Estrutura, digestão e absorção de lipídeos
Índice
1- Os triacilgliceróis são os principais constituintes do tecido adiposo ... 1
2- Os ácidos gordos podem ser saturados, monoinsaturados e poli-insaturados ... 2
3- Os ésteres de colesterol contêm resíduos de colesterol e de ácidos gordos ... 2
4- Os lipídeos das membranas podem ser glicolipídeos ou fosfolipídeos ... 2
5- Os glicerofosfolipídeos são derivados do ácido fosfatídico ... 3
6- A fosfatidiletanolamina contém um resíduo de fosfatidato ligado a um resíduo de etanolamina .. 3
7- A fosfatidilcolina contém um resíduo de colina e a fosfatidilserina contém um resíduo de serina 3 8- O fosfatidilinositol contém um resíduo de fosfatidato ligado a um resíduo de inositol ... 3
9- A cardiolipina contém dois resíduos de fosfatidato ligados por um resíduo de glicerol ... 3
10- Um plasmalógeno contém um resíduo de um álcool gordo ... 4
11- Um esfingolipídeo contém um resíduo de ceramida ligado a glicídeos ou a fosfocolina ... 4
12- Os cerebrosídeos, os globosídeos e os sulfatídeos são glicolipídeos ... 4
13- Um gangliosídeo contém pelo menos um resíduo de um ácido siálico ... 4
14- O colesterol é um álcool que contém um “núcleo” de ciclopentanoperidrofenantreno ... 5
15- Os lipídeos membranares contêm uma parte hidrofóbica e outra hidrofílica ... 5
16- Mais de 90 % dos lipídeos da dieta são gorduras ... 5
17- A emulsificação das gorduras é importante na sua digestão ... 5
18- Os sais biliares são detergentes naturais que são produzidos no fígado e participam na digestão dos lipídeos ... 6
19- As lípases gástrica e pancreática, a fosfolípase A2 e a estérase de ésteres de colesterol digerem os lipídeos da dieta ... 6
20- A pró-fosfolípase A2 e a pró-colípase são ativadas pela ação da tripsina ... 6
21- A absorção dos produtos da digestão dos triacilgliceróis envolve a formação de micelas mistas 7 22- A absorção do colesterol envolve um transportador membranar ... 7
23- A re-síntese de triacilgliceróis e de fosfolipídeos ocorre nos enterócitos ... 8
24- Os lipídeos da dieta passam para a circulação sanguínea em agregados designados por quilomicra ... 8
1- Os triacilgliceróis são os principais constituintes do tecido adiposo
Os lipídeos são um grupo heterogéneo de compostos que, em geral, são praticamente insolúveis na água e solúveis em solventes orgânicos.
No organismo humano, os lipídeos mais abundantes (cerca de 10 a 20 kg num indivíduo adulto normal com 70kg de peso) são os triacilgliceróis. Os triacilgliceróis são substâncias altamente hidrofóbicas que têm um papel de reserva energética. Acumulam-se no tecido adiposo onde constituem a maior parte da massa dos adipócitos, mas também existem noutros tecidos. Nas células existem como uma ou várias gotículas no citoplasma; estas gotículas não constituem um verdadeiro organelo porque não existe uma membrana (duplo folheto de lipídeos anfipáticos) a separar a gotícula do resto do citoplasma. A gotícula está separada da fase aquosa citoplasmática por uma monocamada de fosfolipídeos em que a
região hidrofóbica (os resíduos dos ácidos gordos) mergulha na gotícula e a região hidrofílica fica voltada para a fase aquosa. Uma molécula de um triacilglicerol é formada por três resíduos de ácidos gordos (os grupos acilo) esterificados com um resíduo de glicerol. A hidrólise completa de uma molécula de um triacilglicerol origina três moléculas de ácidos gordos e uma de glicerol (ver Equação 1). O glicerol é um álcool com 3 carbonos cada um contendo um grupo hidroxilo (o hidroxilo do carbono 2 é um hidroxilo secundário enquanto os outros dois são primários).
Equação 1 triacilglicerol + 3 H2O → glicerol + 3 ácido gordo
2- Os ácidos gordos podem ser saturados, monoinsaturados e poli-insaturados
Os ácidos gordos são uma classe de lipídeos que, quer dentro da células, quer no plasma sanguíneo, estão ligados de forma não covalente a proteínas: no citoplasma das células, os ácidos gordos ligam-se a proteínas de ligação a ácidos gordos (FABP, da expressão inglesa, “Fatty Acid Binding Proteins”) e, no plasma sanguíneo, ligam-se à albumina1. No organismo humano só uma pequeníssima parte da massa total de ácidos gordos existe na forma de moléculas independentes: a maior parte dos ácidos gordos existe como resíduos constituintes de outros lipídeos incluindo os triacilgliceróis.
