Modulo 8: I lipidi

I lipidi

I lipidi sono componenti essenziali di tutti

gli organismi viventi.

Sono sostanze eterogenee dal punto di

vista chimico accomunate dal fatto di

avere bassa solubilità in acqua (sostanze

idrofobiche) ed elevata solubilità nei

solventi organici (oli e grassi).

A differenza di amminoacidi e nucleotidi

non formano polimeri. As the largest animal in the world, the blue whale

(Balaenoptera musculus) also has the most fat (>35%).

Funzioni dei lipidi:

Componenti strutturali delle membrane biologiche.

Formano depositi energetici. Sono forme altamente ridotte di carbonio e dalla

loro ossidazione si ricavano grandi quantità di energia.

Alcuni sono precursori di ormoni o di messaggeri intracellulari.

Gli acidi grassi: derivati degli

idrocarburi

Acidi grassi: acidi monocarbossilici con una lunga catena idrocarburica (nC >10)

Ac. grassi saturi = solo legami

C-C singoli),

Acidi grassi insaturi, = con

uno (monoinsaturi) o più

(poliinsaturi) doppi legami.

In natura: più comuni nC pari e

Legami doppi tipo cis.

Doppio legame: produce un ripiegamento della

catena idrocarburica e ne impedisce la

rotazione. I ripiegamenti prevengono

l’impacchettamento delle catene che è

possibile invece con gli acidi grassi saturi.

Cambiamento di stato fisico

(t di fusione): a partita di n

C

Acido stearico 70°C,

Acido oleico 13°C.

I principali acidi grassi

Acidi grassi saturi:

Acido laurico 12:0 (Acido n-dodecanoico)

Acido miristico 14:0 (Acido n-tetradecanoico)

Acido palmitico 16:0 (Acido n-esadecanoico)

Acido stearico 18:0 (Acido n-ottadecanoico)

Acidi grassi insaturi:

Acido palmitoleico 16:1(9) (Acido cis-9-esadecenoico)

Acido oleico 18:1(9) (Acido cis-9-ottadecenoico)

Acido linoleico 18:2(9,12) (Acido cis,cis-9,12-ottadecadienoico)

Acido linolenico 18:3 (9,12,15) (Acido cis,cis,cis-9,12,15- ottadecatrienoico)

Acido arachidonico 20:4 (5,8,11,14) (Acido cis,cis,cis, cis-5,8,11,14- icosatetraenoico)

Nome comune abbreviazione Nome sistematico

Differiscono per lunghezza della catena, e per il grado di insaturazione

Acidi Grassi insaturi e poliinsaturi

(essenziali)

Due sistemi di nomenclatura

I triacilgliceroli

Funzioni: riserva energetica.

I triacilgliceroli sono conservati nelle cellule in forma anidra

(goccie di grasso), molto ridotti: 2-3 volte energia estratta da

carboidrati.

• Isolanti termici.

Formati da: glicerolo

esterificato con tre

molecole di acido

grasso (R1, R2, R3)

che possono

appartenere a acidi

grassi dello stesso

tipo o diversi.

La maggior parte dei grassi e degli oli naturali (oli vegetali, grassi animali) =

triacilgliceroli (trigliceridi, grassi neutri) sostanze apolari insolubili in acqua.

Schema dei lipidi di riserva e dei lipidi

di membrana

I glicerofosfolipidi

Contengono glicerolo e fosfato.

Lipidi di membrana: molecole

anfipatiche formate da una

parte idrofobica (coda) e da

una parte polare (testa

idrofilica)

Sono i principali componenti

lipidici delle membrane

biologiche.

Gli Sfingolipidi

Seconda classe di lipidi di

membrana: sfingolipidi, molecole

anfipatiche che contengono

sfingosina, un aminoalcol (C18)

(rosa), legata con legame

ammidico ad un acido grasso. Il +

semplice: ceramide

Sfingomielina: sfingofosfolipide che

circonda ed isola elettricamente

assoni di cellule del sistema

nervoso

Derivati degli sfingolipidi sono i

cerebrosidi, (es. lattosilceramide)

glicolipidi neutri e i gangliosidi

che contengono oligosaccaridi

complessi .

Il comportamento dei lipidi in ambiente acquoso

Molecole lipidiche anfipatiche se poste in un ambiente acquoso formano

spontaneamente micelle o liposomi (a seconda delle caratteristiche geometriche)

H2O

H2O

H2

O

H2O H2O

H2O

H2O

H2O

H2O H2O

H2O

Lipidi anfipatici a singola catena

(10 nm)

Lipidi anfipatici a catena

doppia (fosfolipidi,

sfingolipidi)

micelle

Le interazioni fra molecole lipidiche sono di tipo non covalente: interazioni

idrofobiche e di van der Waals per le code, legami-H ed elettrostatici per le teste.

Conseguenze: tendono ad estendersi, formare strutture chiuse e autosigillanti.

doppio strato lipidico Liposomi (50-200 nm)

Gli steroli - il colesterolo

Gli steroli presentano una struttura di base di

uno idrocarburo policiclico a quattro anelli non

polari fusi

• Il colesterolo (C27) presenza di un

gruppo idrofilico OH- sul C3 e

una catena idrocarburica lineare

• è lo steroide più abbondante negli

animali. E’ presente solo negli

eucarioti

Funzioni:

• Costituente delle membrane biologiche.

• Precursore degli ormoni steroidei (glucocorticoidi, androgeni ed estrogeni) e

della vitamina D

• Precursore degli acidi biliari

I lipidi come segnali e ormoni

Segnali intracellulari: Fosfatidil inositolo e suoi derivati:

riserva di molecole segnale rilasciate in risposta a

segnali extracellulari (da fosfolipasi)

Ceramide e sfingomielina svolgono anche questo ruolo

Ormoni paracrini (Agiscono solo sulle cellule vicine alla

loro sintesi): Eicosanoidi derivano dall’acido

arachidonico rilasciato da fosfolipidi, comprendono

prostaglandine, leucotrieni e trombossani

acido arachidonico

Lipidi in piccola quantità svolgono ruoli attivi nel traffico metabolico.

I lipidi come ormoni e cofattori

Ormoni steroidei: derivati ossidati

degli steroli. Ormoni lipofili che

agiscono sul metabolismo, sulla

crescita e la riproduzione.

Corticosteroidi (cortisolo,

aldosterone), androgeni

(testosterone) ed estrogeni

(estradiolo).

Precursori ormonali : vitamina D3 (colecalciferolo, steroide)

Vitamina D3 derivato del colesterolo è il precursore del 1,25 diidrossicolecalciferolo

regola calcificazione ossa.

Pigmento: Vitamina A (retinolo) essenziale per la visione

Cofattori enzimatici: Vitamina E antiossidante

Vitamina K reazioni della coagulazione del sangue

Vitamina A, E e K derivano dall’ isoprene:

Retinolo