Lipidi

Classe di sostanze organiche costituitte da C, H e O

I lipidi hanno una comune proprietà fisica: essi sono insolubili in acqua e solubili in solventi organici

PM modesto

Da un punto di vista chimico, i lipidi sono composti da un gruppo estremamente diverso di molecole.

Le maggiori funzioni dei lipidi sono di servire come:

1. Fonte energetica

2. La base strutturale delle membrane cellulari.

3. Riserva di energia nel corpo

CLASSIFICAZIONE•Si distinguono in:

lipidi insaponificabili: TERPENI-STERODI -PROSTAGLANDINE

lipidi complessi o saponificabili : ACILGLICEROLI – FOSFOGLICERIDI- SFINGOLIPIDI- CERE

Acidi grassi

• Gli acidi grassi di solito racchiudono un numero pari di atomi di carbonio e se sono presenti doppi legami (insaturazione), essi sono di solito cis.

• NUMERO DI CARBONI n>10

Gli acidi grassi, in base all'assenza o alla presenza di doppi legami nella catena carboniosa, da cui dipende anche la temperatura di fusione degli acidi grassi stessi, possono essere classificati come:

• Acidi grassi saturi se i doppi legami nella catena carboniosa sono assenti (ad es. acido caprilico C 8:0, acido palmitico C 16:0, acido stearico C 18:0).• Acidi grassi insaturi se i doppi legami nella catena carboniosa sono presenti, (ad es. acido oleico C 18:1, acido linoleico C 18:2, acido linolenico C 18:3, acido arachidonico C 20:4).

Numerazione degli atomi di C

-con i numeri: inizio dal C carbossilico (metile terminale n)

-con le lettere dell’alfabeto greco: Inizio dall’atomo di C vicino al gruppo carbossilico (metile terminale )

CH3-(CH2)n-CH2-CH2-CH2-CH2-COO-

n 5 4 3 2 1

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COO-

10 9posizione doppio legame: indicata con

il simbolo (delta maiuscolo) seguito dai numeri soprascritti

c corrisponde a cis; t = trans

acido grasso: identificato da due numeri che indicano il numero di atomi di carbonio ed il numero dei doppi legami, separati dal simbolo :

C18:1c9

NOMENCLATURA

essendo in forma ionica, più correttopalmitato invece di acido palmiticostearato invece di acido stearicooleato invece di acido oleico

nome comune nome sistematico

C4:0 acido butirrico C16:0 acido palmitico acido esadecanoico CH3(CH2)14COOHC18:0 acido stearico acido ottadecanoico CH3(CH2)16COOHC20:0 acido eicosanoico CH3(CH2)18COOH

C18:1c9 acido oleico acido cis9-ottadecenoico

C18:2c9,12 acido linoleico acido cis 9,12-ottadecadienoicoC18:3c9,12,15 acido -linolenico acido cis 9,12,15-ottadecatrienoicoC20:4c5,8,11,14 acido arachidonico acido cis 5,8,11,14-eicosatetraenoicoC20:5c5,8,11,14,17 acido cis 5,8,11,14,17-eicosapentaenoico

GLI ACIDI GRASSI SONO CLASSIFICATI IN BASE ALLA STRUTTURA DELLA CATENA IDROCARBURICA

SATURI - senza doppi legami catena satura in H, completamente ridotta

MONOINSATURI - un doppio legame

POLINSATURI - almeno due doppi legami

I doppi legami sono in genere nella forma stereoisomera cis

ACIDI GRASSI SATURI più comuni

Corta catena (C4:0-C6:0) Grassi del latteacido butirrico vaccino e derivatiacido esanoico

Media catena (C8:0-C14:0) Oli tropicali (cocco, palma)acido laurico (C12:0) (termine industriale: oli vegetali) acido miristico (C14:0)

Lunga catena ≥ C16 nei grassi animali eacido palmitico (C16:0) vegetaliacido stearico (C18:0) burro di cacao

ISOMERIA CISIl legame cis, a differenza del legame trans, genera un angolo rigido nella catena idrocarburica

ACIDI GRASSI MONOINSATURI

acido oleico acido cis-9-ottadecenoico (18:1c9)

il più abbondante acido grasso presente sia nei grassi animali che vegetali.

CH3-(CH2)7-CH2-CH2-(CH2)7-COOH

acido stearico (18:0)

10 9

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH10 9

Tipico dell’olio di olivadi cui costituisce l’80% degli acidi grassi

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH acido linoleico (18:2cis9,12) 13 12…… 10… 9

acido grasso essenziale: alimenti di origine vegetale, soia, girasole

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)-COOH

acido -linolenico (18:3cis9,12,15)

16 15 13 12…… 10… 9

acido grasso essenziale: alimenti di origine vegetale, germe di grano, noci

ACIDI GRASSI POLINSATURI

Le catene idrocarburiche sono molecole flessibili dato che il legame singolo C-C ha grande libertà di rotazione; ma la conformazione a più bassa energia è quella completamente estesa. Le catene possono raggrupparsi a dare strutture regolari.

