Em formação

5.3: Lipídios - Biologia


Lipídios

Os lipídios incluem óleos, gorduras e ceras. O corpo digere lipídios quebrando-os em componentes minúsculos por emulsificação com sais biliares e por enzimas chamadas lipases. A emulsificação de lipídios ocorre no intestino delgado.

Emulsificação de lipídios

Materiais

  • tubos de ensaio e rack
  • óleo vegetal
  • agua

Procedimento

  1. Desenhe uma linha na marca de 1 cm e na marca de 2 cm em 2 tubos de ensaio.
  2. Adicione óleo vegetal até a marca de 1 cm em ambos os tubos de ensaio.
  3. Adicione mais um cm de água a cada tubo de ensaio.
  4. Adicione 10 gotas de detergente a um dos tubos
  5. Cubra os tubos com parafilme e agite vigorosamente cerca de 30 vezes (o instrutor irá demonstrar).

Análise

  1. Descreva os resultados (não inclua a presença de espuma) em relação ao lipídio
    emulsificação.

  2. Identifique a variável experimental no experimento de lipídios.

  3. Qual tubo representa o grupo de controle no experimento de lipídios?

  4. Lista 3 variáveis ​​controladas neste experimento

  5. Qual é a variável dependente no experimento?


EXPLORANDO BIOLOGIA

TERMOS CHAVE

Lipídio: faz parte de uma classe de compostos que evitam a água.
Hidrofóbico: evita moléculas de água.
Gordura: é um composto orgânico que consiste em um esqueleto de três carbonos (glicerol) ligado a três ácidos graxos (: contém longas cadeias de hidrocarbonetos).
Gordura saturada: é a gordura em que todas as três cadeias de ácidos graxos contêm o número máximo possível de átomos de hidrogênio.
Gordura insaturada: é a gordura com menos do que o número máximo de hidrogênio em uma ou mais de suas cadeias de ácidos graxos. Isso ocorre porque alguns de seus átomos de carbono têm ligações duplas entre si.
Esteroide: é uma molécula de lipídeo com quatro anéis de carbono fundidos.
Colesterol: é uma molécula esteróide presente nas membranas plasmáticas de células animais e humanas. Pode ser o ponto de partida a partir do qual seu corpo produz outros esteróides.
______________________


Ácido estireno maleico (SMA)

O copolímero SMA é formado a partir da polimerização de uma mistura de estireno e anidrido maleico em várias proporções (3: 1 e 2: 1 sendo as mais comuns). As porções de anidrido podem ser subsequentemente hidrolisadas em ácido maleico (Figura ( PageIndex <2> )). Pensa-se que os resíduos hidrofóbicos alternados (estireno) e hidrofílicos (ácido maleico) são determinantes para as propriedades de SMA de solubilização da membrana.

Figura ( PageIndex <2> ): Visão geral da polimerização. (CC BY-NC e Uumlmit Kaya)

O SMA pode ser adquirido de uma variedade de fornecedores sob Cray Valley, Polyscope Polymers (Xiran) e Sigma-Aldrich (3: 1 SMA, Lipodisq).


Ferramentas microscópicas para a investigação de armazenamento e dinâmica de lipídios intracelulares

Fundo: O excesso de armazenamento de lipídios em tecidos ectópicos, como músculo esquelético, fígado e coração, parece estar intimamente associado a anormalidades metabólicas e doenças cardíacas. O armazenamento intracelular de lipídios ocorre em gotículas de lipídios, que ganharam atenção como organelas ativas no metabolismo celular. Desenvolvimentos recentes em microscopia de alta resolução e espectroscopia microscópica abriram novos caminhos para examinar a fisiologia e a bioquímica dos lipídios intracelulares.

Âmbito da revisão: O objetivo desta revisão é dar uma visão geral dos avanços técnicos recentes em microscopia e sua aplicação para a visualização, identificação e quantificação de lipídios intracelulares, com foco especial para gotículas de lipídios. Além disso, tentamos resumir as sondas atualmente disponíveis para a visualização de lipídios.

