METABOLISMO DELL’ETANOLO
•L’alcol viene assorbito per diffusione nello stomaco e inviato al fegato
•Una prima parte del metabolismo avviene nella mucosa gastrica
(maggiore nell’uomo che nella donna, diminuisce con l’età, e
è influenzato dalla contemporanea assunzione di farmaci, es tachipirina)
•Nel fegato può essere metabolizzato ad acetaldeide secondo 3 vie
Alcol deidrogenasi citosolica (via principale per basse dosi e assunzione
sporadica) (differenti genotipi)
MEOS (Microsomal Ethanol Oxidizing System, CYP2E1) (dosi maggiori,
inducibile)
Catalasi (nei perossisomi)
•
L’acetaldeide viene trasformata in acido acetico dall’aldeide deidrogenasi
•
L’acido acetico viene usato come fonte di energia dai tessuti periferici, per la
presenza dell’ ACETATO TIOCHINASI che trasforma acetato ad acetilCoA
•
La velocità del metabolismo dell’etanolo è di 100 mg/ora /Kg peso corporeo
Alcol deidrogenasi (ADH)
•Enzima omo o etero dimerico
(40 kDa per subunità) citosolico
• 4 atomi di Zn 2+ nel sito attivo
(negli etilisti cronici aumenta il fabbisogno di Zn)
•5 geni (α, β, γ, π, κ). β ha 3 alleli, γ 2 alleli.
Quindi 8 subunità diverse, che si combinano
a formare dimeri con diversa efficienza
catalitica (omodimero β2 β2 il più attivo)
•Gli isoenzimi presenti nelle popolazioni
asiatiche sono molto efficienti.
•L’attività della ADH gastrica diminuisce
a digiuno.
•L’ADH gastrica nelle donne è più bassa (-60%).
Sito attivo dell’alcol deidrogenasi
Il tetramero dell’ALDH
Aldeide deidrogenasi (ALDH), inibita dal disulfiram
famiglia di proteine, 19 geni:
citosolica (classe1 ), Km alta; mitocondriale (classe 2), bassa Km
Nelle popolazioni orientali il mutante ALDH2*2 ha bassissima attività: intolleranza
all’etanolo (accumulo di aldeide, mal di testa, vasodilatazione, arrossamento del volto ,
“Asian flush syndrome”)
Per assunzione prolungata di etanolo può evolvere in epatocarcinoma
CYP450
superfamiglia di geni
60 geni nell’uomo
CYP 2D6: esistenza di forme polimorfiche
CYP 2E1: metabolizza l’ etanolo, inducibile
CYP3A4: metabolizza il 30% dei farmaci
Metabolismo dell’etanolo da parte del Citocromo P450 (isoforma Cyp2E1)
•CYP 2E1 è inducibile dall’etanolo, con ipertrofia dell’ER liscio
•Il metabolismo dell’etanolo mediante CYP2E1 implica consumo di NADPH,
ma non si produce NADH
•Poiché la sua attività è poco specifica, viene così potenziato anche
il metabolismo di altri xenobiotici (es farmaci)
•In un alcolista in stato di ebbrezza i farmaci hanno maggior effetto,
se sobrio minor effetto
•Possibilità di produzione di radicali liberi durante il ciclo catalitico
•Nel complesso, evoluzione dell’ipertrofia epatica e steatosi in epatite alcolica,
cirrosi epatica e epatocarcinoma
P. Champe, R. Harvey, D. R. Ferrier, LE BASI
DELLA BIOCHIMICA, Zanichelli Editore
S.p.A. Copyright © 2006
Alterazioni metaboliche epatiche conseguenti all’assunzione
elevata e prolungata di etanolo
Il fegato metabolizza l’acetato, producendo triacilgliceroli, corpi chetonici e
esporta l’acetaldeide
Conseguenze metaboliche dell’assunzione
di alcol etilico
elevata e prolungata
1. Aumento del rapporto NADH/NAD+
2. Aumento della trasformazione piruvato lattato, piruvato malato,
abbassamento del pH, diminuzione dell’escrezione di urato, iperuricemia,
aggravamento della gotta
3. Inibizione della gluconeogenesi, ipoglicemia (specie a digiuno)
4. Rallentamento del ciclo di Krebs
