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5. Lipidi. Funzioni e classificazione

I lipidi vengono chiamati altrimenti "grassi". Dal punto di vista chimico sono dei composti ternari (carbonio, ossigeno, idrogeno: C, O2, H). Un grammo di lipidi fornisce 9 kcalorie.

Funzioni:

  • deposito energetico
  • deposito vitaminico
  • componenti essenziali delle membrane cellulari
  • senso di sazietà
  • funzione meccanica: protezione traumi
  • isolanti termici

Si legano facilmente ad altri elementi:

  • Fosforo: fosfolipidi, lecitine, sfingomieline
  • Zolfo, azoto: condroitina
  • Zuccheri: cerebrosidi

I grassi alimentari e degli organismi viventi sono prevalentemente i trigliceridi, gli acidi grassi, il colesterolo, i fosfolipidi.


5.1. Trigliceridi e acidi grassi

Trigliceridi

Sono costituiti da una molecola di glicerolo a cui sono legate tre catene di acidi grassi.

 

Acidi grassi

Sono costituiti da una catena lineare di atomi di carbonio, da un minimo di 4 ad un massimo di 30. Una estremità della catena è costituita da un gruppo metilico (CH3), l’altra estremità da un gruppo carbossilico (COOH).

 

Gli acidi grassi vengono distinti in saturi, monoinsaturi, polinsaturi:

Saturi: ogni molecola di carbonio fissa due atomi di idrogeno;

Monoinsaturi: due molecole di carbonio fissano un solo atomo di idrogeno e si fissano tra loro con doppio legame;

Polinsaturi: catena con più doppi legami.

Formula generale degli acidi grassi: CH3(CH2)nCOOH

Esempio, acido butirrico: CH3(CH2)2COOH

Acido butirrico

Formula abbreviata per indicare il numero di molecole di carbonio e di doppi legami:

C4:0 Acido butirrico

C18 :1,ω 8 Acido oleico

C18:2,ω 6,9 Acido linoleico

La cifra in pedice indica il numero di molecole di carbonio che costituiscono la catena, la cifra dopo i due punti indica il numero di doppi legami, il simbolo ω rappresenta la prima molecola di carbonio della catena (gruppo metilico), le cifre seguenti indicano la posizione delle molecole con doppio legame.

  • Saturi: palmitico, stearico, miristico, laurico.
  • Monoinsaturi: oleico, palmitoleico.
  • Polinsaturi: linoleico, linolenico, arachidonico.

Il processo di idrogenazione utilizzato in tecnologia alimentare, trasforma gli acidi grassi insaturi in acidi grassi saturi. Per esempio, idrogenando l’acido linoleico (C18:2,ω 6,9) si ottiene l’acido stearico (C18:0).

Dal punto di vista pratico è semplice distinguere gli acidi grassi saturi da quelli insaturi. I saturi sono solidi (burro, margarina, strutto, grassi visibili delle carni), quelli insaturi sono liquidi (oli).

Gli acidi grassi saturi sono prevalentemente d’origine animale, quelli insaturi prevalentemente d’origine vegetale. Mentre la margarina è costituita completamente da grassi saturi a causa del processo industriale di idrogenazione, il burro, lo strutto ed i grassi visibili delle carni, al contrario, sono costituiti da una miscela di grassi, di cui fanno parte anche i grassi insaturi. Si tratta quindi di grassi prevalentemente saturi, ma non completamente.

Riassumendo:

  • Saturi: margarina.
  • Prevalentemente saturi: pancetta, burro, salumi, grassi visibili.
  • Prevalentemente monoinsaturi: olio d’oliva.
  • Polinsaturi: olio di mais, soia, vinacciolo, grasso del pesce di mare.

Acidi grassi essenziali

Acido linoleico

vegetale

C18:2,ω 6,9

2 doppi legami

Acido linolenico

vegetale

C18:2,ω 9,12,15

3 doppi legami

Acido arachidonico

animale

C18:2,ω 5,8,11,14

4 doppi legami

Fabbisogni 4 gr al giorno. La carenza di acidi grassi essenziali provoca la sindrome sperimentale di Burr (animali sottoposti a diete completamente prive di grassi, integrate di vitamine liposolubili, vanno incontro a danno renale, danno neurologico, ematuria. La sindrome recede con l’introduzione dei tre grassi essenziali).