Principais conclusões: O desenvolvimento contínuo de sondas lipídicas em combinação com o rápido desenvolvimento de técnicas microscópicas pode fornecer novos insights sobre o papel e a dinâmica dos lipídeos intracelulares. Além disso, a identificação in situ de lipídios intracelulares agora é possível e promete adicionar uma nova dimensionalidade à análise da bioquímica lipídica e sua relação com a (patho) fisiologia.

Palavras-chave: BODIPY, Boro-dipirrometeno CARS, espalhamento Raman coerente anti-stokes CLEM, microscopia eletrônica de luz correlativa CLSM, microscopia confocal de varredura a laser DIC, microscopia de interferência diferencial FA, ácido graxo FIB-SEM, microscopia eletrônica de varredura por feixe de íons focado FLIP, perda de fluorescência em fotodegradação FRAP, recuperação fluorescente após fotobranqueamento FRET, transferência de energia de ressonância fluorescente Sondas lipídicas fluorescentes GFP, proteína fluorescente verde HCV, vírus da hepatite C LD, gotículas lipídicas Gotas lipídicas Imagens de células vivas Doença metabólica NBD, nitro-benzoxadiazolil PALM, microscopia serial de localização de fotoativação SBEM, microscopia eletrônica de varredura da face do bloco SIMS, espectrometria de massa de íons secundária SRS, espalhamento Raman estimulado STED, depleção de emissão estimulada STORM, microscopia de reconstrução óptica estocástica TAG de super-resolução, triacilglicerol TEM, microscopia eletrônica de transmissão TOF-SIMS, tempo de voo SIMS TPLSM, microscopia vibracional de varredura a laser de dois fótons microscopia.


5.3: Lipídios - Biologia

Características de lipídios

  • Gorduras consiste em três estruturas de carbono chamadas Glicerol ligado a três ácidos graxos, que contém cadeias de hidrocarbonetos.

  • Gordura saturada é a gordura cujas três cadeias de ácidos graxos contêm o número máximo de átomos de hidrogênio.
  • Uma molécula de lipídio em que os esqueletos de carbono formam quatro anéis fundidos é chamada de esteróide.
  • Colesterol é uma molécula essencial encontrada nas membranas que circundam as células.

Verificações de conceito

1.) Qual propriedade os lipídios compartilham?

Os lipídios são moléculas que evitam a água. (Hidrofóbico)

2.) Quais são as partes de uma molécula de gordura?

A gordura consiste em três estruturas de carbono chamadas glicerol, que estão conectadas a três ácidos graxos.

3.) Descreva duas maneiras pelas quais os esteróides diferem das gorduras.

Os esteróides são diferentes das gorduras devido à sua estrutura e função.

4.) O que significa o termo gordura insaturada no rótulo de um alimento?

Alimentos rotulados gordura insaturada pode significar que o produto tem menos do que o número máximo de átomos de hidrogênio. Esses alimentos são mais saudáveis ​​do que os produtos com gordura saturada.


Testando a hipótese

Para testar a existência de estruturas de membrana cristalina como consequência de estímulos fisiológicos, pode ser possível usar a difração de raios-X. Por difração de raios X de pequeno ângulo, cristalitos de colesterol em membranas celulares foram recentemente revelados em células musculares lisas ateroscleróticas, bem como em células saudáveis ​​do cristalino humano, onde essas estruturas contribuem para a transparência do órgão [8]. O uso de difração de raios-X para detectar arranjos moleculares cristalinos que surgiriam transitoriamente e focalmente em uma célula isolada como resultado de um estímulo extracelular pode, no entanto, estar além do alcance da tecnologia atualmente disponível e rotulagem de spin EPR de pulso ou a microscopia de fluorescência de uma única molécula pode representar abordagens mais viáveis ​​para detectar um número muito pequeno de moléculas que mudam para um estado solidificado [9].