5. Diminuzione della degradazione di acidi grassi, aumento sintesi triacilgliceroli,
steatosi epatica, aumento delle VLDL
6. Diminuzione della sintesi proteine epatiche, basso livello proteine sieriche
(ipoalbuminemia), e conseguente edema
7. Liberazione dell’eccesso di acetaldeide in circolo, effetti tossici a carico del
SNC
8. Interposizione dell’etanolo nelle membrane degli epatociti, con aumento
fluidità di membrana
Il consumo eccessivo di etanolo produce
malnutrizione
Primaria: diminuzione del bisogno di macronutrienti
energetici.Tuttavia le calorie fornite dall’alcol non sono regolate
dall’appetito : vengono definite “calorie vuote”
Secondaria: dovuta ad alterazione della funzionalità epatica
L’etanolo interferisce col metabolismo e
assorbimento di molti micronutrienti
In particolare
•Tutte le vitamine liposolubili
(vitamina A: il retinolo e l’etanolo vengono entrambi ossidati da
ADH )
•Tiamina (B1) (sindrome di Wernicke-Korsakoff)
•Riboflavina (B2)
•Vitamina B6
•Folati
•Zinco
LIPIDI DI INTERESSE ALIMENTARE
•triacilgliceroli (o trigliceridi) per il 95%
•fosfolipidi per il 3-6%
•colesterolo (libero o esterificato nei grassi di origine animale)
Acidi grassi
Saturi (da alimenti di origine animale)
Monoinsaturi (da oli vegetali)
Polinsaturi cis (ω3, ω6) (oli vegetali e alimenti di origine marina)
Insaturi trans (da alimenti sottoposti a processi di idrogenazione)
Ramificati (alimenti di origine animale)
Essenziali
•vitamine liposolubili (A, D, E, K)
•lipidi (ω3, ω6)
Eccesso: aumento di alcuni fattori di rischio per le malattie cardiovascolari
(livelli di colesterolo LDL, resistenza all’insulina, ipertensione) , obesità
Carenza: scarso apporto vitaminico e di acidi grassi essenziali, alterato
sviluppo del SNC del neonato
Grassi:
solidi a temperatura ambiente
Oli:
liquidi a temperatura ambiente
Il punto di fusione dipende dalla
natura degli acidi grassi
↑ in funzione della lunghezza
della catena carboniosa
↑ se aumenta il rapporto
grassi saturi / grassi insaturi
↑ se aumenta il rapporto
isomeri trans / isomeri cis
ACIDI GRASSI SATURI più comuni negli alimenti
Catena corta (C4:0-C6:0) grassi del latte vaccino e suoi derivati (burro)
acido butirrico (C4:0), acido esanoico (capronico) (C6:0)
Catena media (C8:0-C14:0) oli tropicali (cocco, palma)
acido laurico (C12:0), acido miristico (C14:0) (anche nel latte)
Catena lunga (≥ C16) nei grassi animali (strutto) e vegetali, nel burro di cacao
acido palmitico (C16:0), acido stearico (C18:0)
Acidi grassi insaturi
Acido oleico acido cis-9-ottadecenoico (18:1, ω9)
CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
il più abbondante acido grasso presente sia nei grassi animali che
vegetali
Nell’olio di oliva costituisce l’80% degli acidi grassi
IRRANCIDIMENTO: PEROSSIDAZIONE DEI LIPIDI POLINSATURI
Acidi grassi trans
ACIDI GRASSI SATURI trans
Si producono in seguito a parziale idrogenazione
(ossidazione) di acidi grassi insaturi
Autossidazione spontanea (irrancidimento)
favorita dall’esposizione alla luce, all’aria (ossigeno) e prevenuta
dalla vit E
Presenti nei grassi dei ruminanti (latte e carni ovine e bovine)
prodotti dai microrganismi del rumine
Prodotti a seguito di processi industriali
per produrre grassi di maggiore consistenza da grassi vegetali
saturi e prevenirne l’irrancidimento
Processo industriale scoperto dopo il 1890, il loro utilizzo come
alimenti diventa rilevante dopo il 1910.
