16.6 Alongamento e insaturação de ácidos graxos — Ácidos graxos essenciais

Figura 16.13 Comparação entre a síntese e a degradação de um ácido graxo — os dois processos compreendem os mesmos tipos de reações, ocorrendo, todavia, em sentido e sequência opostos.

A regulação da síntese de ácidos graxos encontra-se na

Seção 20.7.

16.6 Alongamento e insaturação de ácidos graxos —

Ácidos graxos essenciais

Nos mamíferos, uma fração significativa dos ácidos graxos produzidos pela sintase ou fornecidos pela dieta originam ácidos graxos saturados mais longos. O principal sistema enzimático incumbido do alongamento de ácidos graxos situa-se no retículo endoplasmático, sendo o ácido palmítico o precursor mais utilizado. O sistema promove adições sucessivas de unidades de dois carbonos, por meio de uma reação de condensação, seguida por redução, desidratação e nova redução, ou seja, a mesma sequência de etapas descritas para a sintase de ácidos graxos. Em oposição à sintase, as quatro etapas de alongamento são desempenhadas por proteínas individuais. O substrato doador de carbonos é malonil-CoA e o agente redutor, NADPH.

Alguns ácidos graxos insaturados são essenciais para os mamíferos

Os lipídios dos animais e vegetais são muito ricos em ácidos graxos insaturados, os quais exercem funções muito diversificadas.

A presença de ácidos graxos insaturados nas moléculas dos lipídios faz

diminuir a sua temperatura de fusão (Seção 6.2.1). Assim, a alta porcentagem (cerca de 60%) de ácidos graxos insaturados constituintes dos triacilgliceróis do tecido adiposo humano determina que permaneçam líquidos à temperatura do organismo, impedindo que cristalizem e causem dano às estruturas celulares. Os ácidos graxos insaturados são componentes de fosfolipídios estruturais das membranas celulares e, pela mesma razão, determinam sua fluidez adequada, indispensável para a ocorrência das funções a elas associadas. Participam, também, do transporte de colesterol

(Seção 20.8). Determinados ácidos graxos insaturados, que não podem ser sintetizados pelas células de mamíferos, destacam-se ainda mais, por originarem moléculas reguladoras (ver Eicosanoides a seguir).

As células animais têm uma capacidade de sintetizar ácidos graxos insaturados muito menores do que as células vegetais. Os mamíferos, incluindo os seres humanos, dispõem de acil-CoA dessaturases que produzem insaturações apenas nas posições Δ4, Δ5, Δ6 e Δ9, não havendo possibilidade de introdução de duplas ligações entre carbonos mais distantes da carboxila do que C9, ou seja, entre este carbono e o carbono ω. Todavia, ácidos graxos contendo insaturações além de C9, como, por exemplo, Δ12 (ω-6) e Δ15 (ω-3), são imprescindíveis para esses organismos. Tais ácidos graxos são obtidos de plantas, que têm dessaturases capazes de originar essas duplas ligações.

As acil-CoA dessaturases de mamíferos fazem parte de um sistema enzimático ligado ao retículo endoplasmático, que inclui o citocromo b 5 e requer NADH e O2. Este sistema produz os ácidos graxos monoinsaturados mais comuns nos tecidos animais: palmitoleico (ω-7) e oleico (ω-9), por meio da introdução de uma dupla ligação na posição Δ9 dos ácidos

palmítico e esteárico, respectivamente (Figura 16.14).

As dessaturases de células vegetais catalisam a formação de uma dupla ligação Δ12 no ácido oleico, convertendo-o em ácido linoleico (18:2 Δ9,12 ω-6), que sofre outra insaturação (Δ15) e origina o ácido α-linolênico (18:3 Δ9,12,15 ω-3).

Os ácidos graxos que não podem ser sintetizados pelos mamíferos devem ser obtidos da alimentação, sendo, por isto, ditos essenciais. Os ácidos graxos reconhecidamente essenciais para os seres humanos são os ácidos linoleico (ω-6) e α -linolênico (ω-3). A partir dos essenciais, o organismo humano sintetiza, por meio de reações alternadas de dessaturação e alongamento, duas famílias de ácidos graxos mais longos e com maior número de insaturações: a família ω-6, derivada do ácido linoleico, e a família ω-3, do ácido α-linolênico.

A dessaturação do ácido linoleico (Figura 16.14) produz o ácido γ-linolênico (18:3 Δ6,9,12 ω-6). Este ácido graxo sofre alongamento de dois carbonos, que resulta em alteração da posição das insaturações (deslocamento de dois carbonos a partir da carboxila), formando o ácido di-homo-γ-linolênico (20:3 Δ8,11,14 ω-6). A quarta insaturação introduzida é a Δ5, originando o ácido araquidônico (20:4 Δ5,8,11,14 ω-6), que é o ácido graxo poli-insaturado de cadeia longa mais abundante nas membranas da maioria das células humanas. O ácido araquidônico pode sofrer reações adicionais de alongamento e insaturação.

O ácido α-linolênico é submetido a reações de insaturação e alongamento, formando diversos derivados, dentre os quais se salientam os ácidos eicosapentaenoico (EPA, da denominação inglesa, 20:5 ω-3) e docosaexaenoico (DHA, 22:6 ω-3). EPA e DHA são particularmente abundantes no sistema nervoso central e na retina. Nos seres humanos, uma fração muito pequena de ácido α-linolênico (ω-3) é convertida em EPA e DHA porque os ácidos graxos ω-6 e ω-3 competem como substratos nas etapas de dessaturação e alongamento, e a ingestão de ácidos graxos ω-6 costuma ser muito maior do que a de ácidos graxos ω-3. Por não serem sintetizados em quantidades adequadas, EPA e DHA têm sido considerados como componentes essenciais da dieta humana. Adicionalmente, admite-se que atuem na prevenção de muitas doenças. Diversas hipóteses têm sido

propostas para explicar esse efeito protetor (ver ao final da Seção 16.6.1).

As deficiências de ácidos graxos essenciais ω-3 e/ou ω-6 acarretam diversas síndromes que podem ser fatais.

Figura 16.14 Síntese de ácidos graxos por alongamento e insaturação do ácido palmítico. As conversões que ocorrem nos vegetais estão indicadas por setas verdes. Os ácidos linoleico (ω-6) e α-linolênico (ω-3) são essenciais para os seres humanos, devendo ser fornecidos pela dieta. Os ácidos graxos essenciais originam os ácidos graxos poli-insaturados de cadeia longa das classes ω-6 (em roxo) e ω-3 (em vermelho), por meio de reações de dessaturação (D) e de alongamento (A).