Struttura dei lipidi

I lipidi includono un gruppo diversificato di composti che sono in gran parte di natura nonpolare. Questo perché sono idrocarburi che includono principalmente legami carbonio-carbonio o carbonio-idrogeno non polari. Le molecole non polari sono idrofobiche (“paura dell’acqua”), o insolubili in acqua. I lipidi svolgono molte funzioni diverse in una cellula. Le cellule immagazzinano energia per un uso a lungo termine sotto forma di grassi. I lipidi forniscono anche isolamento dall’ambiente per piante e animali. Ad esempio, aiutano a mantenere asciutti uccelli acquatici e mammiferi quando formano uno strato protettivo su pelliccia o piume a causa della loro natura idrofobica repellente all’acqua. I lipidi sono anche gli elementi costitutivi di molti ormoni e sono un costituente importante di tutte le membrane cellulari. I lipidi includono grassi, oli, cere, fosfolipidi e steroidi.

Struttura generale dei lipidi

Una molecola di grasso è costituita da due componenti principali: glicerolo e acidi grassi. Il glicerolo è un composto organico (alcool) con tre atomi di carbonio, cinque idrogenati e tre gruppi idrossilici (OH). Gli acidi grassi hanno una lunga catena di idrocarburi a cui è collegato un gruppo carbossile, da cui il nome “acido grasso”. Il numero di carboni nell’acido grasso può variare da 4 a 36. I più comuni sono quelli contenenti 12-18 carboni. In una molecola di grasso, gli acidi grassi si attaccano a ciascuno dei tre carboni della molecola di glicerolo con un legame estere attraverso un atomo di ossigeno. Unire tre acidi grassi a una spina dorsale di glicerolo in una reazione di disidratazione forma triacilgilcerolo. I tre acidi grassi nel triacilglicerolo possono essere simili o dissimili.

Un fosfolipide è un altro tipo comune di lipide. È una molecola anfipatica, il che significa che ha una parte idrofobica e idrofila. Le catene di acidi grassi sono idrofobiche e non possono interagire con l’acqua; mentre, il gruppo contenente fosfati è idrofilo e interagisce con l’acqua. I gruppi di testa idrofili dei fosfolipidi affrontano la soluzione acquosa. Le code idrofobiche sono sequestrate nel mezzo del bistrato.

Acidi

Gli acidi grassi possono essere saturi o insaturi. In una catena di acidi grassi, se ci sono solo singoli legami tra i carboni vicini nella catena degli idrocarburi, l’acido grasso è saturo. L’acido stearico è un esempio di acido grasso saturo.

Quando la catena degli idrocarburi contiene un doppio legame, l’acido grasso è insaturo. L’acido oleico è un esempio di acido grasso insaturo. La maggior parte dei grassi insaturi sono liquidi a temperatura ambiente e sono chiamati oli. Se c’è un doppio legame nella molecola, allora è un grasso monoinsaturo (ad esempio, olio d’oliva), e se c’è più di un doppio legame, allora è un grasso polinsaturo (ad esempio, olio di colza). Gli acidi grassi lunghi e dritti con legami singoli generalmente si impacchetto saldamente e sono solidi a temperatura ambiente. I grassi animali con acido stearico e acido palmitico (comune nella carne) e il grasso con acido butirrico (comune nel burro) sono esempi di grassi saturi.

Gli acidi grassi possono inoltre essere classificati in Cis e trans. Se gli idrogenati sono presenti nello stesso piano, è un grasso cis. Se gli atomi di idrogeno sono su due piani diversi, è un grasso trans. Il doppio legame cis provoca una piegatura o un “nodo” che impedisce agli acidi grassi di impacchettarsi saldamente, mantenendoli liquidi a temperatura ambiente. Olio d’oliva, olio di mais, olio di colza e olio di fegato di merluzzo sono esempi di grassi insaturi. I grassi insaturi aiutano ad abbassare i livelli di colesterolo nel sangue; mentre, i grassi saturi contribuiscono alla formazione di placche nelle arterie.

Grassi trans

L’industria alimentare idrogena artificialmente gli oli per renderli semi-solidi e di consistenza desiderabile per molti prodotti alimentari trasformati. Durante questo processo, i doppi legami della cis– conformazione nella catena degli idrocarburi possono convertirsi in doppi legami nella trans– conformazione.

La margarina, alcuni tipi di burro di arachidi e l’accorciamento sono esempi di grassi trans idrogenati artificialmente. Recenti studi hanno dimostrato che un aumento dei grassi trans nella dieta umana può portare a livelli più elevati di lipoproteine a bassa densità (LDL), o colesterolo “cattivo”, che a sua volta può portare alla deposizione di placca nelle arterie, con conseguente malattia cardiaca.

Acidi grassi Omega

Gli acidi grassi essenziali sono quelli che il corpo umano richiede ma non sintetizza. Di conseguenza, devono essere integrati attraverso l’ingestione attraverso la dieta. Gli acidi grassi Omega-3 rientrano in questa categoria e sono uno dei soli due noti per l’uomo (l’altro è l’acido grasso omega-6). Questi sono acidi grassi polinsaturi e sono omega-3 perché un doppio legame collega il terzo carbonio dall’estremità della catena degli idrocarburi al carbonio vicino.

L’acido alfa-linolenico è un esempio di acido grasso omega-3. Ha tre doppi legami cis e, di conseguenza, una forma curva. Salmone, trota e tonno sono buone fonti di acidi grassi omega-3. La ricerca indica che gli acidi grassi omega-3 riducono il rischio di morte improvvisa per infarto, riducono i trigliceridi nel sangue, riducono la pressione sanguigna e prevengono la trombosi inibendo la coagulazione del sangue. Riducono anche l’infiammazione e possono aiutare a ridurre il rischio di alcuni tumori negli animali.

Questo testo è adattato da Openstax, Biology 2e, Chapter 3.3: Lipids.