Fosfolipídeos A. Componentes da membrana celular B. Atuam em funções enzimáticas Lecitina-Fosfolipídeos A. Possue glicerol, 2 ácidos graxos e ácido fosfórico B. Comumente usada no processamento de alimentos C. Mantém H2O e gordura em solução Esteróis e Esteróides Ex: Colesterol, estrogênio, testosterona, progesterona, sais biliares, ergosterol Lipídeos mais importantes - nutrição Ácidos graxos Glicerol Monoglicerídeos Diglicerídeos Triglicerídeos Fosfolipídeos Funções Nutricionais A. Fontes de energia B. Carreadores na absorção C. Ácidos graxos essenciais D. Membranas celulares - mamíferos Função Nutricional A. Fonte de energia 1. Oxidação da gordura produz CO2 + H2O + Energia 2. 2,25 vezes mais do que CHO 3. Pode substituir CHO (limites e custo) B. Meio transportador para absorção 1. Vitaminas lipossolúveis - intestino 2. Lipoproteínas complexas - sangue a. Colesterol – HDL, LDL b. Hormônios sexuais c. Vitaminas –A, D, E, K Funcões Nutricionais C. Ácidos Graxos Essenciais 1. Linoleico (18 C, 2 ligações duplas) 2. Linolênico (18 C, 3 ligações duplas) 3. Araquidônico (20 C, 4 ligações duplas) a. Não são sintetizados b. Precursores de ácidos graxos insaturados Linolênico Araquidônico Prostaglandinas Função Nutricional 4. Ácidos Graxos Essenciais ?? a) Componentes da membrana celular b) Transporte – Lipoproteínas c) Prostaglandinas- Funções: • Regressão do corpo lúteo • Contração muscular • Constrição de vasos sangüíneos • Secreção de muco que recobre a parede do estômago Funções Nutricionais 5. Ácidos Graxos Essenciais – Sob o ponto de vista nutricional, há necessidade de suplementar as dietas dos animais com AGE ? 6. Ruminantes: os AGE são produzidos pelos MO – Parte da parede celular passa para o ID Fontes de Gordura A. Plantas – Sementes de oleaginosas – soja, algodão, canola: 18 – 36% lipídeos – Grãos – milho, sorgo, trigo: 2 – 4% lipídeos B. Animais – Sebo e óleo C. Dieta de seres humanos – Óleos de soja, milho, arroz, girassol, dendê (palma). D. Gorduras protegidas – rúmen inerte (by-pass) – Ca + AG = gordura protegida (sais cálcicos de ácidos graxos) E. Digestibilidade média das gorduras = 80 – 90 % Digestão, Absorção e Transporte de Lipídeos A. Enzima Principal – Lipase 1. Formas a.Lipase gástrica • Encontrada no estômago • Baixa atividade em animais adultos • É funcional em animais jovens b.Lipase pancreática • Principal enzima na digestão das gorduras • Secretada com o suco pancreático • Secretada na forma inativa • Ativada por Ca no lúmen do intestino B. Digestão dos Lipídeos 1. Estômago • No estômago formam-se gotículas de gordura • Através do piloro as gotículas passam para o ID Digestão, Absorção e Transporte de Lipídeos 2. Intestino Delgado Sais biliares e lipase a. Bile • Produzida no fígado • Armazenada na vesícula biliar (exceto eqüínos) • Secretada no duodeno • Ações principais: 1. Emulsificação da gordura 2. Organiza os triglicerídeos para a lipase hidrolizar b. Lipase • Cliva os ácidos graxos ligados ao glicerol Digestão, Absorção e Transporte de Lipídeos + Sais Biliares Digestão, Absorção e Transporte de Lipídeos Sais