ACIDI GRASSI TRANS-INSATURI
Acido elaidico C18:1 tΔ9 (Acido oleico C18:1 cΔ9)
Viene incorporato in posizione 1 del glicerolo al posto di acidi grassi
saturi.
LATTE: 2-8% percentuale in trans
acido vaccenico C18:1 tΔ11
produzione da idrogenazione batterica nel rumine
MARGARINA: 5-30% percentuale in trans , partendo da oli vegetali
C18:1 tΔ910, substrato della Δ6 desaturasi ed inibitore della sintesi di
DHA
2-7 g di acidi grassi trans /die possono avere effetti avversi sulla salute umana
EFFETTI DEGLI ACIDI GRASSI trans SULLA SALUTE
•Gli acidi grassi trans aumentano il rischio di malattie cardiovascolari senza
avere alcun beneficio per la salute
•Aumento del rapporto LDL/HDL (aumentano LDL e abbassano HDL)
•Alterano le proprietà delle membrane dei cardiomiociti
•Si riferisce una associazione positiva tra l’assunzione di acidi grassi trans e
l’incidenza di tumori al seno e al colon
•Gli effetti sembrerebbero più pronunciati se i trans sono di origine industriale
ACIDI GRASSI A CATENA RAMIFICATA
•Deriva dalla catena
isoprenoide del fitolo (clorofilla)
per azione dei microrganismi
del RUMINE
(alimenti: latte, grasso dei
ruminanti ovini e bovini)
•Il metile in posizione 3
impedisce la beta-ossidazione
•Metabolizzato nel perossisoma
(alfa-ossidazione, betaossidazione)
e poi nel mitocondrio (betaossidazione)
Liasi TPP dipendente
Metabolismo degli acidi grassi a catena ramificata
Il difetto genetico della fitanoil-CoA
idrossilasi causa la malattia di REFSUM
caratterizzata da alte concentrazioni
ematiche di fitanico
e da gravi problemi neurologici come
cecità e sordità
Dieto-terapia
Dieta priva di carne e latte di bovino e
ovino
Le verdure possono essere consumate
Nelson • Cox, I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER 5/E, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2010
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Livelli di assunzione raccomandati per i lipidi
Non superiori al 20-25% della quota calorica giornaliera
(maggiore nell’infanzia 30-35% o per intensa attività fisica)
QUALITÀ
Acidi grassi saturi: non più del 7-10% delle calorie totali
Acidi grassi monoinsaturi: fino al 15 % delle calorie totali
Acidi grassi polinsaturi: ≈ 7% delle calorie totali, con rapporto n-6/n-3 ≈
5:1
Acidi grassi trans: < 1%
DIGESTIONE DEI TRIACILGLICEROLI
1. Digestione dei triacilgliceroli (TAG) nella bocca, esofago e stomaco
Lipasi salivare e gastrica: idrolisi degli acidi grassi a catena corta o media dalla
posizione sn-3 dei TAG, poi direttamente assorbiti dalla mucosa gastrica e
inviati al fegato. Ruolo minoritario
2. Digestione dei TAG nell’intestino
Lipasi e colipasi e sali biliari: idrolisi dei TAG nelle posizioni
sn-1 e sn-3 . Ruolo principale
3. Il 2-monoacilglicerolo e gli acidi grassi liberi sono
assorbiti dall’enterocita