As moléculas da esmagadora maioria dos ácidos gordos do organismo humano podem ser descritas como sendo constituídas por um grupo carboxílico (no carbono 1) seguido de uma cadeia alifática linear. A esmagadora maioria dos ácidos gordos tem um número par de carbonos. Os ácidos gordos podem ser saturados (sem duplas ligações) ou insaturados (contendo duplas ligações que, no caso dos lipídeos naturais, estão sempre na configuração cis).
Os ácidos gordos denominam-se de acordo com o número de carbonos e, no caso de existirem, com o número e localização das duplas ligações. São exemplos de ácidos gordos saturados, o butírico (4C), o palmítico (16C), o esteárico (18C) e o araquídico (20C). São exemplos de ácidos gordos monoinsaturados o palmitoleico (16:1;9 ou ∆9 16:12) e o oleico (18:1;9). Os ácidos linoleico (18:2;9,12), α
αα
α-linolénico (18:3;9,12,15), araquidónico (20:4;5,8,11,14), eicosapentaenoico (EPA; 20:5;5,8,11,14,17) e o docosahexaenoico (DHA; 22:6;4,7,10,13,16,19) são exemplos de ácidos gordos poli-insaturados. Os ácidos linoleico e araquidónico são ácidos gordos insaturados da série ω6 (ou n-6): se contarmos os carbonos a partir da extremidade oposta à do grupo carboxílico, a primeira dupla ligação liga o carbono
ω6 ao carbono ω7. Os ácidos α-linolénico, o EPA e o DHA são ácidos gordos insaturados da série ω3 (ou
n-3).
3- Os ésteres de colesterol contêm resíduos de colesterol e de ácidos gordos
Outros lipídeos que, tal como os triacilgliceróis, são muito hidrofóbicos e também se acumulam em gotículas existentes no citoplasma das células, são os ésteres de colesterol (também designados de colesterídeos). Uma molécula de um éster de colesterol é constituída por um resíduo de colesterol ligado (ligação éster) a um ácido gordo. A hidrólise de uma molécula de um colesterídeo origina colesterol e um ácido gordo (Equação 2).
Equação 2 colesterídeo + H2O → colesterol + ácido gordo
4- Os lipídeos das membranas podem ser glicolipídeos ou fosfolipídeos
As moléculas dos lipídeos presentes nas membranas celulares (quer da membrana citoplasmática, quer das membranas dos organelos intracelulares) dizem-se anfipáticas porque contêm regiões hidrofílicas (que ficam voltadas para a fase exterior aquosa das membranas) e regiões hidrofóbicas (que constituem o interior da membrana). O colesterol, os fosfolipídeos e os glicolipídeos são lipídeos membranares. As moléculas dos fosfolipídeos caraterizam-se por conterem, pelo menos, um resíduo de ácido fosfórico (ou fosfato) enquanto as moléculas dos glicolipídeos contêm um ou mais resíduos de hidratos de carbono. Em ambos os casos contêm também resíduos de ácidos gordos e um álcool. O álcool pode ser o glicerol e neste caso diz-se que é o lipídeo em análise é um glicerolipídeo: porque todos os glicerolipídeos das membranas (os triacilgliceróis não fazem parte das membranas) também contêm fosfato, o termo mais adequado é glicerofosfolipídeo. Noutros casos o álcool é o esfingol (também
1 Algumas proteínas membranares podem ligar-se de forma covalente a ácidos gordos que contribuem para a sua fixação
nessas membranas.
2 16:1;9 significa que o ácido gordo contém 16 carbonos e 1 dupla ligação no carbono 9, ou seja, uma dupla ligação entre
designado por esfingosina) e os lipídeos que contêm um resíduo de esfingol designam-se por esfingolipídeos. As esfingomielinas são os únicos esfingolipídeos que contêm um resíduo de fosfato, ou seja, as esfingomielinas são simultaneamente fosfolipídeos e esfingolipídeos. Todos os glicolipídeos contêm esfingol e são, portanto, esfingolipídeos3.
5- Os glicerofosfolipídeos são derivados do ácido fosfatídico
Os glicerofosfolipídeos podem, na sua maioria, ser considerados derivados do fosfatidato (também designado por ácido fosfatídico; 1,2-diacilglicerol-3-fosfato), um intermediário no seu processo de síntese endógena. O fosfatidato é constituído por um resíduo de glicerol esterificado nos carbonos 1 e 2 com dois resíduos de ácidos gordos e com o fosfato (ligação fosfoéster) no carbono 3. Nos glicerofosfolipídeos o fosfato serve de ponte entre o glicerol e um outro resíduo que também está ligado a esse fosfato por uma ligação fosfoéster. (Por isso se pode dizer que, nos glicerofosfolipídeos, há uma ligação fosfodiéster.) Entre os glicerofosfolipídeos destacamos: a fosfatidilcolina (também designada por lecitina), a fosfatidiletanolamina, a fosfatidilserina, o fosfatidilinositol e a cardiolipina (ou difosfatidilglicerol). Estamos a usar estes nomes no singular, mas é importante ter presente que, por exemplo, uma determinada fosfatidilcolina pode distinguir-se de uma outra fosfatidilcolina se um ou ambos os ácidos gordos forem distintos.
