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15 aprile 2004

Alma Alma Mater StudiorumMater StudiorumUniversità di BolognaUniversità di Bologna

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GeneralitàGeneralità

Grassi: termine chimico/alimentare

Lipidi: termine biochimico

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Principali lipidi alimentariPrincipali lipidi alimentari

TrigliceridiTrigliceridila principale fonte lipidica, caratterizzati dalla loro composizione in acidi grassi.FosfolipidiFosfolipidirappresentano circa il 2% dei lipidi alimentariColesteroloColesterolocontenuto negli alimenti di origine animaleAltre sostanzeAltre sostanzesteroli vegetali e vitamine liposolubili

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ColesteroloColesterolo

Colesterolo endogeno:(sintesi regolata dalla HMG-CoA reduttasi)

Colesterolo esogeno:assunto con gli alimenti (spesso esterificato con acidi grassi)

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Principali funzioni dei lipidiPrincipali funzioni dei lipidi

Sono fonte di energia per l'organismo (9 kcal/g)

Sono la principale riserva energetica

Hanno funzione strutturale e metabolica

Veicolano vitamine liposolubili

Apportano Acidi Grassi Essenziali (AGE)

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Principali acidi grassi negli alimentiPrincipali acidi grassi negli alimenti

Saturi Struttura Distribuzione in naturaButirrico 4:0 burro

Caproico 6:0 burro

Caprilico 8:0 olio di palma

Caprinico 10:0 olio di cocco

Laurico 12:0 olio di cocco

Miristico 14:0 soia, olio di cocco, burro

Palmitico 16:0 grassi animali e vegetali

Stearico 18:0 grassi animali e vegetali

Arachidico 20:0 lardo, olio di arachidi

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Principali acidi grassi negli alimentiPrincipali acidi grassi negli alimenti

Monoinsaturi Struttura Distribuzione in naturaPalmitoleico 16:1 n-7 grassi animali e vegetali

Oleico 18:1 n-9cis grassi animali e vegetali

Elaidico 18:1 n-9trans grassi vegetali idrogenati

Erucico 22:1 n-9 olio di colza, ravizzone

PolinsaturiLinoleico 18:2 n-6 principalmente grassi vegetali

α-Linolenico 18:3 n-3 principalmente grassi vegetali

γ-Linolenico 18:3 n-6 olio di borragine

Stearidonico 18:4 n-3 olio di ribes

Arachidonico 20:4 n-6 grassi animali

Eicosapentaenoico 20:5 n-3 pesce

Docosaesaenoico 22:6 n-3 pesce8

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Acidi Grassi Essenziali (AGE)Acidi Grassi Essenziali (AGE)

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Desaturasi negli organismi viventiDesaturasi negli organismi viventi

Vance DE and Vance JE, Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes, Ed. Elsevier, 1996 10

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∆9,12 18:2 n-6 ∆9,12,15 18:3 n-3

⇓ ∆6-desaturasi ⇓

∆6,9,12 18:3 n-6 ∆6,9,12,15 18:4 n-3

⇓ elongasi ⇓

∆8,11,14 20:3 n-6 ∆8,11,14,17 20:4 n-3

⇓ ∆5-desaturasi ⇓

∆5,8,11,14 20:4 n-6 ∆5,8,11,14,17 20:5 n-3

⇓ elongasi ⇓

∆7,10,13,16 22:4 n-6 ∆7,10,13,16,19 22:5 n-3

-----------------------------------------------------------------------------------------------

⇓ elongasi ⇓

∆9,12,15,18 24:4 n-6 ∆9,12,15,18,21 24:5 n-3

⇓ ∆6-desaturasi ⇓

∆6,9,12,15,18 24:5 n-6 ∆6,9,12,15,18,21 24:6 n-3

⇓ β -ossidazione ⇓

∆4,7,10,13,16 22:5 n-6 ∆4,7,10,13,16,19 22:6 n-3

Vie metaboliche degli AGEVie metaboliche degli AGE

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Serie Serie linoleicalinoleica

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Serie Serie linolenicalinolenica

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na 18:1 n-9 ∆9

∆6 desaturasi

18:2 n-9 ∆6,9

elongasi

20:2 n-9 ∆8,11

∆5 desaturasi

20:3 n-9 ∆5,8,11 eicosatrienoico

Carenza di EFACarenza di EFA

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Fattori influenzanti la Fattori influenzanti la ∆∆6 desaturasi6 desaturasi

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Sintesi di Sintesi di eicosanoidieicosanoidi

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Effetti degli Effetti degli eicosanoidieicosanoidi

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EicosanoidiEicosanoidi EicosanoidiEicosanoidi18

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EPA e DHAEPA e DHA

Esiste una correlazione inversa tra consumo di EPA e DHA e incidenza di malattie cardiovascolari.Il DHA si concentra in modo particolare nelle cellule cerebrali, nei tessuti neuronalie nella retina, influenzando i meccanismo di sviluppo ottimale delle strutture nervose.

