Os ácidos gordos são constituídos por cadeias hidrocarbonadas de extensão variável, com duas extremidades distintas compostas por um grupo carboxilo e um grupo metilo. Estes podem ser classificados de acordo com o seu grau de saturação em ácidos gordos saturados, monoinsaturados e polinsaturados. Os ácidos gordos saturados contêm uma cadeia alquílica flexível, sem qualquer ligação dupla entre os átomos de carbono; os monoinsaturados contêm uma ligação dupla e os polinsaturados contêm pelo menos duas destas ligações, podendo ser encontrados isómeros cis ou trans (38).
A nomenclatura utilizada para descrever um determinado ácido gordo fornece informação sobre o comprimento da cadeia, o número e posição das ligações duplas (46). De acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) existem dois sistemas distintos para descrever a localização das ligações duplas: a designação ω, ou n, segundo a qual a contagem dos átomos de carbono tem início no carbono metílico
Introdução
20
terminal, e a designação Δ, cuja contagem de átomos é efetuada a partir do grupo carboxilo. Tendo em consideração a posição da primeira ligação dupla, e segundo a designação n, surgem duas grandes classes de ácidos gordos polinsaturados, os n-3 e n- 6, cujas primeiras ligações duplas se encontram respetivamente, entre os carbonos 3 e 4 e entre os carbonos 6 e 7 (46).
Nas plantas, a síntese de ácidos gordos é essencial para o correto funcionamento de cada célula. Estes compostos desempenham funções de armazenamento de energia, de cooperação no processo de defesa da planta contra o stress biológico e ambiental, atuam como moléculas sinalizadoras e participam na constituição das membranas celulares. Além destas, estes compostos são também importantes para a nutrição e metabolismo humano (47).
A principal função dos ácidos gordos saturados consiste no fornecimento de energia para o organismo. No entanto, estes ácidos são também componentes das membranas celulares, encontrando-se muitas vezes associados a proteínas, sendo, por isso, necessários às suas funções vitais (48). Os ácidos gordos monoinsaturados, nomeadamente o ácido oleico (18:1n-9), o qual corresponde a cerca de 92% dos ácidos gordos da dieta, são importantes na formação dos lípidos estruturais da membrana e da mielina (48).
De entre os diversos ácidos gordos polinsaturados, destacam-se os ácidos linoleico (18:2n-6) e α-linolénico (18:3n-3), os quais são obrigatoriamente adquiridos a partir da dieta, uma vez que os humanos não possuem as enzimas necessárias à sua produção (48). O ácido linoleico além de ser um componente dos lípidos estruturais da membrana é também importante na sinalização celular (48) e quando conjugado com derivados dienóicos tem capacidade para quelatar ferro, inibindo a reação de Fenton (49), e de sequestrar radicais livres (50). O ácido α-linolénico é precursor dos ácidos eicosapentaenóico (20:5n-3) e docosahexaenóico (22:6n-3), sendo o primeiro o precursor dos eicosanóides n-3, os quais têm revelado efeitos benéficos na prevenção de arritmias, trombose e da doença coronária (51). Os ácidos gordos polinsaturados n-3 são reconhecidos pela sua capacidade para diminuir os níveis séricos de colesterol, conduzindo à redução da pressão arterial e consequentemente à diminuição do risco de doenças cardiovasculares (52). Adicionalmente, os ácidos n-3 têm particular importância porque diminuem os níveis de peróxidos lípidicos, a atividade da xantina oxidase e os níveis de óxido nítrico (53, 54).
Nas Tabelas 5, 6 e 7 estão representadas as estruturas químicas dos principais ácidos gordos saturados e insaturados existentes na natureza.
Introdução
21
Tabela 5. Estrutura química dos principais ácidos gordos saturados.
Ácido caproico Ácido caprílico Ácido cáprico
Ácido láurico Ácido mirístico Ácido palmítico
Ácido esteárico Ácido araquídico Ácido beénico
Tabela 6. Estrutura química dos principais ácidos gordos monoinsaturados.
Ácido miristoleico Ácido palmitoleico
Introdução
22
Tabela 7. Estrutura química dos principais ácidos gordos polinsaturados.
Ácido linoleico Ácido ᵞ-linolénico
Ácido α-linolénico Ácido eicosapentaenóico
2.2.1.3.1. Biossíntese
A biossíntese dos ácidos gordos ocorre no citosol, iniciando-se com a condensação de acetil-CoA com malonil-CoA, o qual resulta da oxidação da acetil-CoA, por ação da enzima acetil-CoA carboxilase (ACCase). É depois adicionada nova unidade de dois carbonos catalizada por um complexo de ácidos gordos sintases. O produto resultante é seguidamente reduzido, desidratado e hidrogenado formando um composto de 4 carbonos que se recicla através da mesma série de passos até à produção de ácidos gordos com uma cadeia de 16 a 18 átomos de carbono (Figura 5) (55).
A ocorrência de ligações duplas nos ácidos gordos insaturados resulta de um processo microssomal que requer, além do dinucleótido de nicotinamida e adenina na forma reduzida (NADH) e oxigénio como co-substratos, o citocromo b5 e outros
componentes de transporte eletrónico. Os ésteres da CoA, bem como os lípidos polares, tais como a fosfatidilcolina, constituem substratos para a introdução de ligações duplas, ou seja, para a dessaturação (55).
Introdução
23
Figura 5. Esquema simplificado da biossíntese dos ácidos gordos e metabolismo dos lípidos nas plantas. ACCase, acetil-CoA carboxilase; ACP, proteína transportadora de acilo; FAS, ácido gordo sintase [adaptado de (47)].
2.2.1.3.2. Extração, purificação e separação por GC-MS
Os solventes usados para extrair ácidos gordos devem ser suficientemente polares para remover todos os lípidos das membranas celulares e suficientemente apolares para dissolver os lípidos não polares, sendo a mistura de clorofórmio e metanol na proporção 2:1 a mais utilizada (56).
A separação dos ácidos gordos é feita por cromatografia gasosa acoplada a espetrometria de massa (GC-MS). Neste contexto, as amostras devem ser derivatizadas para darem origem a compostos menos polares e suficientemente voláteis, passíveis de serem eluídos a temperaturas razoáveis sem sofrerem decomposição térmica ou rearranjos moleculares (57).
Existem vários métodos de derivatização, tais como a esterificação, sililação e acetilação. A esterificação pode ser feita recorrendo a um álcool apropriado, como, por exemplo, o metanol, e usando um ácido inorgânico como catalisador da reação. Os ácidos de Lewis trifluoreto de boro (BF3) ou tricloreto de boro (BCl3) são muito úteis para
formar derivados esterificados, sendo as reações catalisadas pelo primeiro as mais rápidas (57). ACCase Acetil-CoA Malonil-CoA 4:0-ACP C16-C18-ACP 18:1 - ACP FAS Galactolípidos