Biliares HidrofóbicaHidrofílica Lipase atua na clivagem do glicerol LIPASE Glicerol pode ser absorvido no Intestino Delgado Glicerol Clivagem do glicerol forma uma estrutura conhecida como Micela Micela = AG livres e bile Micela interage com as microvilosidades intestinais possibilitando a absorção Micela Hidrofílica Absorção de Lipídeos Micela AGL Triglicerídeo Colesterol Fosfolipídeo Proteína Quilomicra Quilomicra = Triglicerídeo (80%) + Proteína (2%) Fosfolipídeo (7%) + Colesterol (11%) Bile Glicerol Glicerol Lúmen Célula intestinal Sangue ou Linfa Glicerol Quilomicra Triglicerídeo Ácido Graxo Livre Glicerol Colesterol Fosfolipídeo Proteína Absorção dos Lipídeos Micela Glicerol Os TG da dieta são ressintetizados no retículo endoplasmático liso das células do epitélio intestinal, após a sua absorção. Eles são transportados para os tecidos (muscular, adiposo e hepático) pelas lipoproteínas denominadas Quilomicra Vaso Linfático Capilar sangüíneo Os TG sintetizados no fígado são transportados aos tecidos extra- hepáticos (tecido muscular e adiposo) através das lipoproteínas VLDL (very low density lipoprotein). A síntese hepática de TG ocorre no retículo endoplasmático liso. Dgestão: Ruminantes Digestão dos Lipídeos: Ruminantes 1. Dieta: volumosos e concentrados 2. Principal forma: triglicerídeos Triglicerídeos Glicerol + Ácidos Graxos Livres Glicerol AGV Ácidos Graxos Livres Ácidos Graxos Saturados MO - Membrana celular MO MO MO Lipídeos - Digestão e Absorção 3. Lipídeos de folhas e talos - galactolipídeos Galactolipídeos: Glicerol + Galactose + AGL Glicerol e Galactose: AGV 4. Ácidos graxos derivados do rúmen - AGL ou da membrana celular - MO (digeridos no abomaso) Ruminantes: lipólise e hidrogenação Biohidrogenação Bactéria Celulolítica Butyrivibrio fibrisolvens ∆∆∆∆9-desaturasa Por Síntesis Isomerización enzimática DIETA RÚMEN SANGUE Glândula mamária PROTEÍNA BRUTA PNDR AMINOÁCIDOS PROTEÍNA PDR crescimento microbiano e fermentação PM CARBOIDRATOS Açúcar Amido C 3 GLICOSE LACTOSE Fibra Fermentável C 2 + C 4 GORDURA GORDURA AG ÁCIDOS GRAXOS Vacênico (trans 11, C18:1)Vacênico (trans 11, C18:1) C C O OC CC C CC C CC C CC C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H HH H HH H Cis 9 , Trans 11, C18:2Cis 9 , Trans 11, C18:2 C C O O C CC C C C C CC C CC C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H HH H H H H H 9101112 H H ∆9 - dessaturase Síntese endógena de CLA Metabolismo dos Lipídeos A. Estado dinâmico no corpo 1. Catabolismo - hidrólise dos lipídeos 2. Anabolismo – síntese de lipídeos B. Funções 1. Oxidação à CO2 - ATP 2. Glicolipídeos, fosfolipídeos 3. Integridade dos alvéolos pulmonares 4. Solubiliza vitaminas ADEK 5. Hormônios 6. Energia Metabolismo dos Lipídeos C. Reserva corporal 1. Reserva de triglicerídeos no corpo a. Ocorre em todos tecidos b. Tecido adiposo: Adipócito D. Gordura de reserva X catabolismo das gorduras 1. Suprimento de energia Tempo de abastecimento Glicose Proteína Gordura de reserva Gordura 2. Deficiência energética • Gordura de reserva Metabolismo dos Lipídeos E. Controle hormonal Insulina – Aumenta