Lipidi - biochimica

Scritto da Fabrizio Crisafulli.
Pubblicato il 17-11-2016 Revisionato il 05-06-2021
Fabrizio Crisafulli

Laureato in biologia, curo da oltre quindici anni siti di informazione scientifica.

Tavola dei contenuti: Caratteristiche fisiche dei lipidi - Classificazione dei lipidi - Bioenergetica - Lipidi strutturali

I lipidi, o grassi, sono una classe eterogenea di molecole biologiche. Le principali funzioni dei lipidi sono quelle di riserva energetica e strutturale. La membrana cellulare, ad esempio, è formata da un doppio strato lipidico. I lipidi oltre a essere sono anche delle importanti riserve energetiche; difatti sono stoccati in quello che prende il nome di tessuto adiposo.

Dal punto di vista bioenergetico, il contenuto di un grammo di grasso è pari a circa 9 kCal, valore superiore alle 6 kCal fornite da un grammo di glucosio. Per questo motivo, i lipidi rappresentano la classe prescelta per la conservazione dell'energia sotto forma di energia chimica.

Caratteristiche fisiche dei lipidi

Quali sono le caratteristiche dei lipidi?

Emulsione, fasi e formazione di gocce

I lipidi sono molecole idrofobe e per questo motivo non si sciolgono in acqua ma soltanto in solventi non polari come l'etere. Quando una frazione lipidica è posta in soluzione acquosa, con il trascorrere del tempo, tende a formare uno strato superficiale sovrastante l'acqua. Questo avviene perché il peso specifico dei lipidi è inferiore rispetto all'acqua. Quando ciò non è possibile, ad esempio la quantità lipidica è esigua, i lipidi tendono ad avvicinarsi tra loro formando gocce o micelle legandosi tramite ponti a idrogeno.

Emulsione di acqua e olio
Emulsione di acqua e olio. La differente polarità dei lipidi li rende immiscibili all'acqua.

Classificazione dei lipidi

Come si classificano i lipidi?

L'attuale classificazione dei lipidi si basa sulla presenza di due unità fondamentali: unità chetoaciliche e unità isopreniche. Secondo altre classificazioni, perlopiù di carattere chimico, è possibile suddividere i lipidi in polari e non polari.

Acidi grassi

Gli acidi grassi rappresentano i lipidi più semplici. La loro struttura è formata da un gruppo carbossilico (-COOH) definito gruppo di testa che è legato ad una catena carboniosa non ramificata. A livello della catena possono essere presenti carboni saturi, caratterizzati da un legame covalente di tipo doppio, o carboni insaturi che possiedono un legame singolo.

Nomenclatura degli acidi grassi

La nomenclatura degli acidi grassi permette di identificare una molecola attraverso l'utilizzo di una convenzione grafica. Per tradurre un acido grasso in nomenclatura è sufficiente riportare, accanto alla lettera C, il numero di carboni comprensivi del carbossile, seguito dal numero di insaturazioni globali.

Ad esempio, l'acido stearico è un acido grasso insaturo a 18 atomi di carbonio per cui può essere scritto così: C18:0.

Acido stearico
Formula di struttura dell'acido stearico.


L'acido oleico è un acido grasso con una insaturazione presente tra il carbonio 9 e il carbonio 10. La sua nomenclatura è C18:1 Δ9, dove la lettera greca delta sta a indicare la posizione della insaturazione.

Acido oleico
Formula di struttura dell'acido oleico.

Monogliceridi, digliceridi, trigliceridi

Alcuni lipidi sono il risultato del processo di esterificazione del glicerolo con altri acidi grassi. Il glicerolo può essere monoacil-sostituito, diacil-sostituito o triacil-sostituito formando, rispettivamente, i monogliceridi, digliceridi e trigliceridi. Nell'organismo la quota maggiore di lipidi è rappresentata proprio dai trigliceridi o triacilgliceroli di riserva i quali, generalmente, sono formati da due catene sature e una centrale insatura.

Bioenergetica

Dal punto di vista strettamente energetico i grassi biologici più importanti sono i triacilgliceroli, conosciuti anche come trigliceridi. Queste molecole sono degli esteri del glicerolo aventi tre acidi grassi sostituenti. Esistono altri esteri polialcolici, come ad esempio le cere, che sono il risultato di esterificazioni tra un polialcol avente un numero maggiore di tre funzionalità ossidriliche e un rispettivo numero di acidi grassi. Le cere, a differenza dei triacilgliceroli, non hanno una importante valenza biologica.

Formazione di un triacilglicerolo

Come si formano i trigliceridi o i triacilgliceroli?

La reazione di esterificazione per la formazione di un triacilglicerolo è la seguente:

Triacilglicerolo biosintesi
Formazione di un triacilglicerolo

Altri lipidi di fondamentale importanza sono gli steroli o molecole steroidee che sono formati da una struttura particolare formata da quattro anelli ciclici fusi tra loro. In particola tre cicloesani e un ciclopentano:

Steroidi struttura generale
Struttura chimica generale di una molecola steroidea

Lipidi strutturali

I lipidi strutturali sono impiegati nella formazione delle membrane biologiche, ad esempio sono presenti nella membrana cellulare. Sono meglio conosciuti come fosfolipidi in quanto possiedono un gruppo fosforico nella loro catena laterale. La doppia membrana non separa semplicemente il citoplasma cellulare dall'esterno ma è a sua volta una compartimentazione di alcune strutture, od organelli, interni alla cellula come i cloroplasti e i mitocondri. I lipidi strutturali si classificano in glicofosfolipidi e sfingofosfolipidi in base all'alcol utilizzato per l'esterificazione. Nei glicolipidi l'alcol è il glicerolo mentre negli sfingofosfolipidi e la sfingosina.

Polarità membrana cellulare
Polarità della membrana cellulare

Percorso di biochimica

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