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Cosa hanno in comune l'avocado, la pancetta e le olive? Sono tutti esempi di alimenti ricchi di lipidi. I lipidi sono macromolecole biologiche e costituiscono una delle componenti essenziali negli organismi viventi, insieme a carboidrati, proteine e acidi nucleici.I lipidi costituiscono un gruppo piuttosto eterogeneo di sostanze organiche che comprende grassi, oli, steroidi e cere. Pur essendo molto diversi tra…
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I lipidi costituiscono un gruppo piuttosto eterogeneo di sostanze organiche che comprende grassi, oli, steroidi e cere. Pur essendo molto diversi tra loro, tutti i lipidi sono uniti da due proprietà comuni. In primo luogo, essi sono idrofobi, cioè insolubili in solventi polari come l'acqua, dove tendono a disporsi in superficie in quanto molto leggeri. Tuttavia, sono solubili in solventi organici come gli alcoli e l'acetone. In secondo luogo, i lipidi sono le molecole organiche in grado di liberare la maggior quantità di energia a parità di peso.
I lipidi sono molecole biologiche organiche, proprio come i carboidrati, le proteine e gli acidi nucleici. Ciò significa che sono composti da carbonio (C) e idrogeno (H). Oltre a C e H, i lipidi contengono un altro elemento: l'ossigeno. Infine, i diversi tipi di lipidi possono contenere fosforo, azoto, zolfo o altri elementi.
La figura 1 mostra la struttura di un trigliceride, un tipo di lipide. Si noti come gli atomi di idrogeno e ossigeno siano legati agli atomi di carbonio nella spina dorsale della struttura lipidica.
Come anticipato dalla figura 1, i lipidi sono composti da glicerolo e acidi grassi, i quali si uniscono con legami covalenti durante la condensazione. Il legame covalente che si forma tra glicerolo e acidi grassi è chiamato legame estereo.
Nei lipidi, gli acidi grassi non si legano tra loro ma sono uniti soltanto al glicerolo!
Il glicerolo è un alcol e un composto organico. Gli acidi grassi appartengono al gruppo degli acidi carbossilici, cioè sono costituiti da un gruppo carbossilico ⎼COOH (carbonio-ossigeno-idrogeno).
È importante ricordare che i lipidi sono macromolecole composte da acidi grassi e glicerolo, ma i lipidi non sono polimeri e gli acidi grassi e il glicerolo non sono monomeri dei lipidi! Questo perché gli acidi grassi e il glicerolo non formano catene ripetitive, a differenza di tutti gli altri monomeri. Piuttosto, gli acidi grassi si attaccano al glicerolo per formare i lipidi; nessun acido grasso si attacca l'uno all'altro. Pertanto, i lipidi non sono polimeri perché contengono catene di unità non simili.
I lipidi svolgono numerose funzioni di primaria importanza per tutti gli organismi viventi che andremo ora ad analizzare singolarmente.
I lipidi servono come fonte di energia. Quando i lipidi vengono scomposti, liberano energia e acqua, entrambe risorse per i processi cellulari.
I lipidi si trovano sia nelle membrane della superficie cellulare (note anche come membrane plasmatiche) sia nelle membrane che circondano gli organelli interni alla cellula. I lipidi conferiscono flessibilità alle membrane e le dotano di uno strato permeabile a tutte le molecole solubili in lipidi.
I lipidi che hanno un carboidrato attaccato alla loro struttura sono chiamati glicolipidi. Il ruolo di questo particolare tipo di lipidi è quello di facilitare il riconoscimento cellulare, fondamentale quando le cellule devono cooperare per formare tessuti e organi.
I lipidi immagazzinati sotto la superficie corporea isolano gli esseri umani dall'ambiente, mantenendo il nostro corpo caldo. Questo non vale solo per noi umani, ma anche per gli animali: ad esempio, gli animali acquatici si mantengono caldi e asciutti grazie a uno spesso strato di grasso presente sotto la pelle.
