Margherita Ruoppolo » 18.Il catabolismo dei lipidi

Acidi grassi

• Gli acidi grassi sono acidi carbossilici derivati dagli idrocarburi.
• Gli acidi grassi hanno generalmente una catena satura non ramificata.
• Gli acidi grassi insaturi sono quelli in cui sono presenti doppi legami quasi sempre nella configurazione cis.
• Gli acidi grassi saturi ed insaturi sono descritti in dettaglio nel video.

Lipidi di riserva

• I triacilgliceroli o trigliceridi sono costituiti da una molecola di glicerolo a cui sono legati, mediante legame estereo, tre molecole di acido grasso.
• Fungono da deposito di energia per tre motivi principali:
  1. Sono composti altamente ridotti. La loro ossidazione fornisce molta energia
  2. Sono insolubili in acqua, si raccolgono nella cellula in goccioline oleose a formare una fase separata priva di acqua che non aumenta l’osmolarità del citosol.
  3. Non sono molecole reattive, pertanto sono ideali a svolgere il ruolo di deposito anche per tempi lunghi.
• Per una descrizione dettagliata dei lipidi di riserva si rimanda al video.

Lipidi di membrana

• La composizione lipidica delle membrane biologiche è caratterizzata dall’esistenza di tre tipi principali di lipidi:
  • Glicerofosfolipidi
  • Sfingolipidi
  • Steroli
• Per una descrizione dettagliata dei lipidi di membrana si rimanda al video.

Lipidi assunti con la dieta

• I triacilgliceroli assunti con la dieta sono emulsionati nell’intestino tenue ed idrolizzati dalle lipasi intestinali in glicerolo ed acidi grassi.
• Glicerolo ed acidi grassi sono assorbiti dalle cellule epiteliali della mucosa intestinale e riesterificati a triacilgliceroli.
• I triacilgliceroli trasportati dai chilomicroni passano dalla mucosa intestinale al sistema linfatico ed al sangue e da qui al tessuto epatico, al tessuto adiposo e a quello muscolare.
• Per una descrizione dettagliata si rimanda al video.

Lipidi endogeni ed acidi grassi provenienti dal tessuto adiposo

• Gli acidi grassi prodotti nel fegato sono utilizzati per formare triacilgliceroli, trasportati dalle very low density protein (VDL) al tessuto adiposo.
• Ormoni come il glucagone e l’adrenalina attivano, tramite l’adenilato ciclasi e l’AMP ciclico (cAMP) le proteine chinasi. Tali proteine catalizzano la fosforilazione delle lipasi che idrolizzano i tracilgliceroli a glicerolo e acidi grassi, i quali vanno in circolo trasportati dall’albumina.
• Il glicerolo rilasciato dall’azione delle lipasi è convertito in D-gliceraldeide 3- fosfato secondo le reazioni descritte nel video.

Fase di preparazione della beta-ossidazione degli acidi grassi

Attivazione ed ingresso degli acidi grassi nel mitocondrio

• Gli acidi grassi sono attivati attraverso il legame al coenzima A a livello della membrana mitocondriale esterna, secondo le reazioni:
  • Acido grasso + ATP → Aciladenilato + PP_i
  • Aciladenilato + CoA → Acil-CoA + AMP
  • PP_i + H₂0 → 2P_i
  • AMP + ATP → 2ADP
• Il sistema che determina l’ingresso degli acidi grassi nel mitocondrio, dove avviene la degradazione, è costituito da tre enzimi:
  • la carnitina acil transferasi I (esterna); la carnitina acil transferasi II (interna); il carrier della carnitina
• Tale sistema è riportato in figura e descritto nel video.

Ingresso degli acidi grassi nei mitocondri attraverso il trasportatore acil – carnitina \ carnitina: L’acil-carnitina passa nella matrice attraverso un trasportatore. Nella matrice il gruppo acetilico viene ritrasferito al coenzima A. La carnitina libera ritorna nello spazio intermembrana attraverso lo stesso trasportatore.

Le reazioni della beta-ossidazione degli acidi grassi

• La beta ossidazione degli acidi grassi avviene con una sequenza di quattro reazioni analoga alla sequenza di reazioni del ciclo di Krebs che va dal succinato all’ossalacetato.
• La sequenza di reazioni è riportata in figura e descritta in dettaglio nel video.

Beta ossidazione degli acidi grassi

La sequenza consta di quattro reazioni in cui una unità acetilica viene rimossa dall’estremità carbossilica della catena dell’acido grasso sotto forma di Acetil-CoA.

Ossidazione degli acidi grassi insaturi o a numero dispari di atomi di carbonio

• L’ossidazione degli acidi grassi insaturi richiede l’intervento di enzimi supplementari, tra loro diversi a seconda della posizione del doppio legame. L’azione di tali enzimi è spiegata in dettaglio nel video.
• In caso di acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio l’ultimo ciclo dell’ossidazione produce acetil-CoA e propionil-CoA che viene convertito in succinil-CoA secondo quanto descritto nel video.