6- A fosfatidiletanolamina contém um resíduo de fosfatidato ligado a um resíduo de etanolamina
Na fosfatidiletanolamina, a substância que participa na ligação éster com o fosfato é a etanolamina. A etanolamina contém dois carbonos sendo que um deles contém um grupo hidroxilo e o outro é um grupo amina: na fosfatidiletanolamina o grupo hidroxilo está esterificado com o fosfato e o grupo amina está protonado. Porque no pH das células o resíduo de fosfato tem uma carga negativa (está desprotonado) e o grupo amina tem uma carga positiva (está protonado) a carga global da fosfatidiletanolamina é nula.
7- A fosfatidilcolina contém um resíduo de colina e a fosfatidilserina contém um resíduo de serina
A fosfatidilcolina (ou lecitina) e a fosfatidilserina distinguem-se da fosfatidiletanolamina porque contêm, respetivamente, colina e serina em vez de etanolamina. A colina pode ser descrita como etanolamina trimetilada no grupo amina. Pelas mesmas razões já referidas para o caso da fosfatidiletanolamina também as moléculas de fosfatidilcolina têm, no seu conjunto, carga nula. A serina é um α-aminoácido com 3 carbonos que contém um grupo hidroxilo no carbono 3 através do qual se liga (ligação fosfoéster) ao resíduo de fosfato. Porque no resíduo de serina o grupo carboxílico está desprotonado (é de facto um grupo carboxilato) e o grupo amina está protonado a carga global das moléculas de fosfatidilserina é, no seu conjunto, negativa.
8- O fosfatidilinositol contém um resíduo de fosfatidato ligado a um resíduo de inositol
No fosfatidilinositol a substância que está ligada ao resíduo de fosfato (ligação fosfoéster) é o inositol, um poliálcool cíclico com 6 carbonos que tem carga nula. Por isso, a carga global de uma molécula de fosfatidilinositol é-lhe conferida pelo resíduo de fosfato e é negativa. De facto, é frequente que o resíduo inositol esteja ligado em diferentes carbonos a resíduos de fosfato; um exemplo é o fosfatidilinositol-4,5-bisfosfato.
9- A cardiolipina contém dois resíduos de fosfatidato ligados por um resíduo de glicerol
A estrutura da cardiolipina (difosfatidilglicerol) pode ser descrita como sendo formado por dois resíduos de fosfatidato ligados entre si por um resíduo de glicerol. Ou seja, há um resíduo de glicerol
3 De facto, esta afirmação poderá não ser unanimemente aceite. Algumas proteínas ligam-se (de forma covalente) a um
glicerofosfolipídeo do folheto exterior da membrana das células através de uma “ponte” que contém resíduos de monossacarídeos. No seu conjunto a estrutura membranar em questão é designada por “âncora de glicosilfosfatidilinositol” e pode ser entendida como sendo um glicolipídeo que não contém esfingol. A “âncora de glicosilfosfatidilinositol” poderá ser descrita como contendo fosfatidilinositol onde o resíduo de inositol está ligado a uma cadeia glicídica contendo N-acetilglicosamina e diversos resíduos de manose. O último resíduo de manose da cadeia está ligado a um resíduo de fosfato, por sua vez ligado a um resíduo de etanolamina. É neste resíduo de etanolamina que se liga o carboxilo terminal da proteína ancorada.
ligado simultaneamente (através dos seus carbonos 1 e 3; ligações fosfoéster) a cada um dos resíduos de fosfato de dois resíduos de fosfatidato. Assim, uma cardiolipina também tem carga global negativa que lhe é conferida pelos resíduos de fosfato mas, ao contrário dos outros fosfolipídeos, tem 4 resíduos de ácidos gordos (4 acilos) por molécula.
10- Um plasmalógeno contém um resíduo de um álcool gordo
Os plasmalógenos (também se pode dizer plasmalogénios) também são glicerofosfolipídeos mas, em vez de um ácido gordo, contêm um álcool gordo insaturado ligado ao carbono 1 do glicerol. Assim, neste carbono, a ligação entre o glicerol e o álcool gordo não é uma ligação éster mas sim uma ligação éter. Tal como outros fosfolipídeos, ligado ao grupo fosfato (do carbono 3 do glicerol) podem conter etanolamina (mais frequentemente), colina, serina ou inositol.
