Lipidi
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LIPIDI
Componenti cellulari insolubili in acqua (idrofobici)
 Riserva energetica (uomo di 70 kg: 100.000 kcal
trigliceridi, 25.000 kcal proteine, 600 kcal glicogeno e
40 kcal glucosio)
 Protezione termica
 Protezione meccanica (tessuto adiposo)
 Funzione strutturale (membrane)
 Funzioni regolatorie (ormoni steroidei, prostaglandine)
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2
lipidi polari
lipidi neutri
gliceridi
steroidi
fosfolipidi
glicolipidi
monogliceridi
digliceridi
trigliceridi glicerofosfolipidi
acido grasso
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acido grasso
fosfato
base
3
acido
grasso
fosfato
base
sfingosina
sfingosina
acido grasso
acido grasso
glicerolo
glicerolo
acido grasso
sfingolipidi
acido
grasso
zucchero
Possono essere classificati in:
 semplici (ad es. trigliceridi)
negli alimenti e nel tessuto adiposo
 complessi (ad es. fosfolipidi):
nelle strutture cellulari e nel plasma
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Acidi Grassi
Sono acidi carbossilici con lunghe
catene idrocarburiche di C
 Possono essere saturi ed insaturi
Insaturi: non coniugati con configurazione cis (o Z)
 Contengono un numero pari di atomi di carbonio
 Non sono ramificati
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5
Gruppo carbossilico
ACIDI GRASSI
Catena
idrocarburica



numero di atomi di carbonio
presenza o meno di doppi legami (insaturi)
numero e posizione dei doppi legami
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6
Nomenclatura
-nomi comuni
- numero di atomi di C, numero di doppi legami e posizione
del primo doppio legame a partire dal metile terminale (noppure )
(16 : 0)
N° atomi di carbonio
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N° di doppi legami
7
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acido grasso
serie nomenclatura fonte alimentare
prevalente
palmitico
saturo
16:0
grassi animali
oleico
-9
18:1 (-9)
oli vegetali
linoleico
-6
18:2 (-6)
oli vegetali
a-linolenico
-3
18:3 (-3)
oli vegetali
eicosapentaenoico
-3
20:5 (-3)
olio di pesce
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9
Acidi grassi
TRANS
I grassi non saturi naturali si trovano normalmente nella forma cis. Una
piccola quantità di grassi trans è però presente nel cibo poiché si forma
nello stomaco dei ruminanti a causa dell'azione di determinati batteri.
Perché fanno male:
La geometria lineare degli acidi trans:
1) rende più rigide le membrane cellulari. Alcuni studi mostrano che la percentuale di
grassi trans nelle membrane di cellule umane arriva fino al 20%.
2) Consente una maggiore densità anche a 37 °C, facilitando la formazione di complessi
solidi che possono alterare il lume dei vasi.
3) Una variazione della geometria degli acidi grassi essenziali blocca l'enzima in grado di
sintetizzare le prostaglandine, leucotrieni ed eicosanoidi. Ecco perché non solo
un'assunzione insufficiente di acidi grassi insaturi, ma anche un'assunzione eccessiva di
trans può provocare malattie croniche o degenerative.
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Il processo di raffinazione degli oli vegetali, a causa delle alte
temperature di certi processi, può introdurre una percentuale di
grassi trans.
Le temperature ottenute nei processi di raffinazione si ottengono
facilmente anche friggendo per qualche decina di minuti un olio
vegetale.
Ecco perché i fritti a partire da oli vegetali ricchi di grassi
polinsaturi sono comunque dannosi.