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Digestione dei lipidiDigestione dei lipidi

I lipidi sono idrolizzati da enzimi che si trovano in fase acquosaIl substrato lipidico deve essere preparato fisicamente per poter interagire con gli enzimiFormazione di micelle per azione dei sali biliari per mantenere l’ emulsione grasso/acqua

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Principali fattori coinvolti nella Principali fattori coinvolti nella digestione lipidicadigestione lipidica

Emulsione dei grassiDuodenoSali biliariFegato

Favorisce l’adesione della lipasi alle micelle

DuodenoColipasi pancreatica

Pancreas

Idrolisi con produzione dimonogliceridi e acidi grassi

DuodenoLipasi pancreatica

Pancreas

Stomaco, duodeno

Lipasi gastrica

Stomaco

Idrolisi con produzione di digliceridi e acidi grassi

Bocca, esofago, stomaco

Lipasi linguale

Bocca

FunzioneLuogo d’azione

FattoreOrigine

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Altri fattori coinvolti nella Altri fattori coinvolti nella digestione lipidicadigestione lipidica

Cellule intestinaliI-FABP (Intestinal - FattyAcid Building Protein)

Pancreas esocrinoFosfolipasi A2

Pancreas esocrinoColesterolo esterasi

Sito di produzioneFattori

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Meccanismo d’azione dei sali biliariMeccanismo d’azione dei sali biliari

Triacilglicerolo

Sale biliare Lipasi

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Digestione dei lipidiDigestione dei lipidi

Grassi

Lipasi

Bile

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DigestioneDigestione

Il chimo proveniente dall’ambiente acido dello stomaco stimola nel duodeno il rilascio di colecistochinina-pancreozimina e di secretina. Queste sostanze provocano la secrezione di bile (contenente sali biliari, fosfolipidi e colesterolo) succo pancreatico (contenente lipasi e procolipasi) ed elettroliti (bicarbonato).

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DigestioneDigestione

L’attività lipasica è resa possibile da una colipasi (secreta come procolipasi ed attivata dalla tripsina).

Si forma un complesso stabile tra colipasi e lipasi che aderisce ai trigliceridi contenuti nelle micelle consentendone l’idrolisi

Le micelle biliari asportano inglobandoli i prodotti dell’idrolisi (acidi grassi e monogliceridi) rendendo possibile l’ulteriore demolizione.

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Proprietà emulsionanti delle micelleProprietà emulsionanti delle micelle

Le proprietà emulsionanti delle micelle biliari sono aumentate:

dall’incorporazione dei 22--monoacilglicerolimonoacilgliceroliprovenienti dall’idrolisi dei trigliceridi

dalla lisofosfatidilcolinalisofosfatidilcolina, prodotto dell’idrolisi della fosfatidilcolina ad opera della fosfolipasi A2

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Punti di attacco della lipasi Punti di attacco della lipasi pancreatica e della pancreatica e della fosfolipasi fosfolipasi AA22

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AssorbimentoAssorbimento

Gli acidi grassi e i monogliceridi sono assorbiti come monomeri liberi nell’ambiente acquoso che bagna l’enterocita

Man mano che vengono assorbiti le micelle ne rilasciano altri rendendo possibile la continuazione del processo

La lisofosfatidilcolina favorisce inoltre la cessione degli acidi grassi in fase acquosa

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AssorbimentoAssorbimento

L’assorbimento degli acidi grassi risente della loro solubilità in acqua:- acidi grassi a catena corta sono assorbiti più

velocemente di quelli a catena lunga- gli acidi grassi insaturi sono assorbiti

meglio dei corrispondenti saturi

Il colesterolo, scarsamente solubile in acqua, viene assorbito per il 40-50% dopo essere stato scisso dagli acidi grassi ad opera della colesterolo esterasi.

