Il metabolismo dei lipidi è un processo fondamentale attraverso il quale il corpo genera energia dalle sostanze che vengono ingerite. Permette di ottenere la quasi totalità del fabbisogno energetico, contrariamente a quanto si potrebbe pensare, il metabolismo degli zuccheri contribuisce solo per l’1%. Gli zuccheri rivestono quindi un’importanza marginale per la fornitura di energia al corpo.
In un organismo sano sono presenti circa 10Kg di riserve di lipidi, immagazzinate per lo più nel tessuto adiposo e in parte nelle cellule, come gocce. Se tutto viene svolto in maniera corretta, l’energia prodotta può essere utilizzata immediatamente o essere immagazzinata per i momenti di bisogno.
Cosa sono i lipidi?
I lipidi sono grassi o sostanze a base di grassi e includono oli, acidi grassi, cere e colesterolo. Insieme a proteine e carboidrati sono essenziali per il corretto funzionamento dell’organismo. I costituenti lipidici degli alimenti sono rappresentati per la maggior parte da gliceridi, principalmente trigliceridi.
I grassi o lipidi, sono un gruppo eterogeneo di sostanze che hanno in comune la scarsa solubilità in acqua.
Tipi di Lipidi
Esistono diverse categorie di lipidi, tra cui:
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- Acidi grassi saturi
- Acidi grassi insaturi
- Trigliceridi
- Fosfolipidi
- Glicolipidi
- Lipoproteine (VLDL, LDL, HDL)
Il Processo Metabolico dei Lipidi
I trigliceridi presenti nell’organismo vengono introdotti attraverso il cibo oppure sintetizzati da adipociti o epatociti a partire dai carboidrati. Per ottenere energia dai grassi, è necessario che prima i trigliceridi vengano scomposti per idrolisi nei loro due principali componenti, acidi grassi e glicerolo.
Lipolisi
Questo processo, chiamato lipolisi, ha luogo nel citoplasma. Per ottenere energia dai grassi, è necessario che prima i trigliceridi vengano scomposti per idrolisi nei loro due principali componenti, acidi grassi e glicerolo.
Beta Ossidazione
Gli acidi grassi che ne risultano vengono degradati, per mezzo della beta ossidazione, in Acetil-coenzima A, utilizzato dal ciclo di Krebs. Gli acidi grassi vengono degradati, per mezzo della beta ossidazione, in molecole di Acetil-coenzima A con due atomi di carbonio, utilizzate nel ciclo di Krebs per generare ATP.
Sempre durante la beta-ossidazione, avviene il rilascio delle molecole NADH e NADH2 che vengono ugualmente usate per produrre energia durante la catena di trasporto degli elettroni. Questa complessa sequenza di reazioni biochimiche avviene in tutte le cellule del corpo che contengano mitocondri (e quindi non nelle cellule del sangue, che non hanno nucleo), ad eccezione delle cellule cerebrali, dove gli acidi grassi non possono arrivare.
Glicerolisi
Il glicerolo rilasciato dai trigliceridi dopo la lipolisi entra direttamente nel percorso della glicolisi come diidrossiacetone fosfato (DHAP). Il glicerolo è, come abbiamo visto, la componente idrosolubile dei trigliceridi, e quindi facilmente assimilabile. Trattandosi di uno zucchero, esso, una volta giunto nei mitocondri, viene usato nel processo di glicolisi, esattamente come il glucosio dei carboidrati, per la produzione di energia, ovvero di ATP (la “centralina energetica” delle cellule) durante la catena di trasporto degli elettroni.
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Poiché una molecola di trigliceride fornisce tre molecole di acidi grassi, le molecole di grasso sviluppano più energia rispetto ai carboidrati e alle proteine: in ambito energetico, i trigliceridi hanno una resa più che doppia, per massa unitaria.
