I Lipidi e le Vitamine
I lipidi sono un gruppo eterogeneo di sostanze insolubili in acqua, ma solubili nei solventi
organici. Essi rappresentano la principale forma di riserva energetica per il nostro
organismo, vanno a costituire le membrane biologiche e svolgono importanti funzioni
bioregolatrici. Dal punto di vista della composizione elementare, si tratta essenzialmente di
sostanze ternarie, costituite da carbonio, idrogeno e ossigeno, molti tuttavia contengono
anche fosforo e azoto.
Fisicamente si presentano solido-pastosi ( detti grassi ) o liquidi a temperatura ambiente.
Questi ultimi danno luogo alla vasta categoria degli oli e sono reperibili in natura. Si
differenziano per la presenza o assenza di doppi legami. I primi sono saturi con altro punto
di fusione e i secondi insaturi con un basso punto di fusione.
Dal punto di vista chimico si classificano in lipidi saponificabili e lipidi insaponificabili. I
grassi saponificabili costituiscono il 90% dei lipidi e sono caratterizzati dalla presenza di
una o più molecole di acidi grassi, che per idrolisi basica (saponificazione) si liberano sotto
forma di saponi. A loro volta si distinguono in lipidi semplici, esteri di alcoli con acidi grassi
(ad esempio i gliceridi o le cere) e lipidi complessi (ad esempio i fosfolipidi e i glicolipidi). I
lipidi insaponificabili (ad esempio i terpeni, gli steroidi e le prostaglandine) sono una
piccola frazione di grande importanza biologica e non contengono legami esteri per cui
non sono idrolizzabili e non formano saponi, in questo gruppo vengono incluse anche le
vitamine liposolubili.
I lipidi hanno funzioni biologiche molto differenziate, a tal proposito si possono distinguere
in tre grandi categorie:
Lipidi di riserva o di deposito, che sono essenzialmente i trigliceridi, accumulati nel tessuto
adiposo, nei semi o nei frutti vegetali.
Lipidi strutturali o di membrana, come i fosfolipidi, i glicolipidi, e tutte le molecole a doppia
polarità, dette anfipatiche, che si dispongono in duplice strato, con il polo idrofobo verso
l'interno e quello idrofilo verso l'esterno. Le membrane così costituite diventano una
barriera al passaggio di molecole polari e ioni. Rappresentano dal 5 al 10% del peso
secco delle cellule.
Lipidi con il ruolo di messaggeri chimici, ovvero con un’attività biologica specifica, in
particolare ormoni steroidei e prostaglandine.
I trigliceridi sono i lipidi più abbondanti in natura, triesteri del glicerolo e di acidi carbossilici
a lunga catena. Sono ottimali per la produzione di energia perche meno ossidati.
Le proprietà fisiche di un trigliceride dipendono dagli acidi grassi che lo compongono. In
generale, il punto di fusione di un trigliceride aumenta all’aumentare del numero di carboni
delle catene idrocarburiche e al diminuire dei doppi legami C-C.
In un trigliceride con catene sature la molecola ha una forma compatta, presentandosi
solido a temperatura ambiente. In un trigliceride con catene insature la molecola ha una
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forma molto meno compatta a causa delle catene insature con doppi legami C-C cis. In
questi caso, la molecola appare liquida a temperatura ambiente.
I fosfolipidi sono trigliceridi dove un acido carbossilico è sostituito da un acido fosforico
(H3PO4) modificato.
In soluzione acquosa i fosfolipidi formano spontaneamente un doppio strato lipidico in cui i
gruppi polari (testa) si trovano in superficie rendendo ionico l’esterno. Invece le catene
idrocarburiche apolari degli ac. grassi si sistemano all’interno. Le membrane biologiche
sono costituite da doppi strati lipidici e il modello più accettato è quello a mosaico fluido in
cui i vari componenti si trovano fianco a fianco e le proteine “galleggiano” nel doppio strato
lipidico.