Ecco alcuni dati medi:
Burro, latte, carne: 4% dei grassi presenti
Margarina: 15-50%
Oli vegetali raffinati: 2-7%
Dolci di pasticceria con grassi vegetali idrogenati: 30-60%
Oli parzialmente idrogenati usati nei fast food: 15%
Patate fritte (fast food): 45%
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ACIDI GRASSI ESSENZIALI:
Acido linoleico (famiglia degli ω-6)
Acido linolenico (famiglia degli ω-3)
devono essere necessariamente introdotti con la dieta
poiché non possono essere sintetizzati dal nostro
organismo
Importanti in quanto precursori delle
prostaglandine e dei leucotrieni mediatori di
numerose risposte cellulari
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TRIGLICERIDI (triacilgliceroli)
3 molecole di acidi grassi esterificate a 1
glicerolo
trigliceridi semplici e misti
Grassi propriamente detti: solidi
Oli: liquidi a temperatura ambiente
→ Il punto di fusione dipende dalla natura degli
acidi grassi
L’insaturazione rende l’acido grasso più soggetto ad alterazione
(ossidazione), se soggetto a luce, ossigeno (aria) e calore.
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Semplici: tre acidi grassi uguali
Misti: acidi grassi diversi
tristearina
1-palmitoil-2-stearoil-3-oleoil-glicerolo
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FOSFOGLICERIDI o FOSFOLIPIDI
 con teste polari e code non polari
 componenti delle membrane biologiche
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COLESTEROLO
 dieta
 da acetil-CoA nel fegato
Stretta relazione fra quantità di colesterolo assunta e
colesterolo sintetizzato  livello costante
Dal fegato ai tessuti -> lipoproteina LDL
Dai tessuti al fegato -> lipoproteina HDL
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 Membrane biologiche
 Vitamina D a livello della pelle
 Ormoni
steroidei (progesterone, estrogeni, androgeni,
(nelle gonadi), cortisolo e aldosterone (nella corticale del
surrene)
 Sali biliari: sintetizzati nel fegato (solubilizzano i grassi
assunti con la dieta e li rendono attaccabili dagli enzimi
digestivi)
I sali biliari sono anche la via di eliminazione del colesterolo che,
a differenza di tutti gli altri composti non viene degradato a
CO2 ma viene eliminato con una struttura quasi intatta e ancora
fisiologicamente importante.
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I GRASSI ALIMENTARI IN RAPPORTO
ALLA SALUTE
Grassi influenzano sviluppo di malattie cardiovascolari:
 Ac. grassi saturi aumentano colesterolo ematico
I più aterogenici sono: palmitico (C16:0)
miristico (C14:0)
laurico
(C12:0)
stearico (C18:0)
 Ac. grassi polinsaturi lo fanno abbassare
-6 (linoleico, arachidonico) abbassano colesterolemia
-3 (linolenico, eicosapentenoico, docosaesaenoico)
abbassano trigliceridi plasmatici (il rapporto
ottimale tra gli omega-6 e gli omega-3 dovrebbe essere
di
4:1,
secondo
quanto
stimato
dai
LARN)
Insaturi trans → aumentano LDL-colesterolo
→ riducono HDL-colesterolo
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METABOLISMO DEI LIPIDI
 Grassi introdotti con la dieta
• emulsionati nell'intestino tenue
• assorbiti
da cellule che rivestono
l'intestino
• trasportati
ai
metabolizzano
tessuti
che
li
 Lipidi di riserva in tessuti specializzati (adiposo)
mobilizzati sotto l'azione di ormoni
ac. grassi liberati -> cuore, muscolo, etc.
glicerolo ossidato nella via glicolitica
 Lipidi sintetizzati in un organo ed esportati in un altro
organo
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BETA-OSSIDAZIONE
necessariamente aerobica
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LIPIDI PLASMATICI
ACIDI GRASSI LIBERI (sempre legati all’albumina)
LIPOPROTEINE
densità)
PLASMATICHE
(classificate
in
base
alla
chilomicroni trasferiscono i trigliceridi dal canale alimentare al
fegato;
VLDL (very low density lipoprotein) trasportano trigliceridi
endogeni dal fegato ai tessuti periferici;
LDL (low density lipoprotein)
fegato ai tessuti
recettori);
trasportano colesterolo dal
(captato per endocitosi da specifici
HDL (high density lipoprotein) trasporto di colesterolo dai
tessuti al fegato
 Un alto rapporto LDL/HDL è un indicatore di rischio per danni
cardiaci.