Corpi Chetonici
Nel caso in cui l’Acetil-coenzima A viene prodotto in eccesso dall’ossidazione degli acidi grassi e il ciclo di Krebs non è in grado di gestirlo, esso viene utilizzato per la creazione di corpi chetonici. Questi svolgono una funzione di alimentazione energetica quando i livelli di glucosio sono troppo bassi; i casi in cui entrano in azione sono legati a lunghi periodi di digiuno o a patologie (come ad esempio il diabete non controllabile) che non permettono di utilizzare la maggior parte del glucosio in circolazione.
Gli organi come il cervello, che solitamente fanno affidamento sul solo glucosio come fonte energetica, possono utilizzare come alternativa i chetoni. In questo modo il cervello si tiene attivo anche quando le scorte di glucosio sono ridotte o esaurite. Quando si parla di grassi che il corpo usa al posto del glucosio per l’energia, si parla di corpi chetonici o chetoni.
Lipogenesi
Quando i livelli di glucosio hanno raggiunto il limite, l’Acetil-coenzima A in eccesso, generato dalla glicolisi, può essere convertito in acidi grassi, in trigliceridi, in colesterolo, in sali biliari e in steroidi. Questo processo, chiamato lipogenesi, ha luogo nel citoplasma degli adipociti (cellule dei grassi) e degli epatociti (cellule epatiche) e crea grassi dall’Acetil CoA.
L’ingestione di glucosio o carboidrati oltre il fabbisogno dell’organismo, porta l’Acetil CoA a trasformare la quantità in eccesso in grassi. La disponibilità di Acetil CoA è fondamentale per la litogenesi, che inizia proprio con l’Acetil CoA per poi proseguire con l’aggiunta di due atomi di carbonio da un’altra molecola di Acetil CoA.
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Anche se la litogenesi si verifica nel citoplasma, l’Acetil CoA necessario viene creata nei mitocondri e non può essere trasportato attraverso la membrana mitocondriale. L’Acetil CoA e l’acido ossalacetico si combinano per formare il carrier del citrato, che è in grado di attraversare la membrana mitocondriale ed entrare nel citoplasma.
Digestione e Assorbimento dei Lipidi
I grassi ingeriti con i cibi vengono digeriti nell’intestino tenue, mentre i trigliceridi vengono scomposti in monogliceridi e acidi grassi liberi, per poi essere trasportati attraverso la mucosa intestinale. Una volta compiuto questo passaggio, i trigliceridi sono sintetizzati nuovamente e trasportati al fegato e ai tessuti adiposi.
La digestione dei lipidi avviene nel primo tratto dell’intestino tenue per azione della Lipasi pancreatica e dei sali biliari.
Lipoproteine: Trasporto dei Lipidi nel Sangue
Le lipoproteine sono combinazioni di lipidi e proteine e altre sostanze lipido-correlate. Esse servono da veicoli per il trasporto dei lipidi nel sangue. Dato che i grassi sono insolubili in acqua e il sangue è costituito prevalentemente da acqua, i lipidi non possono circolare liberamente. L’organismo ha risolto il problema fornendo una copertura proteica alle piccole particelle di grasso che è solubile in acqua e che quindi permette il trasporto dei grassi nel sangue e il loro passaggio nelle cellule, dove sono necessari i nutrienti. Le lipoproteine contengono trigliceridi, colesterolo e altro materiale come, per esempio, le vitamine liposolubili.
Le Lipoproteine, sono deputate a trasportare tramite il sangue quella sostanza grassa prodotta dal fegato: il colesterolo. Sono di 3 tipi:
- LDL: lipoproteine a bassa densità, sono piene di colesterolo, che trasportano e distribuiscono ai tessuti periferici. Sono le principali lipoproteine presenti nel sangue e il colesterolo LDL è quello che chiamiamo “cattivo” in quanto può accumularsi sulle pareti delle arterie rendendole più strette, causando quindi ostruzioni (aterosclerosi).