Como alternativa, uma forma ainda mais direta dependeria de observações microscópicas diretas. Se o modelo aqui proposto for verdadeiro, poder-se-ia prever que a estimulação focal de uma célula resultaria na formação de uma área preferencialmente enriquecida em componentes sabidamente recrutados em microdomínios, enquanto áreas remotas nessa mesma célula não. Isso é exatamente o que acontece no nível de uma sinapse imunológica, mas os mecanismos moleculares envolvidos são numerosos e complexos demais para serem passíveis de testes experimentais simples. Uma alternativa pode ser entregar um sinal estimulador muito focal a uma célula através da ponta de uma pipeta de microinjeção. Isso poderia ser, por exemplo, a liberação de um hormônio do crescimento para o qual o receptor da célula foi descrito como localizado em jangadas após a estimulação. A previsão do modelo de semeadura dock seria que as moléculas comumente usadas como marcadores de balsa, como alguns lipídios fluorescentes, deveriam se concentrar em torno do ponto de entrega do estímulo. Pode ser que mesmo GM1 marcado com toxina fluorescente da cólera (CT) possa ser usado para tal experimento, mas é preciso ter em mente que CT tem per se agregando propriedades. Se for observada concentração de fluorescência ao redor da área de estimulação, será necessário descartar a possibilidade de uma simples coalescência de jangadas pré-existentes que inicialmente eram muito pequenas para serem detectadas por microscopia óptica. Para isso, pode-se recorrer à tecnologia de transferência de energia ressonante de fluorescência (FRET). Se a coalescência da jangada estiver ocorrendo, a concentração superficial efetiva entre os componentes da jangada permanecerá inalterada, e os sinais FRET entre esses componentes devem permanecer comparáveis ​​aos obtidos na mesma célula a uma distância do foco de estimulação. Por outro lado, se as áreas de estado sólido se formarem como consequência de sinais estimulatórios, os sinais FRET entre esses componentes acoplados devem ser significativamente aumentados em torno do foco de entrega do estímulo em comparação com o resto da célula. Um grande obstáculo para a validade de tal abordagem, no entanto, será identificar sondas fluorescentes que poderiam ser incorporadas nas estruturas cristalinas montadas sem interrompê-las.


5.3: Lipídios - Biologia

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Digestão e Absorção

Digestão é a decomposição mecânica e química dos alimentos em pequenos fragmentos orgânicos. É importante decompor as macromoléculas em fragmentos menores que sejam de tamanho adequado para absorção através do epitélio digestivo. Moléculas grandes e complexas de proteínas, polissacarídeos e lipídios devem ser reduzidas a partículas mais simples, como açúcar simples, antes que possam ser absorvidas pelas células epiteliais digestivas. Diferentes órgãos desempenham papéis específicos no processo digestivo. A dieta humana precisa de carboidratos, proteínas e gorduras, além de vitaminas e componentes inorgânicos para o equilíbrio nutricional. Como cada um desses componentes é digerido é discutido nas seções a seguir.

Carboidratos

A digestão dos carboidratos começa na boca. A enzima salivar amilase inicia a quebra dos amidos dos alimentos em maltose, um dissacarídeo. Conforme o bolo alimentar atravessa o esôfago até o estômago, nenhuma digestão significativa de carboidratos ocorre. O esôfago não produz enzimas digestivas, mas produz muco para lubrificação. O ambiente ácido no estômago interrompe a ação da enzima amilase.

A próxima etapa da digestão dos carboidratos ocorre no duodeno. Lembre-se de que o quimo do estômago entra no duodeno e se mistura com a secreção digestiva do pâncreas, fígado e vesícula biliar. Os sucos pancreáticos também contêm amilase, que continua a decomposição do amido e do glicogênio em maltose, um dissacarídeo. Os dissacarídeos são decompostos em monossacarídeos por enzimas chamadas maltases, sacarases, e lactases, que também estão presentes na borda em escova da parede do intestino delgado. A maltase decompõe a maltose em glicose. Outros dissacarídeos, como a sacarose e a lactose, são decompostos pela sacarase e pela lactase, respectivamente. A sucrase decompõe a sacarose (ou "açúcar cotável") em glicose e frutose, e a lactase decompõe a lactose (ou "açúcar do leite") em glicose e galactose. Os monossacarídeos (glicose) assim produzidos são absorvidos e então podem ser usados ​​nas vias metabólicas para aproveitar a energia. Os monossacarídeos são transportados através do epitélio intestinal para a corrente sanguínea para serem transportados para as diferentes células do corpo.