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LIPOGENESI (sintesi dei trigliceridi)
A partire da glicerolo 3-fosfato e acil-CoA
-da diidrossiacetonefosfato (glicerolo-3-fosfato deidrogenasi)
-da glicerolo (glicerolo chinasi)
gruppo acile viene trasferito sul glicerolo 3-P dalla
triacilglicerolosintetasi (reticolo endoplasmatico)
Alcuni intermedi prodotti in questo processo vengono utilizzati come
precursori per alcune classi di fosfolipidi.
Enzima lipoproteina lipasi dei vari distretti tissutali regola
il processo.
DIGIUNO: ↓attività dell’enzima del tessuto adiposo
↑ aumenta attività dell’enzima del tessuto muscolare
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Stimolata dall’insulina nel tessuto adiposo:
1) Favorisce la permeazione al glucosio e quindi aumento
della sintesi del glicerolo 3-fosfato;
2) Determina una maggiore captazione degli acidi grassi
favorendo la sintesi della lipoproteina lipasi (facilitando
il rilascio degli acidi grassi dalle VLDL);
3) Stimola la biosintesi degli acidi grassi;
4) Inibisce l’attività della lipasi adipolitica riducendo il
contenuto di cAMP.
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LIPOLISI
Bilancio energetico negativo (condizioni di semidigiuno,
digiuno, ecc)
Esercizio muscolare prolungato e di moderata intensità
Durante l’esercizio fisico si ha un aumento dell’adrenalina,
che incrementa la liberazione di acidi grassi nel plasma
favorendone il consumo a livello muscolare.
Mobilizzati sotto
l'azione di specifici ormoni:
 Adrenalina
 Noradrenalina
 Ormoni tiroidei
 Glucagone
 ACTH, GH e TSH
 Leptina
attivatori
Insulina
Corpi chetonici
Lattato
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inibitori
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Enzima: lipasi adipolitica o lipasi ormone-sensibile
acidi grassi liberi
circolano legati
all’albumina e
utilizzati dai
tessuti periferici
glicerolo
rimosso dal sangue ad opera
del fegato
gluconeogenesi
o
via glicolitica
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Sistema
nervoso
simpatico
a-adrenergici
b-adrenergici
-
+
stato di riposo
esercizio fisico
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Esercizio moderato: primi minuti ho > captazione muscolare 
[ac. grassi] plasmatici diminuisce. Poi aumenta progressivamente
in seguito all’attivazione della lipolisi.
Esercizio intenso (VO2max > 80%): ↓ [ac. grassi] plasmatici
perché ↓ lipolisi
≠ assetto ormonale
≠ fibre muscolari
> glicolisi
> lattato in circolo
CIRCOLO: [albumina], ac.grassi/albumina, flusso ematico
Esercizio
moderato
costante
aumenta
aumenta
> grassi liberi
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Catabolismo degli acidi grassi
MUSCOLO:
trigliceridi adiposo  ac. grassi
trigliceridi muscolari
trigliceridi/VLDL e chilomicroni  lipasi lipoproteica
(parete endoteliale dei
capillari). Attivata da
fibre di tipo I > tipo II > tipo IIb
esercizio.
soggetto allenato ha > TG intramuscolo
ACIDI GRASSI  1) diffusione passiva
2) Fatty Acid Binding Proteins
Acido grasso + coenzima A (CoA) + ATP ---> Acil-CoA + AMP + PPi
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b-ossidazione
Carnitina
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CARNITINA
 E’
un
amminoacido
modificato
non
essenziale. I precursori sono l'amminoacido
lisina che fornisce lo scheletro carbonioso e
l'adenosilmetionina che fornisce i gruppi
metilici.
 Il miocardio ha un contenuto di carnitina (1.5
mmol/g tessuto fresco) 2 volte superiore a
quello epatico e 30 volte superiore a quello
ematico.
