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Conoscere il metabolismo dei lipidi è utile per capire cosa succede nel nostro corpo quando ingrassiamo, e quindi depositiamo lipidi, e cosa invece quando dimagriamo bruciando le riserve di adipe.
Il metabolismo dei lipidi è l’insieme delle reazioni chimiche che hanno luogo in un organismo, allo scopo di ricavare energia dai grassi. I grassi, infatti, sono un ottimo combustibile perchè contengono molti atomi di idrogeno da cui si ricava energia.
Per produrre energia le cellule possono sfruttare glucosio, trigliceridi o proteine, a seconda della disponibilità e della regolazione esercitata dagli ormoni. Fanno eccezione a questa regola solo le cellule nervose che usano come substrato solo il glucosio.
Il processo metabolico che scinde i materiali complessi ingeriti in sostanze più semplici, si svolge attraverso gli enzimi.
Il metabolismo dei lipidi ci permette non solo di ricavare energia dai lipidi introdotti con la dieta, ma anche di ricavare lipidi a partire da altri substrati quando non ne introduciamo abbastanza con l’alimentazione.
I lipidi o grassi sono la fonte energetica preponderante ma se assunti in eccesso provocano aumento di peso. Sono un grande gruppo di composti formato da grassi semplici o trigliceridi e grassi composti o fosfolipidi come il colesterolo. La fonte chimica più comune di grassi presente in natura sono i trigliceridi contenenti una molecola di glicerolo collegato a tre acidi grassi.
Il valore calorico dei lipidi, cioè la quantità di energia che il corpo umano riesce a ricavare dalla loro ossidazione, è pari a 9 kcal per grammo di lipide, contro le 4 kcal per grammo di carboidrati e proteine.
I lipidi immagazzinati nel pannicolo adiposo sottocutaneo rappresentano la maggiore riserva di energia nell’organismo umano e forniscono la protezione termica in quanto il grasso di deposito funge da isolante.
I lipidi sono anche i componenti principali delle membrane biologiche, del surfattante alveolare, degli ormoni steroidei e della guaina mielinica (il rivestimento delle fibre nervose).
Quando la molecola di grasso semplice si scinde dà luogo ad una di glicerolo e tre molecole di acidi grassi ed una di glicerolo.
Gli acidi grassi sono l’unità strutturale di un lipide. Rappresentano i protagonisti indiscussi del metabolismo lipidico. Ogni acido grasso è composto da carbonio, idrogeno e gruppi carbossilici, In base al numero degli atomi di carbonio contenuti negli acidi grassi, essi sono classificati in acidi grassi a catena corta (da 1 a 6 atomi di carbonio), a catena media (da 8 a 12 atomi di carbonio), a catena lunga (da 14 a 20 atomi di carbonio) e a catena molto lunga (da 22 atomi di carbonio in poi).
Gli acidi grassi possono inoltre essere suddivisi in:
Gli acidi grassi essenziali sono invece acidi grassi insaturi che l’organismo non riesce a produrre da sé e che perciò deve introdurre quotidianamente con la dieta.
Gli acidi grassi essenziali sono classificati in base alla posizione dell’ultimo doppio legame in:
La metabolizzazione dei lipidi ossia la trasformazione dei grassi in energia consta di vari momenti:
La digestione dei lipidi è resa possibile grazie a diversi enzimi (lipasi)che agiscono nella bocca, nello stomaco e nell'intestino tenue. L’azione enzimaticaè fondamentale perché permette di ridurre i lipidi in piccoli frammenti che possono essere assorbiti dalla mucosa intestinale. Quando gli alimenti vengono immessi in bocca vengono attaccati dalla lipasi linguale che inizia a degradarli in trigliceridi e acidi grassi; poi raggiungono lo stomaco dove subiscono l’azione della lipasi gastrica che continua l’idrolisi iniziata dalla lipasi linguale. Quando i lipidi dallo stomaco vengono immessi nel duodeno, vengono mischiati con i sali biliari prodotti dal fegato e immagazzinati dalla colecisti (o cistifellea). La bile permette l’emulsione dei grassi e la loro organizzazione in micelle, che vengono poi scomposte dalla lipasi pancreatica: la lipasi pancreatica idrolizza i lipidi fino a ottenere le molecole costitutive ovvero digliceridi e monogliceridi e acidi grassi, che adesso la mucosa è in grado di assorbire.
Una volta assorbite dalla mucosa intestinale, una piccola parte degli acidi grassi liberi viene immessa direttamente nel sangue e trasportata dall'albumina (una proteina plasmatica); la gran parte degli acidi grassi viene riassemblata in trigliceridi ed unita a colesterolo e fosfolipidi. Si formano in questo modo degli agglomerati chiamati chilomicroni che sono una delle cinque classi di lipoproteine, insieme a IDL, VLDL, LDL e HDL. che vengono immessi nei vasi linfatici, e raggiungono il fegato..