L'aspirina blocca la produzione delle prostaglandine, importanti ormoni che vengono usati
per trasportare messaggi a livello locale. Le prostaglandine controllano molti processi
locali compresa la secrezione di acido nello stomaco, la contrazione delle cellule muscolari
attorno ai vasi sanguigni, l'aggregazione delle piastrine durante la coagulazione del
sangue e la contrazione uterina durante il travaglio. Queste molecole inoltre trasmettono e
rinforzano i segnali del dolore e provocano l'infiammazione. Questi processi così diversi
sono controllati da prostaglandine diverse, che però vengono tutte sintetizzate a partire da
una sola molecola capostipite, l’acido arachidonico. L'aspirina impedisce il legame
dell'acido arachidonico nel sito attivo della cicloossigenasi, che compie il primo passo per
la sintesi delle prostaglandine.
Sebbene gli steroidi non assomigliano strutturalmente agli altri lipidi, essi vengono
classificati tra queste molecole biologiche per la loro insolubilità in acqua. Tutti gli steroidi
hanno una struttura con quattro anelli carboniosi legati tra loro e si differenziano per il tipo
di atomi o di catene laterali. Molti steroidi sono steroli, cioè contengono una funzione –OH,
come il colesterolo.
Il colesterolo è un componente fondamentale delle membrane cellulari, di cui regola la
fluidità e la permeabilità; è il precursore degli ormoni steroidei sia maschili che femminili,
della vitamina D e dei sali biliari.
Gli ormoni sessuali maschili ( androgeni ) sono sintetizzati nei testicoli e sono responsabili
dello sviluppo dei caratteri sessuali secondari maschili. Gli ormoni sessuali femminili ( gli
estrogeni ) sono sintetizzati nelle ovaie e sono responsabili dello sviluppo dei caratteri
sessuali femminili e del controllo del ciclo mestruale.
Gli acidi biliari sono sintetizzati nel fegato e secreti nell’intestino, dove la loro funzione è
quella di emulsionare i grassi introdotti e consentirne l’assorbimento e la digestione.
Le vitamine sono sostanze organiche, assunte con gli alimenti, indispensabili ai nostri
organismi.
Esse sono incluse tra i micronutrienti che devono essere
assunti con la dieta quotidianamente poiché non vengono
sintetizzati dall'organismo umano. Il termine vitamina viene dal
tedesco Vitamin, ovvero "ammina della vita", in quanto
erroneamente scambiate per ammine dallo scienziato Casimir
Funk.
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La scoperta delle vitamine nacque dalla constatazione che una dieta a base
di carboidrati, lipidi, proteine e sali minerali non era sufficiente a garantire lo sviluppo e la
sopravvivenza degli individui, ma che era necessario addizionare anche degli opportuni
fattori di crescita.
Il primo di questo composti venne isolato nel 1911. Successivamente furono isolati e
caratterizzati altri composti la cui carenza nella dieta provocava specifiche patologie,
curabili solo con l'aggiunta di queste sostanze, che furono perciò chiamate vitamine,
sebbene non tutte possiedano gruppi amminici.
Bisogna sottolineare, comunque, che il consumo nella dieta di vitamine può essere
necessario per una specie, ma può non esserlo per un'altra: un esempio viene
dalla vitamina C che è necessaria nella dieta solo per l'uomo, i primati e pochi altri animali,
dato che esclusi questi, tutti i rimanenti la autosintetizzano a partire da altri nutrienti, pur
restando un elemento assolutamente indispensabile per ogni forma vivente, vegetali
inclusi, ma venendo autoprodotto non è necessario per questi ultimi introdurne
nell'organismo.
Le vitamine presentano strutture chimiche molto diverse tra loro per cui, al momento,
l'unica classificazione operativamente valida è quella che le distingue in due gruppi:
vitamine liposolubili, cioè solubili nei grassi: sono le vitamine A, D, E, K, F, Q;
vitamine idrosolubili, cioè solubili in acqua: sono le vitamine C, B1, B2, B5, B6, PP,
B12, Bc, H.
Le vitamine, in particolare quelle solubili in ambiente acquoso, regolano
il metabolismo cellulare e tissutale attraverso l'attività degli enzimi di cui sono parte
integrante trasformandosi nella parte coniugata detta coenzimatica; non sono apportatrici
di energia metabolica (calorie), poiché non entrano neanche a far parte dei costituenti
strutturali dell'organismo.
Le vitamine liposolubili, di regola, con le dovute eccezioni, possono essere accumulate più
efficacemente, soprattutto nel fegato. Il ciclo delle vitamine idrosolubili è invece più breve,
la capacità di immagazzinamento è ridotta e vengono eliminate quotidianamente. Per cui è
necessario un apporto giornaliero delle stesse. Considerando però che qualsiasi eccesso
di assunzione graverà sul funzionamento del fegato e dei reni, che saranno costretti a
eliminare il surplus e non porterà alcun effetto positivo.