Figura ( PageIndex <1> ): A digestão dos carboidratos é realizada por várias enzimas. O amido e o glicogênio são decompostos em glicose pela amilase e maltase. A sacarose (açúcar de mesa) e a lactose (açúcar do leite) são decompostas em sacarase e lactase, respectivamente. Imagem do OpenStax Biology 2e / CC BY 4.0

Digestão de carboidratos

Enzima Produzido por Local de Ação Substrato atuando em Produtos finais
Amilase salivar Glândulas salivares Boca Polissacarídeos (amido) Dissacarídeos (maltose), oligossacarídeos
Amilase pancreática Pâncreas Intestino delgado Polissacarídeos (amido) Dissacarídeos (maltose), monossacarídeos
Oligossacaridases Revestimento da membrana da borda em escova do intestino Intestino delgado Dissacarídeos Monossacarídeos (por exemplo, glicose, frutose, galactose)

Proteína

Grande parte da digestão das proteínas ocorre no estômago. A enzima pepsina desempenha um papel importante na digestão das proteínas, quebrando a proteína intacta em peptídeos, que são cadeias curtas de quatro a nove aminoácidos. No duodeno, outras enzimas & mdashtripsina, elastase, e quimotripsina& mdashact nos peptídeos reduzindo-os a peptídeos menores. A tripsina elastase, a carboxipeptidase e a quimiotripsina são produzidas pelo pâncreas e liberadas no duodeno, onde atuam sobre o quimo. A quebra adicional de peptídeos em aminoácidos individuais é auxiliada por enzimas chamadas peptidases (aquelas que quebram os peptídeos). Especificamente, carboxipeptidase, dipeptidase, e aminopeptidase desempenham papéis importantes na redução dos peptídeos em aminoácidos livres. Os aminoácidos são absorvidos pela corrente sanguínea através do intestino delgado.

Figura ( PageIndex <1> ): A digestão das proteínas é um processo de várias etapas que começa no estômago e continua através dos intestinos. Imagem do OpenStax Biology 2e / CC BY 4.0

Lipídios

A digestão dos lipídios começa no estômago com o auxílio da lipase lingual e da lipase gástrica. No entanto, a maior parte da digestão dos lipídios ocorre no intestino delgado devido à lipase pancreática. Quando o quimo entra no duodeno, as respostas hormonais desencadeiam a liberação da bile, que é produzida no fígado e armazenada na vesícula biliar. A bile auxilia na digestão de lipídios, principalmente triglicerídeos por emulsificação. A emulsificação é um processo no qual grandes glóbulos lipídicos são decompostos em vários pequenos glóbulos lipídicos. Esses pequenos glóbulos são mais amplamente distribuídos no quimo, em vez de formar grandes agregados. Os lipídios são substâncias hidrofóbicas: na presença de água, eles se agregam para formar glóbulos para minimizar a exposição à água. A bile contém sais biliares, que são anfipáticos, o que significa que contêm partes hidrofóbicas e hidrofílicas. Assim, o lado hidrofílico dos sais biliares pode interagir com a água de um lado e o lado hidrofóbico fazer interface com os lipídeos do outro. Ao fazer isso, os sais biliares emulsificam grandes glóbulos lipídicos em pequenos glóbulos lipídicos.