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II--FABPFABP

La proteina che lega gli acidi grassi intestinali si trova nel citoplasma delle cellule intestinali, forma complessi con gli acidi grassi assorbiti e li indirizza verso il reticolo endoplasmico liscio dove avviene la risintesi dei trigliceridi

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Assorbimento dei lipidi nell’intestinoAssorbimento dei lipidi nell’intestino

cellule dellamucosa

intestinale

proteinefosfogliceridicolesterolo

monogliceridiacidi grassi,

glicerolo

trigliceridi risintetizzati chilomicroni

trigliceridi

monogliceridi, acidi grassi, gliceroloassorbimento

fegato sangue linfa

digestione

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Trasporto dei lipidiTrasporto dei lipidi

Acidi grassi liberi a corta/media catena sono trasportati nel sangue legati ad una siero proteina l’albumina.Gli altri lipidi sono trasportati nel sangue come parte delle lipoproteine, particelle complesse formate da un core idrofobico ed uno strato superficiale idrofilico.

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Trigliceridi a corta/media catenaTrigliceridi a corta/media catena

Acidograsso

Acidograsso

Acidograsso

Cellula epiteliale dell’intestino

Rete dicapillari

Sistemaportale

Acidi grassi(6-10 C) legati all’albumina

Compensano carenze di apolipoproteine, enzimi pancreatici o sali biliari

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Fosfolipide

Colestrolo libero

Trigliceridi

Esteri del colesterolo

Apolipoproteina

Lipoproteine Lipoproteine

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LipoproteineLipoproteine

ChilomicroniChilomicroni: a bassa densità formati da trigliceridi, fosfolipidi, acidi grassi liberi e colesterolo. Rappresentano il principale veicolo dei lipidi dal canale alimentare al fegato.VLDLVLDL: sintetizzate a livello epatico, contengono principalmente trigliceridi, trasportano i lipidi dal fegato verso i tessuti perifericiLDLLDL: derivate dalle VLDL per perdita di una quota lipidica, trasportano soprattutto colesterolo alle cellule dove trovano specifici recettori.HDLHDL: ad alto contenuto proteico, responsabili del trasporto inverso del colesterolo dai tessuti al fegato.

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na Chilomicroni

Trigliceridi

Fosfolipidi

Esteri del colesterolo

Proteine

Colesterolo

Altre sostanze

VLDL

HDLLDL

Composizione delleComposizione delle lipoproteinelipoproteine

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Apolipoproteine Apolipoproteine del plasma umanodel plasma umano

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Metabolismo dei Metabolismo dei chilomicronichilomicroni

Arienti G, Le basi molecolari della nutrizione. II edizione. Ed. Piccin, 2003

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Metabolismo delle VLDLMetabolismo delle VLDL

Arienti G, Le basi molecolari della nutrizione. II edizione. Ed. Piccin, 2003 40

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Aspetti metabolici delle HDLAspetti metabolici delle HDL

Arienti G, Le basi molecolari della nutrizione. II edizione. Ed. Piccin, 2003

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Aspetti metabolici delle HDLAspetti metabolici delle HDL

Le HDL si caricano di colesterolo libero quando vengono a contatto con i tessuti.

La LCAT trasforma parte del colesterolo libero in colesterolo estere che viene ceduto ad altre componenti lipoproteiche (LDL – VLDL).

Le HDL sono quindi responsabili del “trasporto inverso” del colesterolo al fegato che avviene direttamente (colesterolo libero) e indirettamente (colesterolo esterificato)

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LecitinaLecitina--colesterolo colesterolo aciltransferasiaciltransferasi(LCAT)(LCAT)

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Schema del trasporto dei lipidi nel Schema del trasporto dei lipidi nel sangiesangie

Schema del trasporto dei lipidi nel sangueSchema del trasporto dei lipidi nel sangue

Viola, L’Olio di Oliva e la Salute, Consiglio Oleicolo Internazionale, Madrid, 1997 44

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Endocitosi Endocitosi mediata dal recettore per le LDLmediata dal recettore per le LDL

Fondamenti di Biochimica, D Voet, JG Voet, CW Pratt, ed. Zanichelli 2001

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LDLLDL

I recettori delle LDL svolgono un ruolo importante nel controllo dei livelli plasmatici di LDL-colesterolo

La concentrazione delle LDL nel plasma dipende dalla velocità di produzione delle VLDL e di rimozione delle LDL da parte del fegato e dalla disponibilità di recettori.