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FEGATO E RENI
SANGUE
ALTRI TESSUTI
proteina metilata
proteina metilata
e-N-trimetilisina
e-N-trimetilisina
deossicarnitina
deossicarnitina
carnitina
carnitina
deossicarnitina
carnitina
“nutriente essenziale condizionato” perché
diventa essenziale in particolari condizioni (se non
presente nell’alimentazione dà tipiche sintomatologie da
carenza).
cuore, muscolo, reni, fegato e testicoli
Tutti i tessuti sono in grado di formare la
deossicarnitina ma solo il fegato ed i reni sono
capaci di trasformare la deossicarnitina in
carnitina.
Quindi
il
fegato
cattura
la
deossicarnitina dal sangue per riversarvi carnitna
che assieme a quella assunta con gli alimenti viene
captata dagli altri tessuti.
b-OSSIDAZIONE
 rimozione di idrogeni (legati ad una molecola di FAD)
 addizione di una molecola di acqua
 rimozione di idrogeni (legati ad una molecola di NAD)
 tiolasi scinde l'acido grasso, liberando acetil-CoA +
acil-CoA accorciato di due atomi di carbonio, che
ricomincia il ciclo.
Filomena Fezza 2019-20
33
Questo schema metabolico viene seguito da
quasi tutti gli acidi grassi esistenti in natura,
fatta eccezione per gli acidi grassi con un
numero dispari di atomi di carbonio e per i
cosiddetti acidi grassi insaturi (che hanno doppi
legami).
La principale limitazione nell’utilizzazione dei grassi è la
velocità di sintesi dell’ATP.
Questa limitazione implica che l’ossidazione dei
grassi può fornire ATP ad una velocità sufficiente
per mantenere esercizi ad un’intensità pari al
circa il 60% VO2 max.
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RESA ENERGETICA
Attivazione dell’acido palmitico
--
- 2
7 FADH2 (x 1,5 ATP)
28
7 NADH + H+ (x 2,5 ATP)
7 cicli di b-ossidazione
8 acetil~SCoA
(Ciclo di Krebs)
8 x 10 ATP
TOTALE ATP PRODOTTO
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80
106
35
CORPI CHETONICI

Si formano nel fegato quando l’acetil-CoA è in eccesso.

Diabete, digiuno prolungato, diete ipoglucidiche.

Alcuni intermedi del
sintetizzare glucosio.
ciclo
di
Krebs
utilizzati
per
Acetil-CoA condensa in:
acido acetoacetico, acido b-idrossibutirrico, acetone
muscolo scheletrico
cuore
corteccia surrenale
cervello
eliminato con
la
respirazione
per soddisfare la richiesta
energetica di questi tessuti
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36
Se la produzione è molto elevata,
l'accumulo di corpi chetonici nel
sangue (chetosi) porta ad una drastica
diminuzione del pH, generando la
condizione nota con il nome di acidosi
che può portare al coma e alla morte.
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37
BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI
 Nel fegato, tessuto adiposo e ghiandola mammaria.
 Enzimi diversi da quelli della b-ossidazione.
 Avviene nel citoplasma anziché nel mitocondrio.
 Si parte da acetil-CoA, mediante un complesso, costituito
dalla proteina trasportatrice di acili e da 6 enzimi, che
prende il nome di acido grasso sintetasi.
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 prima addizione di idrogeni (forniti dal NADPH,
che si trasforma in NADP);
 rimozione di una molecola di acqua;
 seconda addizione di idrogeni (sempre forniti dal
NADPH)
 reazioni successive inseriranno i doppi legami per
creare gli acidi grassi insaturi. Da questi poi si
procede per sintetizzare tutte le altri classi di
lipidi.
Filomena Fezza 2019-20
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Regolazione reciproca della b-ossidazione e
della biosintesi degli acidi grassi
Regolazione a lungo termine: cambiamenti in [enzimi]
contenuto epatico degli enzimi (hanno una
breve emivita) è regolato da attività fisica e
da condizioni nutrizionali.
Digiuno o attività fisica:
i livelli ormonali portano ad un aumento graduale degli enzimi coinvolti
nell’ossidazione dei grassi e una diminuzione graduale degli enzimi
coinvolti nella biosintesi degli acidi grassi.
Eccesso di glucidi:
stimola la sintesi degli enzimi adibiti alla lipogenesi, favorendo la
conversione dei glucidi in lipidi.