Il doppio legame genera un angolo rigido (se il doppio legame è trans la molecola risulta lineare come la forma satura). Gli acidi grassi cis insaturi si possono impacchettare meno degli acidi grassi saturi per diminuita possibilità di interazioni di van der Waals tra le catene idrocarburiche

CONSEGUENZA BIOLOGICA: LA FLUIDITA’ DI MEMBRANA DIPENDE DALLA STRUTTURA E DAL GRADO DI INSATURAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI

Nei lipidi gli acidi grassi Nei lipidi gli acidi grassi sono legatisono legati

al al glicerologlicerolo(con legame estereo)(con legame estereo)

o alla o alla sfingosinasfingosina(con legame ammidico)(con legame ammidico)

C

CH2OH

CH2OHHOH

ACILGLICEROLIACILGLICEROLI

Gli acilgliceroli sono prodotti di esterificazione delglicerolo con acidi grassi

C

CH2OH

CH2OHHOH

glicerolo

C

CH2OOCOR

CH2OHHOH

monogliceridemonogliceride

C

CH2OOCOR

CH2 OOCORCORHOH

digliceridedigliceride

C

CH2OOCOR

CH2 OOCORCORRCORCOOOH

trigliceridetrigliceride

Trigliceridi

• I trigliceridi rappresentano i composti sotto cui è maggiormente immagazzinata l'energia. Sono esteri formati da glicerolo e acidi grassi

• Grassi animali e gli oli vegetali sono trigliceridi che differiscono nel loro contenuto di acidi grassi insaturi. (SEMPLICI O MISTI)

• Per idrolisi con NaOH o KOH formano i saponi o Sali sodici o potassici degli acidi grassi che si organizzano secondo una struttura di micelle.

• PF e PE relativamente bassi perché le molecole formano tra loro deboli legami dipolo-dipolo (non legami H)

•Si presentano sottoforme di : OLI, BURRI, GRASSI

I triacilgliceroli funzionano da

- fonte energetica costituiscono la maggior parte dei lipidi assunti con la dieta

- riserva di energia (tessuto adiposo)

Sono ridotti e quindi liberano più energia quando vengono ossidati

Sono idrofobi e quindi immagazzinati in forma anidra

Reazioni dei LIPIDI SAPONIFICAZIONE

RIDUZIONE CON H2

(idrogenazione dei polinsaturi detto INDURIMENTO

OSSIDAZIONE (processo di irrancidimento dei grassi)

FOSFOLIPIDIFOSFOGLICERIDI Costituenti delle membrane cellulari

SFINGOMIELINEPresenti in alta concentrazione nella guaina mielinica che avvolge le

cellule nervose

FOSFOGLICERIDI

Sono grassi a funzione strutturale, importanti costituenti delle membrane. Grazie alla loro struttura idrofoba e idrofila (amfipatica) si dispongono a doppio strato.

Gli acidi grassi insaturi cis presentano, in corrispondenza del doppio legame, una angolatura. Conseguentemente, mentre gli acidi grassi saturi o quelli insaturi trans possono giustapporsi ordinatamente, quelli cis sono costretti a inclinarsi tra loro permettendo alla membrana di curvarsi.

Lipidi di membrana

• Tutte le membrane biologiche racchiudono i lipidi come i maggiori costituenti.

• I lipidi predominanti nelle membrane, glicerofosfolipidi, sfingolipidi e glicosfingolipidi, racchiudono un gruppo polare e due catene idrocarburiche

• Glicerofosfolipdi sono lipididerivanti dal glicerolo-3- fosfato, prodotto del ciclo della glicolisi, o acido fosfatidico

• Il gruppo fosfato è esterificato da un' altra funzione alcoolica della colina, etanolammina, ecc. a produrre i differenti fosfolipidi

Solo la testa della fosfotidilserina ha una carica negativa netta, le altre sono neutre a pH fisiologico

I 4 fosfolipidi costituiscono più della metà della massa di lipidi della maggior parte delle membrane (tabella) Altri fosfolipidi presenti in basse quantità sonomolto importanti funzionalmente(es: inositol fosfolipide: ha un ruolo cruciale nella trasmissione del segnale)

4 sono i principali fosfolipidi della membrana cellulare di molti mammiferi:fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, fosfatidilcolina, e sfingomielina.

O

HOC

HH

HH HH HH HH HH HH HH HH

HH HH HH HH HH HH HH

H

coda idrofobicacoda idrofobicatesta idrofilicatesta idrofilica

Sono sostanze ANFIPATICHE

In acqua formano monostrato, denominato

MICELLA

Testa polare

Catena idrocarburica apolare

SAPONE: R-COO-Na+ oppure R-COO-K+

H2O

I saponi sono acidi grassi a lunga catena salificati con Na+. I saponi in acqua

formano strutture dette “micelle”: le code apolari degli acidi grassi, che

fuggono l’acqua, sono rivolte verso il centro della micella mentre la testa polare

(il gruppo carbossilico dissociato –COO-) è rivolto verso l’acqua. Il centro della

micella è apolare. Sostanza lipofile (unto) tenderanno a “sciogliersi” dentro la

micella. La carica negativa esterne impedisce l’aggregazione delle micelle.

Anche i FOSFOLIPIDI sono ANFIPATICI

Quando le singole unità hanno la sezione trasversale più grande della coda idrocarburica si forma la MICELLAQuando le singole unità hanno la sezione trasversale uguale alla coda idrocarburica si forma il doppio strato (fosfolipidi)Se il doppio strato si ripiega su se stesso generando una sfera si forma il liposoma o vescicola

ANCHE I FOSFOGLICERIDI sono ANFIPATICI

• BASSA TENSIONE SUPERFICIALE

•CAPACITA’ EMULSIONANTE

•FORMANO SALI INSOLUBILI con Ca2+

• SALE ALCALINO CHE IDROLIZZA e può precipitare ( RCOOX + H2O = RCOOH + XOH)