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Lipidi

I lipidi, dal greco “lipos” ossia “grasso”, comprendono numerose sostanze accomunate dal fatto di essere insolubili in acqua e solubili in soluzioni apolari come cloroformio, etere e molti liquidi organici.

La grande maggioranza dei lipidi è rappresentata dai trigliceridi, molecole di dimensioni variabili ma generalmente più ridotte di glucidi e proteine derivanti dall’esterificazione del glicerolo (o glicerina, un alcol a 3 atomi di carbonio caratterizzato da 3 gruppi ossidrilici) con tre acidi grassi (acidi carbossilici caratterizzati da una lunga catena di C spesso di numero pari):

I trigliceridi si differenziano per il tipo di acidi grassi (Tabella 1) cui il glicerolo è legato. Questi possono essere saturi (prevalentemente nel mondo animale) quando i C sono legati tra loro da legame semplice oppure insaturi quando sono presenti tra i C uno o più legami doppi (prevalentemente nel mondo vegetale). Data la diversa energia dei legami, la temperatura di fusione degli acidi grassi insaturi è inferiore a quella del corrispondente saturo: gli oli vegetali poiché insaturi si trovano allo stato liquido a condizioni ambiente, mentre nelle medesime condizioni i grassi animali sono generalmente solidi. Oltre che dal grado di insaturazione, lo stato fisico dell’acilglicerolo dipende anche dalla lunghezza della catena carboniosa: più lunga è la catena maggiore è la temperatura di fusione.

In particolare, se gli acidi grassi che esterificano il glicerolo sono uguali tra loro il trigliceride si dice semplice, altrimenti si dice misto.

L’organismo umano è in grado si sintetizzare autonomamente quasi tutti gli acidi grassi di cui ha bisogno a partire dagli altri principi nutritivi, ad eccezione degli AGE (acidi grassi essenziali), cosiddetti poiché necessari alle funzioni vitali e disponibili esclusivamente se introdotti mediante la dieta. Gli acidi grassi essenziali sono l’acido linoleico (ω-6) e l’acido linolenico (ω-3)[1]: l’organismo umano non è in grado di deidrogenare gli ultimi 6 atomi di C, quelli dalla parte del gruppo metile, ma disponendo degli AGE è in grado di sintetizzare tutti gli altri polinsaturi mediante enzimi che favoriscono la condensazione di più catene e la deidrogenazione dei C successivi al 6.  Una carenza di AGE, rara nell’uomo (si manifesta solo in seguito all’assunzione di quantità inferiori all’1% per alcuni mesi), causa dermatite, pelle secca e squamosa, aumentata sensibilità alle infezioni.

Tabella 1. Acidi grassi più comuni.

I trigliceridi sono lipidi di deposito con funzione di riserva energetica concentrata (i grassi accumulano sei volte l’energia, a parità di peso, del glicogeno[2]), isolamento termico (es. strato di grasso sottocutaneo), protezione degli organi dagli urti (es. grasso che circonda i reni).

Esistono poi altri tipi di lipidi che, sebbene meno significativi quantitativamente svolgono nell’organismo importanti funzioni:

▪         Monogliceridi: il glicerolo è legato ad un solo acido grasso, mantenendo liberi due gruppi ossidrilici.

▪         Digliceridi: il glicerolo è legato a due acidi grassi, mantenendo libero un solo gruppo ossidrilico.

Digliceridi e monogliceridi sono forme intermedie durante l’idrolisi che gli enzimi (essenzialmente la lipasi pancreatica) effettuano sui lipidi durante la digestione.

▪         Fosfolipidi

-         Fosfogliceridi: un acido grasso di un trigliceride è sostituito da un gruppo fosfato (a sua volta esterificato con un alcol).

A questa famiglia appartengono le lecitine (dal greco lekitos = tuorlo) che ne costituiscono i principali rappresentanti: sono importanti costituenti cellulari e in particolare delle cellule nervose e si ritrovano in numerosi alimenti (semi di soia, germe di grano, tuorlo d’uovo, additivi emulsionanti date le proprietà anfipatiche, additivi antiossidanti in quanto insaturi, integratori dietetici a base di lecitina di soia). È stato appurato che tali sostanze favoriscono la rimozione del colesterolo dalle arterie, dei grassi dal fegato e determinano un aumento delle capacità di apprendimento e di memorizzazione.

-         Sfingolipidi: in questo caso il glicerolo è sostituito dalla sfingosina (o dai suoi derivati) ossia un amminoalcol insaturo. Ad esso si lega un acido grasso a formare il ceramide da cui derivano tutti gli sfingolipidi. Tra questi i più comuni sono le sfingomieline, presenti nelle membrane plasmatiche e nelle guaine mieliniche delle fibre nervose, ove il gruppo ossidrilico libero della sfingosina crea un legame estere con la fosforilcolina o altre sostanze simili.

▪         Glicolipidi

-         Glicosildiacilgliceridi: formati da una molecola di glicerolo, due molecole di acidi grassi e una molecola di zucchero. In particolare lo zucchero costituisce la testa polare e idrofila della molecola, mentre a. grassi e glicerolo la coda apolare e dunque idrofoba.

-         Glicosfingolipidi: formati da una molecola di sfingosina, una molecola di acido grasso e una molecola di zucchero. In particolare lo zucchero costituisce la testa polare e idrofila della molecola, mentre a. grasso e sfingosina la coda apolare e dunque idrofoba.