La carenza di grassi essenziali in gravidanza porta a gestosi, ridotto accrescimento fetale, danno fetale retinico e neurologico.


5.2. Fosfolipidi

Tre tipi: lecitine (fosfatidilcoline), cefaline (fosfatidiletanolamine), sfingomieline. I costituenti dei fosfolipidi sono: glicerolo, acidi grassi, ac. fosforico, base azotata. I fosfolipidi sono costituenti fondamentali della membrana cellulare. La colina è la base azotata presente nei fosfolipidi.

La duplice composizione fosforica e lipidica consente ai fosfolipidi di combinarsi sia con sostanze idrosolubili che liposolubili. La porzione costituita da acidi grassi consente alla membrana cellulare di fare da barriera a due comparti acquosi.

I fosfolipidi sono la struttura fluida di base della membrana cellulare.


5.3. Colesterolo

Struttura chimica ad anello.

Dà origine ad:

acidi biliari:

lisocolico

 

desossicolico

ormoni steroidei:

androgeni

 

estrogeni

 

calciferolo (Vit D)

 

seminali

 

placentari

Il colesterolo alimentare non viene assorbito tale e quale, ma degradato in fase digestiva e ricostituito in base alle esigenze dell’organismo.


5.4. Membrane cellulari

Funzioni:

  • involucro delle cellule
  • trasporto dei metaboliti nella cellula e fuori dalla cellula
  • flusso di informazioni e risposte fisiologiche:
    • recettori ormonali
    • trasmissione nervosa
    • risposta immunitaria

Sono costituite da lipidi e proteine.

Le membrane più ricche di lipidi sono membrane di barriera. Quelle più ricche di proteine sono membrane di funzione.

I lipidi di membrana sono prevalentemente fosfolipidi che possiedono una estremità idrofobica ed una idrofilica che si assestano in modo che le due estremità idrofobiche tendano a combaciare. Da soli formano unità dette liposomi la cui funzione principale è la compartimentazione, la separazione cioè dei liquidi esterni da quelli interni. A livello cellulare, questo comporta la separazione del comparto extracellulare da quello intracellulare (citoplasma).

La componente proteica della membrana cellulare svolge una funzione di permeabilità selettiva, per consentire il metabolismo energetico, la secrezione d’enzimi, di ormoni ed il trasporto di ioni.

Le proteine penetrano nel doppio strato lipidico contraendo legami con le estremità idrofobiche dei fosfolipidi. Possono essere prevalentemente esterne (estrinseche) oppure a tutto spessore (integrali). Le proteine transmembrana trasportano in genere ioni e metaboliti.

Le membrane cellulari sono più o meno consistenti a seconda del contenuto di fosfolipidi saturi (solidi) o insaturi (liquidi).

Colesterolo. Fa parte della membrana cellulare e ne diminuisce la permeabilità.

Glucidi. Danno origine a glicoproteine e glicolipidi. Hanno prevalentemente funzione antigenica (immunitaria). Sono localizzati nello strato esterno della membrana.

La membrana cellulare viene definita mosaico fluido, una struttura cioè polifunzionale in costante rimodellamento.


5.5. Trasporto dei lipidi nel sangue

I lipidi vengono trasportati nel sangue per merito di proteine, chiamate apoproteine, il cui compito principale è quello di rendere i grassi solubili nel circolo. I composti così formatisi apoproteine + lipidi, vengono chiamati lipoproteine.

Ci sono cinque classi di lipoproteine. Dal punto di vista clinico le due più importanti sono quelle che nel gergo comune vengono chiamate colesterolo buono (HDL) e colesterolo cattivo (LDL).

I cinque tipi di lipoproteine sono i seguenti:

Chilomicroni

(chylomicrons)

VLDL

(Very Low Density Lipoproteins: Lipoproteine a Bassissima Densità)

IDL

(Intermediate Density Lipoproteins: Lipoproteine a Densità Intermedia)

LDL

(Low Density Lipoproteins: Lipoproteine a Bassa Densità)

HDL

(High Density Lipoproteins: Lipoproteine ad Alta Densità)

La struttura delle lipoproteine è un mosaico sferico il cui strato esterno è costituito da apoproteine, fosfolipidi, colesterolo ed il contenuto interno da trigliceridi e colesterolo esterificato. A seconda del contenuto di questi componenti varia l’aspetto e la densità delle lipoproteine.