Non tutte le vitamine vengono assunte nella loro forma biologicamente utilizzabile ma
piuttosto come precursori che vanno sotto il nome di provitamine. Una volta assunti, tali
composti vengono trasformati da specifici enzimi metabolici nella loro forma attiva, al fine
di renderli utilizzabili.
Le vitamine liposolubili sono definite tali, poiché sono solubili esclusivamente nei solventi
dei grassi. Le vitamine A, E, K si formano a partire da un monomero a 5 atomi di carbonio,
l’isoprene, che viene utilizzato per formane catene di diversa lunghezza o anelli.
La vitamina D invece derivava, nella sua forma animale, dal colesterolo e ha una struttura
di base diversa dalle altre tre. La vitamina D viene sintetizzata dall’uomo. Oltre a carbonio
e idrogeno, le proteine liposolubili contengono ossigeno, ma non azoto e zolfo.
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La vitamina A ha la funzione di permettere un corretto sviluppo della retina,
indispensabile per la visione, e del tessuto epiteliale.
Ha la funzione anche di regolazione genica, sviluppo e differenziazione cellulare.
Potenziano anche la linea di sviluppo dei globuli bianchi e permettendo la differenziazione
dei globuli rossi regolando l’attività dell’ormone della crescita.
Oltre al retinolo e ad altri analoghi, la vitamina A si può formare in seguito alla
trasformazione dei carotenoidi e beta-caroteni.
Il retinolo si può ritrovane negli alimenti animali soprattutto il fegato, tuorlo dell’uovo,
pesce, latte e derivati. I carotenoidi e il beta-carotene possono essere presenti nei
vegetali.
La vitamina D ha la funzione di regolare il livello di calcio nel sangue. Per questo, le
vitamine D sono indispensabili per lo sviluppo, l’accrescimento, la formazione e la stabilità
dello scheletro e delle ossa. Altre funzione della vitamina D sono in fase di studio più o
meno preliminare, grazie all’individuazione di recettori. Esse sono: modulazione del
sistema immunitario, incremento della produzione di insulina e controllo sulla pressione
sanguigna.
La vitamina D può essere sintetizzata dalle piante, ma anche dal nostro corpo per effetto
delle radiazione solare ultravioletta sulla pelle.
Fonti dirette di vitamina D sono l’olio di fegato di merluzzo, salmoni e sardine. Presenti
anche nel latte e uova in forma minore e poco presenti o assenti nei vegetali in forma
attiva.
La vitamine E ha la funzione di antiossidante ad ampio raggio a protezione dei lipidi di
membrana e di molti enzimi cellulari. La vitamina E è in grado di neutralizzare i radicali
liberi. È stato recentemente dimostrato un ruolo nella protezione del cuore e dei vasi
sanguigni con l’inibizione della formazione delle placche aterosclerotiche. Si presuppone
che sia un fattore anti-invecchiamento per il suo effetto anti-ossidante e limitare i radicali
liberi, in alcuni animali, contribuisce all’aumento della fertilità.
La vitamine E può essere ritrovata soprattutto nei semi e oli di semi, ma anche nei legumi,
nei cereali integrali, nei vegetali crudi e nel fegato.
La vitamina E non è particolarmente tossica in caso di sovradosaggio.
La vitamina K è indispensabile per attivare il processo di coagulazione. Pur essendo la
coagulazione la sua principale funzione, essa ha particolare rilevanza anche nella
mineralizzazione delle ossa e nell’attivazione della proteina Gas6 coinvolta nello sviluppo
del sistema nervoso. Queste ultime funzioni sono ancora però in fase di studio.
Possiamo distinguere essenzialmente tre forme di vitamine K a seconda della loro
provenienza:
La vitamina K1: reperibile con gli alimenti di origine vegetale
La vitamina K2 : prodotte dalla flora intestinale
La vitamina K3 : priva della catena isopropenoide
La vitamina K4 : sintetizzata dagli animali
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La vitamina K è reperibile negli ortaggi a foglie verdi, olio di semi, legumi, latte e derivati.
Non particolarmente tossiche le varianti naturali della vitamina K.
