I lipidi

I lipidi sono un gruppo eterogeneo di sostanze che sono insolubili in acqua e solubili in solventi organicii apolari come etere, cloroformio e cicloesano.

Svolgono importanti funzioni, per prima quella di riserva energetica, ma anche una funzione strutturale, come nelle membrane biologiche, costituendo il rivestimento mielinico degli assoni delle cellule nervose e agiscono come isolane termico, come nel grasso dei mammiferi marini e animali che vivono nei climi freddi. Sono precursori di vitamine e ormoni.

Vengono classificati in lipidi semplici e lipidi complessi e alcune molecole possono essere precursori o derivati lipidici. Inoltre possono essere saponificabili o non saponificabili se con un trattamento a caldo con basi forti (NaOH o KOH) formano o no saponi.

I lipidi semplici sono esteri di acidi grassi con alcoli, come grassi (esteri di acidi grassi con glicerolo) o cere (esteri di acidi grassi con alcoli ad alto peso melocolare)

I lipidi complessi sono esteri di acidi grassi con alcoli che contengono anche altri gruppi atomici, come i fosfolipidi che contengono gruppi fosfato.

I precursori sono acidi grassi e alcoli ad alto peso molecolare; i derivati lipidici sono vitamine, ormoni, sali biliari, steroidi.

Gli acidi grassi

Gli acidi grassi sono tra i precursori lipidici più importanti; sono gli acidi carbossilici che hanno quattro o più atomi di carbonio.

I più diffusi hanno almeno dodici atomi di carbonio e hanno una formula generale R-COOH in cui R contiene 11 o più atomi di carbonio. Gli acidi grassi a catena lunga sono insolubili in acqua ma si sciolgono in soluzione alcalina formando sali solubili (saponi)

RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O

La catena è satura se sono presenti doppi legami di carbonio o insatura se ci sono uno o più doppi legami cis. Quando sono presenti due o più doppi legami di carbonio si ha un acido grasso polinsaturo.

Gli acidi grassi essenziali non possono essere sintetizzati dal metabolismo cellulare umano e devono essere assunti con la dieta.

I trigliceridi

I trigliceridi sono la principale riserva energetica degli organismi, costituiscono il tessuto adiposo degli animali (grassi) e dei depositi lipidici dei vegetali (oli). Nei trigliceridi il glicerolo lega tre molecole di acido grasso con reazioni di esterificazione eliminando tre molecole d’acqua.

I grassi animali (solidi) sono ricchi di acidi grassi saturi mentre gli oli vegetali (liquidi) di acidi grassi insaturi.

Reazioni

Il trattamento a caldo di una miscela di grassi o oli con NaOH o KOH comincia una reazione di saponificazione in cui si formano saponi (sali di acidi grassi o glicerolo) che sono anfipatiche (per questo hanno un potere detergente)

Gli oli vegetali possono trasformarsi in sostanze solide dette margarine aggiungendo atomi di idrogeno ai doppi legami (reazione di idrogenazione), con un catalizzatore. Questo viene utilizzato per produrre prodotti alimentare che sostituiscono il burro animale e la saturazione dei doppi legami diminuisce la possibilità di attacchi da sostanze ossidanti (producendo odori sgradevoli o effetti tossici).

I fosfogliceridi

I fosfogliceridi contengono uno scheeltro di base costituito da glicerolo con due molecole di acido grasso esterificate sui primi due atomi di carbonio; il glicerolo esterifica in terza posizione un gruppo fosfato.

In prossimità del fosfato la molecola è polare (testa idrofila), mentre nella regione dei due acidi grassi è apolare (code idrofobiche). Le molecole del genere sono definite anfipatiche e formano doppi strati a contatto con l’acqua.

Per questo i fosfogliceridi sono i principali costituenti delle mambrene biologoiche, formate da un doppio strato fosfolipidico.

I terpeni, gli steroli e gli steroidi

I tepreni sono lipidi non saponificabili che derivano dal 2-metil-1,3-butadiene, l’isoprene.

Sono presenti negli animali, come lo squalene (nel fegato dello squalo) e nei vegetali (il geraniolo e il mentolo, che caratterizzano il profumo)

Alcuni terpeni sono negli umani, come lo stesso squalene che è implicato nella biosintesi del colesterolo nel fegato e le vitamine A, E e K.

Il colesterolo

Gli steroidi sono lipidi non saponificabili, il più abbondante nel tessuto degli animali è il colesterolo, composto da 27 atomi di carbonio e avente una catena alchilica.

Nell’uomo il colesterolo è assunto dagli alimenti ma è anche prodotto dal fegato, in modo controllato. Regola la fluidità delle membrane cellulari, alla temperatura corporea il colesterolo permette la compattezza necessaria alla membrana cellulare di compiere le sue funzioni; alle basse temperature il colesterolo impedisce che la membrana si cristallizzi.

È il precursore di vitamine importanti come la vitamina D, gli ormoni steroidei e di sali biliari, che costituiscono la bile (che favoriscono la degradazione da parte degli enzimi digestivi)

Le vitamine liposolubili

Le vitamine sono necessarie in piccole quantità al giorno (da microgrammi a mg) che nella maggior parte dei casi devono essere assunte con la dieta non potendo essere sintetizzate (essenziali).

Sono classificate in idrosolubili e liposolubili (A, D, E, K)

La vitamina A è fondamentale per il meccanismo della visione, la vitamina D favorisce l’assunzione del calcio per le ossa e le cartilagini, la vitamina E ha una funzione antiossidante e la vitamina K partecipa alla coagulazione del sangue.

Sia la carenza che l’eccesso di vitamine può essere dannoso; le vitamine liposolubili sono difficili da eliminare per l’organismo.

Gli ormoni lipofili

Gli ormoni sono molecole organiche prodotte dalle ghiandole endocrine, si riversano nel sangue e si legano a specifici recettori posti su cellule bersaglio. Sono in grado di regolare numerose funzioni biologiche.

L’ormone della crescita stimola l’accrescimento corporeo, la tiroxina stimola processi metabolici, il paratormone stimola l’assorbimento della parte minerale delle ossa e aumenta il calcio nel sangue, l’insulina riduce il glucosio nel sangue, mentre il clucagone lo aumenta, il cortisolo stibola il metabolismo, l’adrenalina aumenta le funzionalità del cuore e dei muscoli, il testosterone sviluppa i caraterri sessuali.

Alcuni ormoni derivano dal colesterolo e vengono classificati come derivati lipidici (ormoni steroidei), come il cortisolo, impiegato nella terapia di numerose malattia per via della sua azione antinfiammatoria.