I lipidi fungono da scudo protettivo attorno agli organi vitali. I lipidi proteggono anche uno dei nostri organi più importanti: la pelle. Infatti, i lipidi epidermici, ovvero quelli che formano le nostre cellule cutanee, impediscono la perdita di acqua ed elettroliti, prevengono i danni causati dal sole e fungono da barriera contro vari microrganismi.
Di seguito puoi trovare un elenco dei principali lipidi, seguiti dalle loro funzioni:
trigliceridi: fungono da riserva energetica, poiché riescono a immagazzinare sei volte più energia rispetto ai carboidrati (a parità di peso)
fosfolipidi: svolgono una funzione strutturale nelle membrane biologiche
glicolipidi: svolgono una funzione strutturale nelle membrane biologiche
cere: sono permeabili e hanno una funzione di protezione
colesterolo e altri steroidi: costituiscono la base degli ormoni steroidi e formano la struttura delle cellule animali
I lipidi si dividono in semplici e complessi: i primi sono formati soltanto da molecole lipidiche, i secondi contengono anche molecole di diversa natura, come ad esempio acido fosforico, proteine, ecc. I due tipi più significativi di lipidi sono i trigliceridi (lipidi semplici) e i fosfolipidi (lipidi complessi). I trigliceridi sono lipidi con un glicerolo e tre acidi grassi, mentre i fosfolipidi hanno un glicerolo, un gruppo fosfato e due acidi grassi invece di tre.
I trigliceridi sono lipidi che comprendono grassi e oli. I grassi e gli oli sono i tipi di lipidi più comuni negli organismi viventi. Il termine trigliceride deriva dal fatto che sono composti da tre acidi grassi (tri-) attaccati al glicerolo (gliceride). I trigliceridi sono completamente insolubili in acqua (idrofobi) e la loro funzione principale è lo stoccaggio di energia. Gli acidi grassi che costituiscono i trigliceridi possono essere saturi o insaturi. I trigliceridi composti da acidi grassi saturi sono grassi, mentre quelli composti da acidi grassi insaturi sono oli.
Gli acidi grassi saturi sono acidi grassi in cui non compaiono legami doppi tra gli atomi di carbonio che costituiscono la sua struttura, dunque non esiste la possibilità di creare nuovi legami poiché tutti i possibili legami sono "esauriti". Questa proprietà li rende compatti e dunque solidi a temperatura ambiente (pensiamo a burro e lardo).
Negli acidi grassi insaturi compaiono doppi legami tra gli atomi di carbonio. Di conseguenza, potrebbero potenzialmente formarsi altri legami con atomi di idrogeno. Questa proprietà li rende non compatti e dunque liquidi a temperatura ambiente (si pensi all'olio d'oliva, olio di semi di girasole, ecc.).
La margarina, pur essendo a base vegetale, dunque contenente acidi grassi insaturi, è il risultato di un processo di saturazione per cui tutti i legami doppi sono stati spezzati e sostituiti con legami singoli carbonio-idrogeno. Di conseguenza, a temperatura ambiente è presente in stato solido.
Come i trigliceridi, i fosfolipidi sono lipidi costituiti da acidi grassi e glicerolo. Tuttavia, i fosfolipidi sono composti da due e non da tre acidi grassi. Come nei trigliceridi, questi acidi grassi possono essere saturi e insaturi. Un'altra differenza fondamentale tra trigliceridi e fosfolipidi è che nei fosfolipidi uno dei tre acidi grassi che si attaccano al glicerolo è sostituito da un gruppo contenente fosfato. Il fosfato del gruppo è idrofilo, cioè interagisce con l'acqua. Ciò conferisce ai fosfolipidi una proprietà che i trigliceridi non hanno: una parte della molecola di fosfolipide è infatti solubile in acqua.