reserva de gordura Epinefrina – Diminui reserva de gordura Cortisol – Diminui reserva de gordura Glucagon – Diminui reserva de gordura Hormônio do Crescimento – Diminui reserva de gordura Metabolismo dos Lipídeos F. Há relação entre a composição dos triglicerídeos consumidos com a composição dos triglicerídeos corporais? Ex. Suínos alimentados com ácidos graxos insaturados? Como será a característica da gordura de depósito (corporal)? G. Reserva de vitaminas lipossolúveis e colesterol Metabolismo dos Lipídios H. Produção de lipídeos no tecido mamário Não Ruminantes Gordura do leite deriva principalmente da glicose! Ruminantes Gordura do leite deriva principalmente do acetato e butirato (AGV) produzidos no rúmen! Síntese e Degradação de Ácidos Graxos Síntese de ácidos graxos A. Ácidos graxos são produzidos a partir da Acetil CoA B. Fontes de Acetil CoA: a) CHOs b) Proteínas c) AGVs d) Degradação da gorduras C. Tecidos • Fígado, rim, cérebro, pulmões, glândula mamária D. Local de síntese: No citosol de células hepáticas, adiposas (incluindo as da glândula mamária), renais e nervosas Síntese de Ácidos Graxos E. Síntese: – Gorduras são formadas a partir de 2 carbonos + H3C - C - C - C O OH Ácido Butírico, 4 C | | H3C – C – S - CoA O Acetil CoA, 2 C | | H3C – C – S - CoA O Acetil CoA, 2 C – Processo contínuo até AG com 16 C – Enzima: Ácido graxo sintase F. Controle da síntese de AG: – Excesso energia (glicose, proteína, gordura) ↑ síntese – Deficiência de energia ↓ síntese Degradação dos Ácidos Graxos A. Energia das reservas de gordura B. Gorduras são hidrolisadas: - Músculo, fígado, rins, tecido adiposo C. Triglicerídeos + lipase – tecido = glicerol + AG D. Fígado, coração, músculo esquelético em descanso depende da oxidação dos AG Degradação dos Ácidos Graxos A. Transporte no sangue via quilomicra B. Quilomicra = TG, colesterol, fosfolipídeo e proteína C. TG glicerol + AG D. Glicerol Fígado Glicose Kreb’s Degradação dos Ácidos Graxos E. Beta oxidação dos ácidos graxos – Beta oxidação remove carbonos dos AG de 2 em 2 • Remove 1 mol de acetato (2 C) como Acetil CoA – A etapa é repetida até a gordura ficar completamente hidrolisada • Ácido palmítico (16 C) 8 Acetil CoA • Ácido esteárico (18 C) 9 Acetil CoA • Ácido graxo com 19 C 8 Acetil CoA + 1 Propionil CoA – Ácidos graxos são degradados à Acetil CoA – Acetil CoA pode entrar no ciclo de Krebs – Local? A ββββ−−−−oxidação de ácidos graxos ocorre na matriz mitocondrial Local da Oxidação Representação Glicose Piruvato Acetil - CoA NADH CO2 NADH CO2 GTP FADH2 NADH Ciclo de Krebs 6C 6C 5C4C 4C 4C C02 NADH Triglicerídeo Ácido Graxo + Glicerol Síntese de Ácido Graxo Triglicerídeo Glicerol Beta-oxidação CETOSE �� FFííGADOGADO LipLipóóliselise ((ββββββββ--oxidaoxidaçção)ão) Utilização de Lipídeos em condições normais AlimentoAlimento Tejido AdiposoTejido Adiposo LipoproteLipoproteíínas nas ((ÁÁcidos cidos GraxosGraxos)) Acetil CoenzimaAcetil Coenzima--AA COCO22, , ÁÁguagua EnergiaEnergiaGLiCOSEGLiCOSE Gliconeogênese OxalacetatoOxalacetato PROPIONATOPROPIONATO Consumo AlimentoConsumo Alimento BalanBalanççoo