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Assorbimento LDL Assorbimento LDL plasmatiche plasmatiche e e controllo della produzione delle LDL controllo della produzione delle LDL

da parte dei recettori epatici per le LDLda parte dei recettori epatici per le LDL

AA

BBCC

A. Soggetto normale

B. Soggetto affetto da ipercolesterolemia familiare

C. Soggetto che segue una dieta ricca di colesterolo

Fondamenti di Biochimica, D Voet, JG Voet, CW Pratt, ed. Zanichelli 2001

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Relazioni ipotizzate tra Relazioni ipotizzate tra acidi grassi dietetici e colesterolo LDLacidi grassi dietetici e colesterolo LDL

Acidi grassi a catena medio-corta e il 18:0 non influenzano i livelli ematici di colesterolo LDL

Acidi grassi saturi (12:0, 14:0 e 16:0) fanno diminuire l’attività del recettore per le LDL ed aumentano la concentrazione ematica di colesterolo LDL

18:1 cis fa aumentare l’attività del recettore e riduce la produzione di colesterolo LDL (in forma trans no)

Acidi grassi insaturi aumentano l’escrezione biliare del colesterolo, influenzano l’attività HMG-CoA reduttasica, aumentano l’attività del recettore per le LDL. Un eccesso di PUFA può tuttavia favorire l’ossidazione delle LDL ed aumentare il rischio aterosclerotico.

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Legame tra recettore ed LDLLegame tra recettore ed LDL

Viola, L’Olio di Oliva e la Salute, Consiglio Oleicolo Internazionale, Madrid, 1997

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Formazione delle cellule schiumoseFormazione delle cellule schiumose

Mariani Costantitni, Cannella, Tomassi. Fondamenti di Nutrizione Umana. Ed. Il Pensiero Scientifico Editore. 1999 50

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Fattori favorenti la formazione Fattori favorenti la formazione di placche di placche ateromatoseateromatose

Le placche ateromatose si formano a causa di un’alterazione del flusso delle LDL-colesterolo attraverso l’intima.I principali fattori responsabili dello squilibrio sono:1. Ossidazione delle LDL con conseguente

non riconoscimento da parte del recettore e formazione delle cellule schiumose (macrofagi + ox-LDL)

2. Insufficiente rimozione del colesterolo da parte delle HDL

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Lipoproteine ed aterosclerosiLipoproteine ed aterosclerosi

blood vessel lumen

smooth muscle cells

endothelial cells

elastic lamina

Lume del vaso sanguigno Cellule endoteliali

Lamina elasticaCellule muscolari piatte

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Formazione della placca Formazione della placca ateromatosaateromatosa

blood vessel lumen

smooth muscle cells

endothelial cells

• foam cell LDL • • • • • •

•• • •

Lume del vaso sanguignoCellule endoteliali

Cellule muscolari piatte

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Livelli ematici di colesteroloLivelli ematici di colesterolo

Colesterolo totaleColesterolo totale< 200 mg/100mL valore desiderabile

200-250 mg/100mL valore moderatamente elevato

>250 mg/100mL valore elevato

Rapporto colesterolo totale/HDLRapporto colesterolo totale/HDL compreso tra 3 e 4Es. Colesterolo totale 240 : HDL 60 = 4 (accettabile)

Colesterolo totale 240 : HDL 30 = 8 (non accettabile)

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Formazione della lesione Formazione della lesione ateroscleroticaaterosclerotica

Viola, L’Olio di Oliva e la Salute, Consiglio Oleicolo Internazionale, Madrid, 1997

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Fabbisogno di lipidiFabbisogno di lipidi

I livelli di assunzione raccomandati per la popolazione italiana (LARN) suggeriscono per i grassi un apporto pari al:

50% dell’energia nel lattante35-40% sino al 2° anno di vita30% nell’adolescente25-30% nell’adulto

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Fabbisogno di lipidi in % rispetto al Fabbisogno di lipidi in % rispetto al fabbisogno calorico giornalierofabbisogno calorico giornaliero

Dal punto di vista qualitativo:Acidi grassi saturi 7-10%

Acidi grassi monoinsaturi 12-15%

Acidi grassi polinsaturi: 7-10% di cui 2,5-3% AGE

acido linoleico 2-2,5% e acido alfa-linolenico 0,2-0,5%)