- HDL: lipoproteine ad alta densità, sono sprigionate nel sangue dall’intestino e dal fegato. Trasportano quindi il colesterolo dai tessuti periferici al fegato. Il colesterolo HDL è quello “buono”, perché porta via dalle arterie gli altri tipi.
- VLDL: lipoproteine a bassissima densità, sono sintetizzate dagli epatociti e trasportano i trigliceridi dal fegato agli altri tessuti.
Ruolo dei Tessuti nel Metabolismo Lipidico
Muscoli
Il muscolo è il luogo in cui maggiormente gli acidi grassi sono utilizzati a scopo energetico. Il processo con cui i grassi nei muscoli sono ossidati per produrre energia è simile al meccanismo che avviene nel fegato. In particolare, gli acidi grassi sono il principale combustibile del muscolo a riposo, mentre il glucosio lo è per la fase di attività. In particolare il cuore è il muscolo che maggiormente utilizza acidi grassi come fonte di energia.
E’ stato inoltre osservato che se il livello di acidi grassi nel muscolo è eccessivo si può incorrere nel fenomeno chiamato insulino-resistenza; infatti, in presenza di un’alta concentrazione di acidi grassi aumenta la loro ossidazione a scapito di quella del glucosio.
Tessuto Adiposo
I trigliceridi per azione delle lipoproteine VLDL entrano nelle cellule adipose dove vanno a costituire la principale riserva energetica dell’organismo. Gli acidi grassi presenti nel tessuto adiposo possono essere rilasciati e utilizzati come fonte energetica in caso di esercizio muscolare prolungato, ma questo processo è inibito dall’insulina.
Per questo motivo all’aumentare del fabbisogno energetico dell’individuo, a causa di un’attività sportiva intensa e prolungata, può risultare utile integrare carnitina al fine di agevolare l’entrata di acidi grassi nel processo di produzione energetica.
Disturbi del Metabolismo Lipidico
Per quanto riguarda il metabolismo dei lipidi, le malattie ad esso associate, come quella di Gaucher e di Tay-Sachs, sono di origine ereditaria. Le due patologie sopra elencate sono dovute ad una carenze di enzimi preposti alla scomposizione dei lipidi; oppure, gli enzimi lavorano in maniera corretta e il corpo non riesce a convertire i grassi in energia.
Quando si verificano disfunzioni a livello di beta-ossidazione, come accade in caso di specifiche patologie genetiche o di malattie metaboliche tra cui il diabete, ciò accade perché mancano gli enzimi necessari alla scissione dei lipidi, o il corpo non ha sufficienti riserve di carnitina, e allora si va in deficit di energia.
Sempre in caso di alterazioni del processo di beta-ossidazione degli acidi grassi, si può verificare - come accade in caso di digiuno o in patologie come il diabete - una produzione di corpi chetonici abnorme. La chetogenesi, infatti, che si attua nelle cellule epatiche, è un processo che dipende dalla beta-ossidazione degli acidi grassi perché sfrutta l’acetil-CoA prodotta da questo percorso.
Importanza dell'Alimentazione e dello Stile di Vita
Ogni scelta alimentare che fai incide sul modo in cui il corpo gestisce i lipidi, li utilizza o li accumula. Non è mai superfluo ricordare che i grassi non sono tutti uguali: quelli insaturi, come gli omega-3 presenti nel pesce azzurro, aiutano a mantenere attivi i meccanismi metabolici, mentre gli eccessi di grassi saturi possono appesantire il sistema.
La prima cosa da fare per migliorare il metabolismo dei lipidi è dare regolarità al tuo corpo. L’attività fisica costante, soprattutto quando alterni esercizi aerobici e anaerobici, stimola la termogenesi e mantiene attivo il metabolismo basale anche a riposo.
Dormire bene, evitare sbalzi cronici di cortisolo, rispettare i ritmi circadiani: tutto questo contribuisce a tenere in equilibrio gli ormoni che regolano l’ossidazione dei grassi.
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