11- Um esfingolipídeo contém um resíduo de ceramida ligado a glicídeos ou a fosfocolina
Os esfingolipídeos contêm um resíduo de esfingol que é uma molécula com 18 carbonos. O esfingol tem um grupo amina no carbono 2, dois grupos hidroxilo (um no carbono 1 e outro no 3) e uma cadeia carbonada linear de 15 carbonos que contém uma ligação dupla no carbono 4. Esta longa cadeia confere ao esfingol caráter hidrofóbico e de facto, 16 dos 18 carbonos do esfingol provêm, no seu processo de síntese endógena, do palmitato. Ao contrário do que acontece no caso dos glicerolipídeos, a ligação entre o ácido gordo e o álcool (neste caso o esfingol) não é uma ligação éster porque nenhum dos grupos hidroxilo do esfingol participa dessa ligação. A ligação estabelece-se entre o grupo amina do esfingol e o grupo carboxílico dos ácidos gordos e é de tipo amida. O conjunto esfingol ligado a um ácido gordo designa-se por ceramida e todos os esfingolipídeos contêm ceramida ligada a outros resíduos através do hidroxilo que está no carbono 1 do resíduo de esfingol.
No caso da esfingomielina (o único esfingofosfolipídeo), de uma forma que se assemelha ao que acontece na fosfatidilcolina, a ceramida liga-se a um fosfato que, por sua vez, se liga à colina (ligação fosfodiéster). Nos glicolipídeos (o outro grupo de esfingolipídeos), ao hidroxilo do carbono 1 do esfingol liga-se o resíduo de um monossacarídeo (ligação glicosídica de tipo O) ou uma cadeia polissacarídica.
12- Os cerebrosídeos, os globosídeos e os sulfatídeos são glicolipídeos
Os glicolipídeos mais simples são os cerebrosídeos: contêm ligado à ceramida um resíduo de galactose (galactocerebrosídeos) ou de glicose (glicocerebrosídeos).
Quando, ligado (ligação glicosídica de tipo O) a esse resíduo de glicose ou de galactose, se encontra outro resíduo de um outro monossacarídeo ou uma cadeia de polissacarídeos neutros (carga elétrica nula) diz-se que o esfingolipídeo em questão é um globosídeo. É frequente que, nos globosídeos, o resíduo (ou um dos resíduos da cadeia polissacarídica) ligado ao primeiro monossacarídeo seja a N-acetil-galactosamina. A molécula de N-acetil-galactosamina pode ser descrita como uma molécula de galactose em que o hidroxilo do carbono 2 está substituído por um grupo amina que estabelece uma ligação amida com o grupo carboxílico de um resíduo de acetato (o grupo acetilo).
Quer os cerebrosídeos, quer os globosídeos são lipídeos em que estão ausentes grupos químicos com carga elétrica.
Os sulfatídeos são muito semelhantes aos galactocerebrosídeos: nos sulfatídeos um grupo sulfato liga-se (ligação sulfoéster) a um dos grupos hidroxilo do resíduo de galactose (que está ligado ao esfingol). Ao contrário dos cerebrosídeos e dos globosídeos a carga elétrica dos sulfatídeos é negativa e é-lhe conferida pelo grupo sulfato.
13- Um gangliosídeo contém pelo menos um resíduo de um ácido siálico
Os gangliosídeos são um grupo de glicolipídeos com algumas semelhanças com os globosídeos. No entanto, nos gangliosídeos, as cadeias polissacarídicas ligadas ao esfingol são geralmente mais longas e contêm, pelo menos, um resíduo de um ácido siálico. Os ácidos siálicos são derivados do ácido neuramínico. O ácido neuramínico é um ácido carboxílico poli-hidroxilado com 9 carbonos onde 5 desses carbonos (juntamente com um átomo de oxigénio) formam um anel com 5 carbonos e um oxigénio. Difere da estrutura geral da maioria dos monossacarídeos aldónicos porque contém um grupo carboxilato a substituir o átomo de hidrogénio que, nos outros monossacarídeos, se liga ao carbono anomérico (o que está incluído no grupo semiacetal). Além disso, os ácidos siálicos não têm qualquer grupo hidroxilo no carbono 3. O ácido siálico mais comum é o ácido N-acetil-neuramínico que contém um grupo amina acetilado (ou seja, que forma uma ligação amida com um resíduo de acetato) a substituir o grupo hidroxilo do carbono 5. Os outros ácidos siálicos contêm outros grupos químicos (como, por exemplo,
fosfato, sulfato ou metilo) ligados aos grupos hidroxilo [1]. O grupo carboxilato do ácido N-acetil-neuramínico (e de outros ácidos siálicos menos comuns) confere aos gangliosídeos carga elétrica negativa.