Fosfolipidi e glicolipidi sono caratterizzati dalla presenza di una testa polare o comunque carica elettricamente (zucchero, gruppo fosfato) così da presentare sia una parte idrofila (polare) sia una idrofoba (apolare). Se posti in soluzione acquosa essi tendono a disporsi con le teste rivolte verso la soluzione e le code raggruppate all’interno (Figura 1) e questo è il principio di composizione delle membrane cellulari da cui la funzione strutturale di queste macromolecole: assumendo la disposizione a doppio strato, tali molecole conferiscono alle membrane, in virtù dello strato interno apolare, impermeabilità nei confronti degli ioni e dei più importanti composti biologici (zuccheri, amminoacidi, proteine, etc.) e, in virtù della coesione tra le code apolari, flessibilità che impedisce rotture in seguito a bruschi movimenti.

Figura  1

▪         Cere: sono esteri di alcoli monossidrilici con acidi grassi ad elevato numero di atomi di carbonio; si trovano con funzione protettiva a rivestire il tegumento, il pelo, il piumaggio, le foglie ed i frutti, nonché sull’esoscheletro di molti insetti. La cera d’api e la lanolina (ricavabile dal grasso della lana) ne fanno parte.

▪         Colesterolo: il colesterolo ha una struttura molecolare piuttosto dissimile a quella della maggior parte dei lipidi ma viene annoverato in questo gruppo per la sua insolubilità in acqua. Esso è costituito da 4 anelli carboniosi (di cui uno dotato di un groppo –OH che conferisce proprietà alcoliche) legati tra loro ed una coda idrocarburica. Fanno parte della famiglia dei lipidi molte sostanze a base di colesterolo: gli steridi (esteri del colesterolo con un acido grasso), gli acidi biliari, gli ormoni sessuali e altri composti steroidei.

Il colesterolo è un componente delle membrane cellulari (ad eccezione delle cellule batteriche): il 25% del peso secco della membrana cellulare del globulo rosso è colesterolo ed esso costituisce il componente principale della guaina mielinica (la membrana lipidica che avvolge le fibre nervose ad alta conducibilità per velocizzare l’impulso nervoso). È inoltre il precursore di importanti ormoni e degli acidi biliari.

Esso può essere di origine esogena se assunto attraverso l’alimentazione (carne e in particolare cervello, latticini, tuorlo d’uovo) o di origine endogena se sintetizzato dal fegato a partire da acidi grassi insaturi, in quantità inversamente proporzionale alla quantità introdotta con la dieta. Nel caso nell’organismo scarseggino gli insaturi, il fegato utilizza per la suddetta sintesi acidi grassi saturi; tuttavia in tal caso si formano composti scarsamente solubili che si depositano nelle arterie, favorendo la formazione delle placche ateromatose. Di conseguenza una dieta ricca di acidi grassi saturi o direttamente di colesterolo favorisce l’insorgere dell’aterosclerosi, una malattia in cui il deposito di colesterolo sul rivestimento interno dei vasi sanguigni può causare l’ostruzione di un’arteria , quindi, un attacco di cuore.

La digestione delle molecole lipidiche avviene interamente nell’intestino. Anzitutto esse subiscono una decomposizione fisica per azione dei sali biliari che con la loro azione emulsionante preparano il substrato alla successiva azione chimica. L’idrolisi delle microparticelle lipidiche avviene per opera di enzimi:

lipasi pancreatica: idrolizza i trigliceridi a 2-monogliceridi e acidi grassi in quanto non è in grado di spezzare il legame tra glicerolo e acido grasso in posizione 2

colesterolo-esterasi: idrolizza il legame estere tra colesterolo e acido grasso, nonché quello dei 2-monogliceridi

fosfolipasi pancreatica: idrolizza il legame in posizione 2 tra un acido grasso e un fosfolipide

I prodotti finali dell’idrolisi enzimatica dei lipidi nel condotto intestinale sono dunque: glicerolo, acidi grasso, 2-monogliceridi, colesterolo, lisofosfolipidi. Tali sostanze passano nelle cellule epiteliali per semplice diffusione insieme alle vitamine liposolubili.

Glicerolo  acidi grassi a catena corta vengono trasportati direttamente al fegato per la sintesi di colesterolo e derivati. Gli altri composti vengono riassemblati in lipidi complessi e inglobati in chilomicroni, lipoproteine costituite da un cuore lipidico idrofobo ed un rivestimento esterno proteico idrofilo dedicate al trasporto delle suddette nel plasma sanguigno; qui i rivestimenti vengono distrutti mano a mano e i lipidi vengono assorbiti dalle varie cellule dell’organismo per diffusione, previa idrolisi per opera della lipasi lipoproteica presente negli endoteli dei capillari. In particolare, tali grassi possono essere utilizzati dalle varie cellule per scopi energetici o accumulati come riserva energetica nelle cellule del tessuto adiposo.

L’apporto lipidico generalmente raccomandato ammonta al 20-30% delle calorie totali, diminuendo con il progredire dell’età. Inoltre molto importante è la qualità degli acidi grassi assimilati: gli a. grassi saturi non dovrebbero superare il 10% delle calorie totali ed è fondamentale preferire i lipidi vegetali a quelli animali anche per la necessità di assumere gli AGE.