I fosfolipidi sono spesso descritti come aventi una "testa" e una "coda". La testa è il gruppo fosfato (compreso il glicerolo) che attrae l'acqua (idrofilo). Sul lato opposto, la coda è costituita dai due acidi grassi idrofobici, che "temono" l'acqua (si può dire che si orientano lontano dall'acqua). Osserva la figura sottostante. Riesci a riconoscere la "testa" e la "coda" di un fosfolipide?
Avendo un lato idrofilo e uno idrofobo, i fosfolipidi formano una doppia membrana che costituisce per l'appunto le membrane cellulari. Nella doppia membrana, costituita quindi da un doppio strato di fosfolipidi, le "teste" dei fosfolipidi sono rivolte verso l'ambiente esterno da un lato e verso l'interno della cellula dall'altro, interagendo con l'acqua presente all'interno e all'esterno delle cellule. Le "code", invece, sono rivolte verso l'interno della membrana, ben lontane dall'acqua. La figura 3 mostra l'orientamento dei fosfolipidi all'interno della doppia membrana.
La caratteristica dei fosfolipidi di distribuirsi in strati con la parte idrofila "affacciata" verso l'esterno consente anche la creazione di glicolipidi. Questi si formano sulla superficie della membrana cellulare esterna, dove i carboidrati si attaccano alle teste idrofile dei fosfolipidi. Ciò permette ai fosfolipidi di rivestire un altro ruolo vitale negli organismi viventi: il riconoscimento cellulare.
Fosfolipidi | |
Lipidi complessi | Lipidi semplici |
Entrambi sono costituiti da acidi grassi e glicerolo. | |
Entrambi contengono legami estere, che si formano tra il glicerolo e l'acido grasso. | |
Entrambi possono essere composti da acidi grassi saturi o insaturi. | |
Entrambi sono nel complesso insolubili in acqua. | |
Contengono C, H, O, ma anche P. | Contengono C, H e O. |
Sono costituiti da due acidi grassi e da un gruppo fosfato. | Sono costituiti da tre acidi grassi. |
Consistono in una "testa" idrofila e una "coda" idrofoba. | Completamente idrofobi. |
Formano doppie membrane nelle cellule. | Non formano doppie membrane. |
Tabella 1. Somiglianze e differenze tra fosfolipidi e trigliceridi.
Il test di emulsione viene utilizzato per verificare la presenza di lipidi.
Per eseguire il test sono necessari:
un campione di prova, liquido o solido (ad esempio una matrice alimentare contenente olio o burro)
provette completamente pulite e asciutte
etanolo
acqua
Procedimento:
Metti 2 cm3 del campione in esame in una delle provette.
Aggiungi 5 cm3 di etanolo.
Copri l'estremità della provetta e agita bene.
Versa il liquido della provetta in una nuova provetta precedentemente riempita d'acqua. Opzione alternativa: Si può aggiungere acqua alla provetta risultante dal punto 3 invece di usare una nuova provetta.
Osserva il cambiamento e registra i risultati sulla base della tabella seguente.
Risultato | Interpretazione |
Non si forma alcuna emulsione e non si verifica alcun cambiamento di colore. | Non è presente un lipide. Il risultato del test è negativo. |
Si forma un'emulsione di colore bianco/latteo. | È presente un lipide. Il risultato del test è positivo. |
I lipidi sono macromolecole biologiche e componenti essenziali degli organismi viventi.
I lipidi sono molecole biologiche contenuti in alimenti comuni come l'olio d'oliva o il burro.
Tutti i lipidi possono essere considerati importanti per gli organismi viventi. I fosfolipidi ad esempio costituiscono, tra le loro diverse funzioni, il core strutturale delle membrane cellulari.
Il metabolismo dei lipidi, a partire dalla masticazione, richiede diverse fasi, che si concludono con l'ossidazione degli acidi grassi nei mitocondri.
I lipidi ingeriti attraverso l'alimentazione vengono ossidati per generare energia, stoccati come riserva di energia o utilizzati per la sintesi di nuove molecole.
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