Chilomicroni. Sono le lipoproteine più grandi (1000 nm) e meno dense (< 0,95), contengono 2% di proteine, 85.88 % di trigliceridi, circa 8 % di fosfolipidi, circa il 3 % di colesterolo esterificato e 1 % di colesterolo. Vengono trasportati da numerose apolipoproteine: apo AI-AII,IV; apo-E, apo-H.

VLDL (Very Low Density Lipoproteins). Sono il gradino successivo ai chilomicroni in termini di grandezza e densità. Grandezza 25-90 nm, densità circa 0,98. Contengono circa 5-12 % di proteine, 50-55 % trigliceridi, 18-20 % fosfolipidi, 12-15 % colesterolo esterificato, 8-10 % colesterolo. Contengono diversi tipi di apolipoproteine: apo-B100, apo-CI,II.

IDL (Intermediate Density Lipoproteins) grandezza 40 nm, densità 1, proteine 10.12 %, trigliceridi 24-30 %, fosfolipidi27 %, colesterolo esterificato 32-35 %, colesterolo 8-10 %. Derivano dalla deplezione parziale dei trigliceridi delle VLDL.

LDL (Low Density Lipoproteins). Grandezza 26 nm, densità 1,04, proteine 20-22 %, fosfolipidi 20-28 %, colesterolo esterificato 32-35 %, colesterolo 8-10 %. Apoproteine: apo-B100.

HDL (High Density Lipoproteins). Sono le lipoproteine più piccole 6-12,5 nm e più dense 1,12 circa. Contenuto: proteine 55 %, trigliceridi 3-15 %, 26-46% fosfolipidi, 15-30% colesterolo esterificato, 2-10% colesterolo. Vengono trasportate dalle Apo-CI & II e Apo-E.

Quando nel gergo comune si parla di colesterolo buono e di colesterolo cattivo, non si parla di due differenti molecole di colesterolo, ma di due gruppi differenti di trasportatori del colesterolo che risultano più o meno solubili nel sangue.

Scarsamente solubili sono quelli a basso contenuto di apoproteine (Chilomicroni, VLDL, IDL, LDL), mentre altamente solubili sono le HDL.

Più del 50 % delle HDL è costituito da apoproteine.

La quantità di apoproteine è direttamente proporzionale alla densità ed alla solubilità.

Più alto è il rapporto tra proteine e lipidi, più risulta: alta la densità, piccolo il peso molecolare e solubile la molecola.

I due estremi sono costituiti dai chilomicroni, particelle più grandi (1000 nm), e dalle HDL (6-12 nm), particelle più piccole.

La solubilità delle lipoproteine dipende in particolare, dal contenuto in apoproteine e fosfolipidi dello strato idrofilico esterno e dalla loro grandezza.

Le lipoproteine con più alto contenuto di apoproteine e di fosfolipidi nello strato esterno e più piccole sono anche le più solubili.

Il rischio arteriosclerotico è connesso al tipo ed alla quantità di lipoproteine circolanti nel sangue.

Alti livelli di lipoproteine scarsamente solubili (bassa densità) sono connessi ad arteriosclerosi.

Buoni livelli di HDL (> a 50 mg %) sono connessi a basso rischio.


5.6. Lipidi e aggregazione piastrinica

I lipidi influenzano anche un altro fattore di rilevante importanza sulla arteriosclerosi: l’aggregazione piastrinica.

Le due sostanze derivate dai lipidi coinvolte sono: la prostaglandina PGI2 (antiaggregante) ed il Trombossano TXA2 (aggregante). Si tratta di due prostaglandine. Appartengono quindi al complesso sistema di modulazione del nostro organismo derivato dai lipidi detto degli autacoidi, ma più comunemente denominato risposta prostaglandinica o sistema prostaglandinico.

Le prostaglandine si formano in risposta a diversi stimoli, producono un largo spettro di effetti e coprono diverse funzioni. Contribuiscono a numerosi processi fisiologici e patologici : risposta infiammatoria, contrattilità della muscolatura liscia, emostasi, trombosi, contrattilità uterina, parto, secrezione gastrica ed intestinale.