14- O colesterol é um álcool que contém um “núcleo” de ciclopentanoperidrofenantreno
Como já referido, as membranas das células, para além de fosfolipídeos e de glicolipídeos também contêm colesterol (sendo muito mais abundante nas células animais que nas vegetais). A molécula de colesterol contém 27 carbonos e pode ser descrita como um “núcleo” de ciclopentanoperidrofenantreno hidroxilado no carbono 3, com uma dupla ligação entre os carbonos 5 e 6, dois grupos metilo ligados nos carbonos 10 e 13 e uma cadeia alifática ramificada (com 8 carbonos) ligada no carbono 17. O “núcleo” de ciclopentanoperidrofenantreno é constituído por quatro anéis ligados entre si: um dos anéis é o ciclopentano e os outros três fazem lembrar a estrutura do fenantreno. [O fenantreno é um hidrocarboneto aromático, mas no colesterol não há duplas ligações conjugadas; é por isso que a expressão que designa o núcleo do colesterol contém o termo “peridrofenantreno”.] Assim, o colesterol é um álcool que contém uma extensa cadeia carbonada hidrofóbica. No contexto da uma discussão sobre o seu papel nos seres vivos é útil caracterizar o colesterol como uma substância anfipática em que o caracter hidrofílico lhe é conferido pelo grupo hidroxilo.
15- Os lipídeos membranares contêm uma parte hidrofóbica e outra hidrofílica
Nas moléculas dos glicerofosfolipídeos, a região constituída pelos resíduos de fosfato, de glicerol e de etanolamina, colina, serina ou inositol constituem a região hidrofílica da molécula enquanto as cadeias carbonadas dos ácidos gordos (ou do álcool gordo) constituem a região hidrofóbica.
Na esfingomielina e nos glicolipídeos a região hidrofóbica é constituída pelas cadeias carbonadas do esfingol e do ácido gordo que está ligado ao esfingol. A região hidrofílica da esfingomielina é constituída pelo resíduo de fosfocolina enquanto nos glicolipídeos esta região hidrofílica é constituída pelos resíduos de hidratos de carbono. Nas membranas das células, as regiões hidrofílicas estão voltadas para as faces exteriores do duplo folheto enquanto as hidrofóbicas estão voltadas para o interior.
16- Mais de 90 % dos lipídeos da dieta são gorduras
A dieta humana é constituída por tecidos animais ou vegetais e derivados processados industrialmente contendo, por esse motivo, lipídeos. Mais de 90 % dos lipídeos da dieta são gorduras, ou seja, são misturas de diferentes moléculas de triacilgliceróis (contendo ácidos gordos variados) que estão nos adipócitos e noutros tipos de células, no leite e em sementes assim como em derivados como a manteiga e os óleos vegetais. Aquando da sua ingestão, a esmagadora maioria dos ácidos gordos da dieta estão esterificados (sendo componentes de triacilgliceróis). Os ácidos gordos mais abundantes da dieta são o oleico, o palmítico e o linoleico. Para além dos triacilgliceróis também fazem parte da dieta, os colesterídeos e os componentes lipídicos das membranas de que destacamos a fosfatidilcolina (ou lecitina) e o colesterol. Para além de serem componentes da dieta, as lecitinas e o colesterol também são componentes da bílis que é vertida no lúmen duodenal durante a digestão. De facto, as quantidades de lecitinas e de colesterol que diariamente são vertidas no lúmen intestinal através da bílis são muito superiores às que, normalmente, são ingeridas na dieta [2].
17- A emulsificação das gorduras é importante na sua digestão
1- Tal como os hidratos de carbono e as proteínas, também os lipídeos da dieta são hidrolisados durante o processo digestivo por ação catalítica de enzimas. O ambiente em que as enzimas atuam também é importante e, neste contexto, tem importância a dispersão das gorduras. A dispersão das gorduras (emulsificação) é um passo importante na digestão dos lipídeos consistindo na diminuição do tamanho das gotículas de gordura. Esta diminuição faz com que aumente a superfície de contacto entre as fases gorda e aquosa (onde estão as enzimas) do lúmen do tubo digestivo. No processo de emulsificação participam, para a além da temperatura corporal e dos movimentos peristálticos, substâncias que têm ação detergente. Os detergentes são substâncias com propriedades anfipáticas que dispersam as gorduras mergulhando as suas regiões hidrofóbicas nas gotículas enquanto as regiões hidrofílicas ficam na periferia, ou seja, voltadas para a fase aquosa. Na digestão, os sais biliares, os fosfolipídeos da dieta e de secreção biliar assim como os próprios produtos da digestão dos lipídeos são importantes detergentes.