La velocità di assorbimento dei grassi varia in base a diversi fattori:
Una volta assorbiti se, tutto è avvenuto in modo corretto, i lipidi possono giungere al fegato e utilizzati per per fornire energia da essere utilizzata immediatamente o possono essere stoccati nelle cellule lipidiche per i momenti di bisogno.
Il metabolismo dei lipidi viene regolato da alcuni ormoni: insulina, glucagone e adrenalina.
Se il metabolismo incontra dei problemi, possono insorgere alcune patologie.
Tutto questo processo di trasformazione dei lipidi avviene attraverso quattro vie metaboliche che comprendono due fasi: il catabolismo( reazioni di demolizione) e l'anabolismo ( reazioni di sintesi).
Tra le vie cataboliche, cioè utilizzano acidi grassi per produrre energia:
Una è anabolica cioè a partire da altre sostanze si producono acidi grassi.
La gluconeogenesi è una reazione catabolica che avviene nel liquido cellulare durante la quale viene prodotto glucosio a partire dal glicerolo. Il glicerolo prodotto della precedente decomposizione di un trigliceride, viene immesso poi nella gluconeogenesi, mentre gli acidi grassi vengono utilizzati nella beta ossidazione. A partire dal glicerolo si ottengono in successione:
acido piruvico → acetil-CoA → acido ossalacetico
L’acido ossalacetico viene poi immesso nel ciclo di Krebs, cioè una tappa del metabolismo dei carboidrati, per avere molecole di glucosio.
È anch'essa una reazione catabolica, che avviene quando l’apporto alimentare di glucosio è sufficiente. Si verifica in parte nel citoplasma e in parte nei mitocondri. Nel citoplasma, gli acidi grassi liberati dalla scomposizione dei trigliceridi vengono a loro volta scomposti producendo due unità di carbonio alla volta. La beta-ossidazione può avvenire in tutte le cellule ma non nei globuli rossi perché non sono dotati di mitocondri, e nel cervello perché utilizza come fonte energetica esclusivamente il glucosio.
Se l’apporto di glucosio è carente rispetto alle necessità dell’organismo, gli acidi grassi imboccano un’altra via metabolica dalla quale dagli acidi grassi hanno origine i corpi chetonici: acetone, acido acetoacetico e acido betaidrossibutirrico. I corpi chetonici sono composti acidi la cui presenza nel sangue causa acidosi. Se l’acidosi è lieve come per esempio nelle diete chetogeniche molto povere di carboidrati, le manifestazioni cliniche sono reversibili: l’assunzione per bocca di carboidrati favorisce la produzione di acetilCoA che viene poi immesso nel ciclo di Krebs per produrre energia senza che vengano generati i corpi chetonici. Invece in casi gravi come nella chetoacidosi diabetica si può arrivare al coma.
La beta-riduzione è una reazione che ha luogo nel fegato e consiste nella formazione di acidi grassi a partire da acetilCoA, che a sua volta è stato ricavato dal glucosio. Questo processo serve a tesaurizzare i grassi introdotti in eccesso sotto forma di riserve di tessuto adiposo. L’organismo potrà attingere a questi depositi per ricavare energia in condizioni di carenza alimentare.
Il colesterolo è un lipide derivato, cioè originato dalla combinazione di lipidi semplici e lipidi derivati. Costituisce le membrane cellulari ed è il precursore della vitamina D e degli ormoni steroidei (cortisolo, estrogeni e testosterone). Il colesterolo viene apportato dall'esterno quando si mangiano cibi di origine animale ma viene anche prodotto dal corpo.
Nell'intestino confluiscono il colesterolo esogeno (quello assunto dall'esterno attraverso l’alimentazione) e il colesterolo endogeno che viene usato per la produzione dei sali biliari. La totalità del colesterolo presente nell'intestino va incontro a due diversi destini:
La quantità di colesterolo presente nel sangue, che deriva dal bilancio tra escrezione e sintesi, deve essere mantenuta entro i 250 mg/dl. Il valore ottimale della colesterolemia è inferiore a 200 mg/dl. Quando l’organismo non riesce a mantenere l’equilibrio e la colesterolemia supera i 250 mg/dl, parliamo di dislipidemie cioè l’aumento della concentrazione di lipidi nel sangue. Dosando le singole frazioni lipidiche (LDL, HDL, VLDL, chilomicroni e IDL) possiamo stabilire di quale dei 6 tipi di dislipidemia si tratta.
Le cause delle dislipidemie sono:
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