Per quanto riguarda l’aggregazione piastrinica, la prostaglandina PGI2 deriva dall’acido linoleico, dall’acido eicosapentaenoico (EPA) e dall’acido docosaesaenoico (DHA) che quindi esercitano un’azione modulante sull’aggregazione. Gli alimenti che li contengono sono l’olio di mais, di vinacciolo, di soia, d’oliva (linoleico) ed il pesce azzurro (EPA, DHA).

Il trombossano TXA2 deriva dall’acido arachidonico. È un potente induttore dell’aggregazione piastrinica. L’acido arachidonico è un acido grasso essenziale presente prevalentemente negli alimenti d’origine animale (carni, frattaglie, fegato, strutto). Viene sintetizzato dall’organismo a partire da un altro acido grasso essenziale: l’acido linoleico.

Un’alimentazione che garantisce l’apporto di acido linoleico, EPA e DHA (olio d’oliva o di mais, pesce azzurro), modula l’aggregazione piastrinica e, per questo motivo, esercita effetti di protezione nei confronti dell’arteriosclerosi.

Un altro derivato dei lipidi esercita un’azione importante sull’aggregazione piastrinica. Si tratta del PAF (fattore di Attivazione Piastrinica), esso viene prodotto dalle cellule sanguigne (leucociti, piastrine, cellule endoteliali) in risposta agli stimoli fisiologici o patologici (infiammazione, trauma). Deriva da un fosfolipide costituito da colina, glicerolo ed acidi grassi saturi, la glicerofosforilcolina.

 


5.7. Irrancidimento

L’irrancidimento è il complesso di reazioni chimiche che porta alla degenerazione dei grassi quando sono esposti alla luce o all’ossigeno. L’irrancidimento dà origine a perossidi, aldeidi, chetoni, acidi volatili. Gli acidi grassi insaturi irrancidiscono più facilmente.

Invecchiamento cellulare, la componente lipidica delle membrane cellulari è soggetta a processi di perossidazione simili all’irrancidimento strettamente connessi al ciclo vitale.


5.8. Cottura e frittura dei grassi

Punto di fumo. È la temperatura di cottura a partire dalla quale inizia la decomposizione dei grassi con formazione di fumi biancastri. Il fumo è costituito prevalentemente da prodotti volatili derivati dalla scissione dei trigliceridi in glicerolo ed acidi liberi.

Gli acidi grassi liberi volatili si disperdono, quelli non volatili restano nel grasso di cottura e danno origine a composti tossici: perossidi, polimeri, idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Prodotti questi ultimi cancerogeni.

Il fumo si disperde per disidratazione, il suo contenuto di glicerolo si trasforma in aldeide acrilica (acroleina) che dà origine ad un odore acre. L’odore acre è proporzionale alla durata della cottura ed al riutilizzo del grasso di cottura. Rappresenta quindi un segnale utile a prevedere la qualità della cottura.

Il punto di fumo dipende da:

quantità di acidi grassi liberi

 

superficie esposta

 

presenza di particelle estranee

 

presenza d’acqua

La presenza d’acqua favorisce la liberazione di grassi liberi ed abbassa il punto di fumo.

Più è ampia la superficie di cottura, più si abbassa il punto di fumo.

La presenza di particelle disperse abbassa il punto di fumo.

In caso di frittura, se vi è sproporzione tra quantità di alimento (troppo alimento) rispetto al grasso disponibile (poco grasso), la bassa temperatura dell’alimento abbassa la temperatura del grasso di cottura che invece di rosolare e rendere croccante la superficie esterna dell’alimento, lo impregna. Ne derivano fritti mollicci e difficili da digerire, anziché croccanti.

In caso di fritture e cotture a fuoco lento, è meglio usare grassi dal punto di fumo elevato. Grassi cioè che resistono di più alle alte temperature.

Grasso

Punto di fumo

Grassi liberi %

Olio d’arachide

198

1,1

Strutto

194

0,51

Olio d’oliva

175

0,92

Burro

161

0,28

Olio di mais

138

1,9



Funzione dei lipidi in sintesi

 

 

Acidi grassi e trigliceridi: fonte di energia

 

Fosfolipidi/colesterolo: membrane cellulari

 

Colesterolo: acidi biliari, ormoni steroidei, vitamina D

 

Fosfolipidi: lipidi di membrana, aggregazione piastrinica