EnergEnergéético tico NegativoNegativo PropionatoPropionato �� FFÍÍGADOGADO Metabolismo dos Lipídeos no início da lactação MobilizaMobilizaççãoão do do TecidoTecido AdiposoAdiposo ÁÁcidos cidos GraxosGraxos LipLipóóliselise ((ββββββββ--oxidaoxidaçção)ão) Acetil Coenzima A Acetil Coenzima A COCO22, Agua, Agua EnergEnergííaaOxalacetatoOxalacetato X XXGLICOSEGLICOSE PROPIONATOPROPIONATOX �� FFÍÍGADOGADO Metabolismo dos Lipídeos no início da lactação MobilizaMobilizaççãoão do do TecidoTecido AdiposoAdiposo ÁÁcidos cidos GraxosGraxos CETOSECETOSE LipLipóóliselise Incompleta Incompleta ((ββββββββ--oxidaoxidaçção)ão) Acetil Coenzima AAcetil Coenzima A COCO22, , ÁÁguagua EnergEnergííaaOxalacetatoOxalacetato X X acetoacetato acetoacetato ββββββββ--OH butiratoOH butirato XGLICOSEGLICOSE PROPIONATOPROPIONATOX Consumo AlimentoConsumo Alimento BalanBalanççoo EnergEnergéético tico NegativoNegativo PropionatoPropionato Cetose Ocorre quando o animal tem alta demanda energética Comumente: – Ovelhas lactantes com gêmeos/trigêmeos (pré-parto) – Vacas leiteiras de alta produção (pós-parto) • Aumento na demanda energética: aumenta ß Oxidação • Aumenta o catabolismo = aumenta Acetil CoA • Acetil CoA sobrecarrega o ciclo de Krebs Cetose 5. Acetil CoA – fígado converte para: 1. Ácido acetoacetato 2. Ácido ß-hidroxibutírico 3. Acetona Cetonas 6. Quando aumenta cetonas, diminui o pH do sangue Acidose metabólica 7. Ácido acetoacético é tóxico em grandes quantidades Cetose 8. Não tratado: ↓ Glicose, ↓ Energia, ↑ Cetonas = Morte 9. Sintomas: Fraqueza, tremores musculares, hálito cetônico 10.Tratamento Glicose Gordura x Humanos A. Gordura – Excelente fonte de energia – Sabor e importante componente de produtos industrializados B. Consumo de gordura e doenças cardíacas 1. Colesterol – placas nas artérias 2. Estreitamento das artérias • HDL – “high density lipoprotein” • LDL – “low density lipoprotein” • VLDL – “very low density lipoprotein” – Altos níveis de LDL e VLDL > risco Observações A. Gordura na dieta: – Excelente fonte de energia B. Consumo de gordura e doenças cardíacas (humanos) 1. Colesterol – placas nas artérias 2. Estreitamento das artérias • HDL – “high density lipoprotein” • LDL – “low density lipoprotein” • VLDL – “very low density lipoprotein” • Altos níveis de LDL e VLDL /doenças do coração Hipercolesterolemia Existe uma relação inversa entre a concentração de HDL e o desenvolvimento de doença coronariana • Fatores genéticos (Dislipidemias): têm papel fundamental na determinação do colesterol no sangue Outros fatores: idade, pressão alta, diabetes, estilo de vida (hábito alimentar, sedentarismo, fumo, etc.) Hipercolesterolemia • Consumo de AGS e AGT – Reduzem a expressão do receptor LDL – Facilita a entrada de Colesterol nas partículas de LDL Fatores que elevam a relação LDL/HDL Hipercolesterolemia • Substituição na dieta por AG poli e mono- insaturados – Estimulam a excreção de colesterol – Causam regulação dos receptores LDL Outras: exercícios físicos regulares; reposição de estrogênio; consumo de antioxidantes (vit. E, C e A e flavanóides) Recomendações