Il coenzima Q, chiamato anche vitamina Q ha una struttura simile alla vitamina E e alla
vitamina K. È universalmente presente nelle cellule degli eucarioti dove è frequente nelle
membrane biologiche, e soprattutto nei mitocondri.
Negli organismi partecipa alle reazioni redox.
CoQ10 è stato ampiamente usato per il trattamento di disfunzioni cardiache, come l'infarto,
e il cancro al seno.
È stato dimostrato come il coenzima Q10 possa avere effetti benefici su alcuni pazienti
affetti da emicrania
Alcuni di questi studi indicano come il coenzima Q 10 possa contribuire a proteggere il
cervello da malattie neurodegenerative, come il morbo di Parkinson.
Altri studi recenti dimostrano un beneficio riguardante la possibilità di sopravvivenza, dopo
un arresto cardiaco, se il coenzima Q10 viene somministrato in concomitanza ad un
raffreddamento della temperatura corporea.
La vitamina F è la più “giovane” delle vitamine, essendo stata scoperta nel 1951. Non si
tratta di una vitamina, ma un gruppo di sostanze, che si presentano come oli vegetali o
acidi grassi essenziali che l’organismo umano non è in grado di sintetizzare. Comprende
tre tipi di acidi grassi polinsaturi: acido linoleico, acido linolenico e acido arachidonico. Gli
acidi grassi essenziali sono l’acido linoleico ( Omega 6 ) e l’acido alfa-linolenico ( Omega 3
), da questi l’organismo sintetizza gli altri. La vitamina F è indispensabile nella formazione
della membrana cellulare e la sua carenza altera il trasporto ionico attraverso la
membrana, mantiene fluida la membrana delle cellule, conserva l’elasticità delle pareti
delle arterie ed è necessaria per il corretto funzionamento di tiroide, surrenali, mucose,
nervi. Inoltre, nutre la pelle rendendola morbida ed elastica, mantiene fluido il sangue,
modula l’attività del sistema immunitario ed è utile nella prevenzione dei disturbi cardiaci e
nel mantenere stabile il livello di colesterolo aiuta a evitare ‘aumento della pressione del
sangue ed interviene nella prevenzione dell’asma bronchiale e dell’artrite reumatoide.
La vitamina F è contenuta nell’olio di lino. Olio di cartamo, olio di girasole, olio di oliva, oli
vegetali spremuti a freddo, semi di girasole, frutta oleosa, pesce, olio di pesce, crostacei,
noci e ribes. Gli Omega 6 sono negli oli vegetali, olio di mais, lino, girasole, sesamo e semi
oleosi. Gli Omega 3 nell’olio di pesce e nei crostacei.
La vitamina F è un nutriente essenziale per la salute della cute, gli acidi grassi insaturi
rientrano nella costituzione delle membrane cellulari e di certi enzimi, sono precursori delle
prostaglandine, ormoni locali che rivestono ruoli importanti nella coagulazione, nelle
reazioni infiammatorie, nella funzionalità del sistema riproduttivo. Le prostaglandine sono
particolari acidi grassi presenti nella prostata, nel cervello, nei reni, nel liquido seminale e
mestruale, regolando i processi di smaltimento e di utilizzo dei grassi e del colesterolo. La
vitamina F è necessaria per il corretto funzionamento di tiroide, surrenali, mucose, nervi e
nutre la pelle.
La carenza di vitamina F porta alla secchezza e desquamazione cutanea, perdita di
capelli, turbe della coagulazione, iperlipidemia, colesterolo alto, malattie cardiovascolari e
alterato sviluppo del sistema nervoso centrale. Le situazioni più a rischio riguardano i
neonati, le donne in gravidanza e le diete dimagrenti drastiche e squilibrate.
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Non esiste il rischio di ipervitaminosi.
Prandini Laura e Manelli Chiara 4°S
Fonti: Università degli studi di Napoli Federico II - www.federicaunina.it
I grassi ( lipidi ) - www. albanesi.it
Le vitamine – www.wikipedia.it
Biohaus-Vitamine - www.bio-haus.it
I grassi, che cosa sono, generalità e classificazione – www.oltresalute.com
Linus Pauling Istitute’s Micronutrient Information Center
Vitamine liposolubili:vitamina F – www.leziosa.com
PDB molecola del mese: cicloossigenasi-PianetaChimica – www.pianetachimica.it
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