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.

Caratteristiche dei lipidi

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.

Struttura dei lipidi

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.

La struttura molecolare dei lipidi

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.

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).

Funzione dei lipidi

I lipidi svolgono numerose funzioni di primaria importanza per tutti gli organismi viventi che andremo ora ad analizzare singolarmente.

Riserva energetica

I lipidi servono come fonte di energia. Quando i lipidi vengono scomposti, liberano energia e acqua, entrambe risorse per i processi cellulari.

Componente strutturale delle cellule

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.

Riconoscimento cellulare

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.

Isolamento

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.

Protezione

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.

Classificazione dei lipidi

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.

Lipidi semplici: i trigliceridi

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.

Lipidi complessi: i fosfolipidi

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.

Somiglianze e differenze tra fosfolipidi e trigliceridi

Tabella 1. Somiglianze e differenze tra fosfolipidi e trigliceridi.

Come verificare la presenza di lipidi?

Il test di emulsione viene utilizzato per verificare la presenza di lipidi.

Test di emulsione

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:

1. Metti 2 cm³ del campione in esame in una delle provette.

2. Aggiungi 5 cm³ di etanolo.

3. Copri l'estremità della provetta e agita bene.

4. 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.

5. Osserva il cambiamento e registra i risultati sulla base della tabella seguente.