Esquimós • Cerca de 80% das calorias (energia) consumidas são lipídeos • Deveria aumentar as doenças do coração! • Por quê ????????????? Gorduras saturadas: • Recomendação para a população dos USA a partir de 1977: reduzir o consumo de gordura para 30% das calorias para reduzir doença coronária. • Houve uma substituição drástica pelo consumo de CHOs. • Entretanto, alto consumo de CHOs também leva a dislipidemia aterogênica e hipertriacilglicerolemia. Continua crescente a incidência de obesidade Gorduras saturadas • Recomendações atuais: – Manter o consumo de AGS, AGT e colesterol tão baixo quanto possível – A indústria em geral, têm dedicado esforços no sentido de reduzir todos os AGS – Não existem dados seguros de limites de consumo de AGS (recomendações atuais cerca de 7% da energia consumida) Toda a gordura saturada é prejudicial? Quais são os efeitos dos principais AGS da dieta no aumento do colesterol? Gorduras saturadas • Resultados de pesquisa: – Capróico, caprílico, cáprico (C4:0 a C10:0 - AG de cadeia curta) e esteárico (C18:0) são neutros com respeito ao colesterol e modulação da LDL – Láurico (C12:0), mirístico (C14:0) e palmítico (C16:0) aumentam o colesterol - hipercolesterolêmicos (mirístico parece ser o o mais potente) Recomendações dietéticas de lipídeos para seres humanos (Legrand, 2002) 66 g/dia 33 % 1,6 0,8 8,0 4,0 40,0 20,0 16,0 8,0 ♀ 81 g/dia 33 % 2,0 0,8 10,0 4,0 49,0 20,0 19,5 8,0 ♂ Total18:3n-318:2n-6AGMISaturada RUMINANTES: Leite e Carne » Década de 70-80 “Diminuição drástica no consumo de gordura animal (especialmente de ruminantes): associação entre gordura com doenças cardiovasculares” “Coma menos gordura para não morrer cedo” “A carne bovina é rica em lipídeos e seus ácidos graxos saturados e mono-insaturados são responsáveis por doenças cardiovasculares” Relação entre doses de CLA (trans-10, cis-12) e produção de gordura do leite. ( )Baumgard (2001); ( ) Baumgard (2000) e ( )Peterson (2002) 0 5 10 15 - 60 - 40 - 20 0 R e d u ç ã o d a p r o d u ç ã o d e g o r d u r a ( % ) Dose de trans -10, cis -12 (g / dia) Fonte: Peterson et al. (2002) - 10 - 30 - 50R e d u ç ã o d a p r o d u ç ã o d e g o r d u r a ( % ) 0 - 10 - 20 - 30 - 40 - 50 - 60 Ruminantes Efeito do ALC (CLA) na incidência de tumores mamários em ratos (Ip et al., 1991) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 0,05 0,1 0,25 Nível de ALC (CLA) na dieta (%) N ° d e t u m o r e s m a m á r i o s Concentração de ALC (CLA) em Lácteos • ALIMENTO ALC (mg/g gordura) Média DP • Leite 5,5 0,30 • Leite condensado 7,0 0,29 • Manteiga 6,1 0,21 • Sorvete 3,6 0,10 • Queijo Mussarela 4,9 0,20 • Iogurte natural 4,8 0,26 Adaptado : Chin et al.(1992) Carnes: valores de CLA CLA (mg/g Lipídeo) Bovina 2,9 - 4,3 Ovina 5,6 Frango 0,9 Suína 0,6 Salmão 0,3 Óleo de oliva 0,2 Monogástricos CLA (350mg /dia) = Ação preventiva contra tumores malígnos - NUTRACÊUTICO • Leite (média = 5mg CLA/g gordura) • Leite (média = 3,5% gordura) • Leite (média = 35 g gordura/ l - kg • Leite = 175 mg CLA / l-kg • Leite ( 2 litros) = 350 mg de CLA (Faltam pesquisas nacionais)