Por que a emulsificação é importante para a digestão de lipídios? Os sucos pancreáticos contêm enzimas chamadas lipases (enzimas que quebram os lipídios). Se o lipídio no quimo se agrega em grandes glóbulos, muito pouca área de superfície dos lipídios fica disponível para as lipases atuarem, deixando a digestão dos lipídios incompleta. Ao formar uma emulsão, os sais biliares aumentam muitas vezes a área de superfície disponível dos lipídios. As lipases pancreáticas podem, então, agir sobre os lipídios com mais eficiência e digeri-los. As lipases quebram os lipídios em ácidos graxos e glicerídeos. Essas moléculas podem passar pela membrana plasmática da célula e entrar nas células epiteliais do revestimento intestinal. Os sais biliares envolvem os ácidos graxos de cadeia longa e os monoglicerídeos, formando pequenas esferas chamadas micelas. As micelas se movem para a borda em escova das células absortivas do intestino delgado, onde os ácidos graxos de cadeia longa e os monoglicerídeos se difundem das micelas para as células absortivas, deixando as micelas para trás no quimo. Os ácidos graxos de cadeia longa e os monoglicerídeos se recombinam nas células absortivas para formar triglicerídeos, que se agregam em glóbulos e ficam revestidos com proteínas. Essas grandes esferas são chamadas quilomícrons. Os quilomícrons contêm triglicerídeos, colesterol e outros lipídios e têm proteínas em sua superfície. A superfície também é composta por fosfato hidrofílico e quotheads de fosfolípidos. Juntos, eles permitem que o quilomicron se mova em um ambiente aquoso sem expor os lipídios à água. Os quilomícrons deixam as células absortivas por exocitose. Os quilomícrons entram nos vasos linfáticos e, em seguida, entram no sangue pela veia subclávia.

Figura ( PageIndex <1> ): Os lipídios são digeridos e absorvidos no intestino delgado. Imagem do OpenStax Biology 2e / CC BY 4.0

Vitaminas

As vitaminas podem ser solúveis em água ou solúveis em lipídios. As vitaminas lipossolúveis são absorvidas da mesma maneira que os lipídios. É importante consumir alguma quantidade de lipídios na dieta para auxiliar na absorção das vitaminas solúveis em lipídios. As vitaminas solúveis em água podem ser absorvidas diretamente na corrente sanguínea a partir do intestino.

Minerais

Os minerais viajam pelo trato digestivo e chegam à corrente sanguínea de várias maneiras. Por exemplo, o potássio é rapidamente absorvido pela parede do intestino delgado e para a corrente sanguínea. Ele circula livremente por todo o corpo, e o excesso é filtrado do sangue e excretado pelos rins. Alguns minerais não são absorvidos tão facilmente. A vitamina B12 deve se ligar ao fator intrínseco, uma proteína produzida pelas células do revestimento do estômago, antes de ser reconhecida e absorvida do intestino para a corrente sanguínea.

Água

A água é absorvida principalmente no intestino delgado, especialmente nos primeiros segmentos do intestino delgado - o duodeno e o jejuno. É facilmente absorvido pela corrente sanguínea. Uma quantidade menor de água é absorvida pelo intestino grosso.

Figura ( PageIndex <1> ): A digestão mecânica e química dos alimentos ocorre em várias etapas, começando na boca e terminando no reto. Imagem do OpenStax Biology 2e / CC BY 4.0

Eliminação

A etapa final da digestão é a eliminação do conteúdo alimentar não digerido e dos produtos residuais. O material alimentar não digerido entra no cólon, onde a maior parte da água restante é reabsorvida. Lembre-se de que o cólon também abriga a microflora chamada & ldquointestinal flora & rdquo, que auxilia no processo de digestão. Os resíduos semissólidos são movidos através do cólon por movimentos peristálticos do músculo e são armazenados no reto. À medida que o reto se expande em resposta ao armazenamento de matéria fecal, ele dispara os sinais neurais necessários para estabelecer o desejo de eliminar. Os resíduos sólidos são eliminados pelo ânus por meio de movimentos peristálticos do reto.


Assista o vídeo: Tema Replicación. S5 Replicación Eucariotas umh1163 (Janeiro 2022).