L’attività fisica regolare è, quindi, un’arma importante nella lotta
contro l’obesità. Mentre un esercizio fisico sporadico non è in grado di
indurre e mantenere la modificazione a lungo termine della
concentrazione enzimatica che favorisce il consumo dei grassi
rispetto alla loro produzione.
Filomena Fezza 2019-20
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Regolazione a breve termine:
L’adrenalina, glucagone e l’insulina, i tre ormoni implicati anche
nella regolazione del metabolismo glucidico, iniziano la cascata di
reazioni che portano alla fosforilazione/defosforilazione di enzimi
specifici.
Glucagone ed adrenalina (rilasciati in seguito alla diminuzione della
glicemia)
cellule del fegato
tramite il cAMP attiva gli enzimi chiave per l’ossidazione degli
acidi grassi e sopprime la produzione di acidi grassi
(inattivazione dell’enzima acetil-CoA carbossilasi)
Insulina effetto opposto
attiva gli enzimi chiave per la produzione degli acidi grassi
Filomena Fezza 2019-20
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Disponibilità del substrato
NADH e acetilCoA (inibiscono la b-ossidazione);
Trasporto degli acidi grassi
dell’acetil-CoA dai mitocondri;
nei
mitocondri
ed
esportazione
Inibizione della carnitina aciltrasferasi I da parte del malonil-CoA
(il primo intermedio per la biosintesi degli acidi grassi);
Quando il fegato dispone di molto glucosio e sta sintetizzando i
trigliceridi dallo zucchero in eccesso rallenta la velocità di ossidazione
degli acidi grassi.
Filomena Fezza 2019-20
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Esercizio fisico leggero-moderato di breve
durata:
l’energia viene ricavata in ugual misura
dall’ossidazione dei grassi e dei carboidrati.
Esercizio fisico leggero-moderato protratto
(un’ora o più):
i carboidrati iniziano a scarseggiare, si ha un
graduale aumento dell’ossidazione dei grassi.
Filomena Fezza 2019-20
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Esercizi molto prolungati
-circa
l’80%
dell’energia
dall’ossidazione dei grassi.
totale
-diminuzione
del glucosio ematico
conseguente secrezione di glucagone.
deriva
e
della
-concentrazioni ematiche di adrenalina e cortisolo
aumentano e stimolano l’utilizzazione dei lipidi.
Nel muscolo a lavoro la captazione di acidi grassi
aumenta durante un esercizio continuo e moderato. La
lipolisi viene stimolata dall’esercizio, ma questo
processo è graduale, inoltre non si interrompe subito
dopo la fine dell’esercizio.
Filomena Fezza 2019-20
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Glicogeno muscolare (in bianco)
Ac.grassi plasmatici (in nero)
7%
26%
8%
TG muscolari (in rosso)
Glucosio plasmatico (in grigio)
Sono necessari glucidi perché forniscono intermedi
ciclo di Krebs (ossalacetato, a-chetoglutarato).
Quando c’è deplezione di glicogeno c’è fatica
muscolare anche se ci sono ac. grassi a sufficienza.
Filomena Fezza 2019-20
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Filomena Fezza 2019-20
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Allenamento di resistenza e metabolismo lipidico
 Aumento della densità capillare
Migliora ossigenazione e distribuzione di substrati al muscolo.
 Densità mitocondriale
capacità ossidativa è raddoppiata rispetto ai sedentari (> b-ossidazione
e catena di trasporto degli elettroni), attività lipoproteina lipasi è
stimolata -> migliore captazione VLDL da parte del muscolo. Anche le
riserve intramuscolari di trigliceridi sono maggiori.
 Aumento del numero dei recettori b-adrenergici nel tessuto adiposo
aumenta la sensibilità dei processi lipolitici all’azione ormonale.
 Bassi livelli di insulina e lattato
promuovono ulteriormente la lipolisi.
 Utilizzazione più rapida dei trigliceridi intramuscolari
promuovendo l’ossidazione dei grassi risparmia le riserve glucidiche e i
lipidi vengono utilizzati con la massima efficienza.
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