18- Os sais biliares são detergentes naturais que são produzidos no fígado e participam na digestão dos lipídeos
Os sais (ou ácidos) biliares são substâncias sintetizadas nos hepatócitos (células do fígado) sendo segregadas através dos canais biliares e armazenadas na vesícula biliar (juntamente com colesterol, fosfolipídeos, bicarbonato, pigmentos biliares, etc.). Aquando das refeições, sob a ação da colescistocinina (uma hormona), a vesícula biliar contrai-se e o seu conteúdo (a bílis) escoa através do canal colédoco para o lúmen do duodeno, a região mais proximal do intestino delgado. A estrutura molecular dos sais biliares tem semelhanças com a do colesterol que é o seu precursor metabólico. Tal como o colesterol, os sais biliares também contêm o “núcleo” ciclopentanoperidrofenantreno mas, ao contrário do colesterol, não contêm a dupla ligação a ligar os carbonos 5 e 6. A cadeia alifática ramificada ligada ao carbono 17 está também modificada: em vez de 8 carbonos contém apenas 5 sendo que o último faz parte de um grupo carboxilato. Este grupo carboxilato está, nos sais biliares que são segregados pelo fígado, ligado ao grupo amina (ligação amida) da glicina (um aminoácido com dois carbonos) ou da taurina (também um aminoácido com dois carbonos que contém um grupo sulfonato). Todos os sais biliares conservam o grupo hidroxilo que já estava no carbono 3 do colesterol (são por isso esteróis) mas, a maioria deles contêm mais um ou dois grupos hidroxilo ligados a determinados carbonos do núcleo (o 7 e o 12).
O glicocolato é o sal biliar mais abundante na bílis: contém três grupos hidroxilo ligados a carbonos do “núcleo” assim como um grupo carboxílico não esterificado (que ao pH do lúmen intestinal está ionizado e por isso tem carga elétrica negativa) que pertence ao resíduo de glicina. No taurocolato (outro sal biliar), o resíduo de glicina está substituído por um resíduo de taurina que também contém um grupo ácido (sulfónico) ionizado. O facto de a maior parte da molécula ser hidrofóbica, mas conter grupos hidrofílicos (os grupos hidroxilo e os grupos ácidos ionizados) confere aos sais biliares caráter anfipático e ação detergente.
19- As lípases gástrica e pancreática, a fosfolípase A2 e a estérase de ésteres de colesterol digerem os lipídeos da dieta
As enzimas envolvidas na digestão dos lipídeos são todas estérases (porque catalisam a rotura hidrolítica de ligações éster) e em todos os casos um dos produtos é um ácido gordo. Nos seres humanos, as enzimas com atividade relevante na hidrólise dos triacilgliceróis são as lípases gástrica e pancreática4. A lípase gástrica é segregada pelas células principais presentes na mucosa do estômago enquanto a lípase pancreática é segregada pelas células acinares pancreáticas. A lípase pancreática tem atividade ótima quando ligada (ligação não covalente) a uma outra proteína de origem pancreática, a colípase. Porque, nem a lípase gástrica, nem a pancreática atuam na ligação éster que envolve o grupo hidroxilo secundário do glicerol, da ação catalítica destas lípases resultam como produtos ácidos gordos e o 2-monoacilglicerol (ver Equação 3).
Na hidrólise dos fosfolipídeos tem importância uma fosfolípase de tipo A2 (ver Equação 4); por ação desta enzima geram-se lisofosfolipídeos (glicerofosfolipídeo sem o ácido gordo que estava ligado ao carbono 2 do glicerol) e ácidos gordos.
Na hidrólise dos colesterídeos participa a estérase dos ésteres de colesterol que leva à formação de colesterol e ácidos gordos (ver Equação 2). De facto, esta enzima é altamente inespecífica (por isso é conhecida por muitas outras designações) e pode catalisar a hidrólise de outros ésteres (como, por exemplo, o 2-monoacilglicerol) assim como a ligação amida que liga o ácido gordo ao esfingol nos esfingolipídeos [2, 3].
Na hidrólise das ligações glicosídicas dos glicolipídeos (que ligam os resíduos monossacarídicos ao esfingol e os monossacarídeos entre si) participam ectohidrólases que estão ancoradas na membrana apical dos enterócitos.
Equação 3 triacilglicerol + 2 H2O → 2-monoacilglicerol + 2 ácido gordo
Equação 4 glicerofosfolipídeo + H2O → lisofosfolipídeo + ácido gordo
20-A pró-fosfolípase A2 e a pró-colípase são ativadas pela ação da tripsina
A lípase pancreática, a fosfolípase A2 e a estérase dos ésteres de colesterol são, tal como as enzimas proteolíticas pancreáticas, segregadas pelas células acinares do pâncreas. A lípase e a estérase de
4 A atividade da lípase lingual humana é demasiado baixa para poder ter um papel relevante na digestão dos
ésteres de colesterol são segregadas na forma ativa, mas no caso da fosfolípase A2 e da colípase a sua ativação depende da hidrólise parcial que ocorre no lúmen intestinal. Tal como as protéases de origem pancreática, a fosfolípase A2 e a colípase são segregadas no pâncreas numa forma inativa (a pró-fosfolípase A2 e a pró-colípase) e a sua ativação é uma consequência da ação hidrolítica da tripsina (ver Equação 5 e Equação 6).
Equação 5 pró-fosfolípase A2 + H2O →→→→ fosfolípase A2 + polipeptídeo inativo
Equação 6 pró-colípase + H2O →→→→ colípase + polipeptídeo inativo
21-A absorção dos produtos da digestão dos triacilgliceróis envolve a formação de micelas mistas
Para além do seu papel na digestão, os sais biliares também têm um papel essencial na absorção dos produtos da digestão lipídica. Estes produtos e os sais biliares combinam-se formando micelas (hidrossolúveis) que se designam por micelas mistas. Estas micelas têm uma estrutura discoide formando um duplo folheto onde se combinam moléculas de sais biliares, mas também de ácidos gordos, de 2-monoacilglicerol, de colesterol, de esteróis vegetais, de fosfolipídeos e de lisofosfolipídeos. Ainda no lúmen intestinal, mas junto da bordadura em escova (membrana apical dos enterócitos), o microambiente é hidrofílico devido à presença dos resíduos glicídicos que fazem parte de glicoproteínas e glicolipídeos membranares. O contacto entre os produtos da digestão dos lipídeos (também eles lipídeos) e a membrana apical dos enterócitos só é possível quando estes produtos estão, nas micelas mistas, complexados com os sais biliares. Quando as micelas mistas entram em contacto com a membrana apical dos enterócitos, os produtos da digestão libertam-se das micelas mistas e são absorvidos.
Admite-se que uma parte dos produtos da digestão dos lipídeos seja absorvida sem a intervenção de transportadores proteicos. No entanto, também existem dados que apontam para a intervenção de transportadores (transporte passivo) nos casos do 2-monoacilglicerol [4], dos ácidos gordos de cadeia longa (10-18C) [2], e do colesterol [5]. No caso do transporte de ácidos gordos estão envolvidos dois transportadores distintos designados por translócase de ácidos gordos (FAT; da expressão inglesa, “Fatty Acid Translocase”) e por proteína de transporte de ácidos gordos (FATP; da expressão inglesa, “Fatty Acid Transport Protein”). Dentro dos enterócitos os ácidos gordos de cadeia longa ligam-se a proteínas de ligação a ácidos gordos (FABP, da expressão inglesa, “Fatty Acid Binding Proteins”) e são, de seguida, “ativados” a acis-CoA por ação catalítica de sintétases de acil-CoA. Esta “ativação” é a primeira etapa no metabolismo dos ácidos gordos e consiste na sua esterificação com a coenzima A (ver Equação 7). A formação da ligação tioéster entre a coenzima A e o ácido gordo é um processo endergónico que está acoplado com o processo exergónico de hidrólise de ATP a AMP e PPi e com a hidrólise do PPi por ação da pirofosfátase inorgânica (ver Equação 8).
Equação 7 ácido gordo + CoA + ATP → acil-CoA + AMP + PPi Equação 8 PPi + H2O→ 2 Pi
22- A absorção do colesterol envolve um transportador membranar
No caso do colesterol, o transportador é conhecido pela sigla NPC1L1 (a expressão inglesa que o designa poderá ser traduzida por “Proteína 1 semelhante à proteína afetada na doença de Niemann-Pick C1”). A atividade do NPC1L1 é inibida pela ezetimiba, um medicamento que pode ser usado com o objetivo de baixar a concentração de colesterol no plasma sanguíneo.
Algumas das moléculas do colesterol absorvido são esterificadas por ação catalítica da ACAT (da expressão inglesa “Acyl-Cholesterol-Acyl Transferase”; ver Equação 9) gerando ésteres de colesterol. As moléculas que não sofrem a ação da ACAT são transportadas (transporte ativo) de novo para o lúmen intestinal através de transportadores situados no polo apical dos enterócitos: ou seja, a absorção líquida de colesterol é a diferença entre o número de moléculas de colesterol que passa do lúmen intestinal para o interior dos enterócitos e o número de moléculas que se movimenta contra gradiente no sentido contrário. Os transportadores envolvidos no processo de transporte ativo de colesterol estão na membrana apical dos enterócitos e designam-se pelas siglas ABCG5 e ABCG8 (da expressão inglesa “ATP Binding Cassete G”). Para além desta atividade, o ABCG5 e o ABCG8 também catalisam a saída para o lúmen de esteróis de origem vegetal (da dieta) que foram previamente absorvidos.
Os esteróis vegetais presentes na dieta também são absorvidos para dentro dos enterócitos mas, na sua esmagadora maioria, são imediatamente segregados para o lúmen intestinal. Poderia pensar-se que, ao competirem com o colesterol no processo de “expulsão” do interior dos enterócitos para o lúmen, os
esteróis vegetais aumentassem a absorção líquida de colesterol mas, de facto acontece o contrário. Uma das razões porque os esteróis vegetais inibem a entrada de colesterol no organismo resulta da competição entre estes esteróis e o colesterol pela sua incorporação nas micelas mistas: ao perturbarem a incorporação do colesterol nas micelas mistas os esteróis vegetais prejudicam a absorção intestinal de colesterol [2]. Equação 9 acil-CoA + colesterol → éster de colesterol + CoA
23-A re-síntese de triacilgliceróis e de fosfolipídeos ocorre nos enterócitos
Os ácidos gordos de cadeia curta e cadeia média (<10C) são relativamente pouco abundantes e são absorvidos para a veia porta. (Algum glicerol que se forma no processo digestivo também é absorvido da mesma forma.) Os outros ácidos gordos sofrem, dentro dos enterócitos, re-esterificação. A formação dos triacilgliceróis a partir dos acis-CoA (ácidos gordos ativados) e do 2-monoacilglicerol é catalisado por enzimas que se situam na face citoplasmática do retículo endoplasmático e se designam de acil-transférases (ver Equação 10 e Equação 11). Por ação destas enzimas, o resíduo acilo do acil-CoA é transferido para as posições 1 e 3 do 2-monoacilglicerol com a consequente regeneração dos triacilgliceróis. Por mecanismos enzímicos semelhantes também os fosfolipídeos são regenerados a partir dos lisofosfolipídeos (ver Equação 12).
Equação 10 2-monoacilglicerol + acil-CoA → 1,2-diacilglicerol + CoA Equação 11 1,2-diacilglicerol + acil-CoA → triacilglicerol + CoA
Equação 12 lisofosfolipídeo + acil-CoA → fosfolipídeo + CoA
24- Os lipídeos da dieta passam para a circulação sanguínea em agregados designados por quilomicra
Por mecanismos desconhecidos os triacilgliceróis, os fosfolipídeos, parte do colesterol livre e do colesterol esterificado entram para o lúmen do retículo endoplasmático e vão, neste compartimento intracelular, combinar-se com proteínas de síntese endógena (apolipoproteínas: apo B48 e apo A) para formar agregados lipoproteicos. Estes agregados vão ser depois transportados para o complexo de Golgi e, finalmente, são vertidos para o espaço subepitelial por exocitose que se processa no polo basal dos enterócitos. Nesta fase, estes agregados designam-se por quilomicra imaturos; são imaturos porque, só quando chegam ao plasma sanguíneo, recebem outros componentes proteicos (apolipoproteínas C e E) que são essenciais para o metabolismo dos triacilgliceróis neles incorporados. Os quilomicra têm a forma esférica e contêm no seu miolo lipídeos hidrofóbicos (triacilgliceróis e ésteres de colesterol) e na sua periferia (em monocamada) fosfolipídeos, colesterol não esterificado e proteínas. Os quilomicra são partículas demasiado grandes para poderem passar através do endotélio dos capilares para o sangue. Em vez disso, passam para o lúmen dos canais linfáticos que confluem no canal torácico e são depois vertidos na corrente sanguínea numa veia central. Ao contrário dos aminoácidos e dos glicídeos, que passam através do fígado antes de atingirem a circulação geral, os lipídeos, na sua esmagadora maioria, não são absorvidos via sistema porta hepático. Devido à lentidão dos processos que envolvem a digestão e a absorção dos lipídeos assim como a síntese e o transporte dos quilomicra via linfáticos para o sangue, a concentração de quilomicra no plasma sanguíneo só atinge um máximo 3 a 5 horas após as refeições. 1. Tanner, M. E. (2005) The enzymes of sialic acid biosynthesis, Bioorg Chem. 33, 216-28.
2. Brannon, P. M., Tso, P. & Jandacek, R. J. (2013) Digestion and absorption of lipids in Biochemical,
physiological and molecular aspects of human nutrition (Stipanuk, M. H. & Caudill, M. A., eds) pp. 179-193,
Elsevier, St. Louis.
3. Lombardo, D. (2001) Bile salt-dependent lipase: its pathophysiological implications, Biochim Biophys
Acta. 1533, 1-28.
4. Murota, K. & Storch, J. (2005) Uptake of micellar long-chain fatty acid and sn-2-monoacylglycerol into human intestinal Caco-2 cells exhibits characteristics of protein-mediated transport, J Nutr. 135, 1626-30. 5. Altmann, S. W., Davis, H. R., Jr., Zhu, L. J., Yao, X., Hoos, L. M., Tetzloff, G., Iyer, S. P., Maguire, M., Golovko, A., Zeng, M., Wang, L., Murgolo, N. & Graziano, M. P. (2004) Niemann-Pick C1 Like 1 protein is critical for intestinal cholesterol absorption, Science. 303, 1201-4.
