Ruolo dei lipidi nelle membrane cellulari e nella salute umana

Qual è l'importanza dei fosfolipidi?

I fosfolipidi rivestono una grande importanza biologia perché costituiscono i principali componenti delle membrane delle cellule e hanno quindi funzione strutturale.

I fosfogliceridi (o glicerofosfolipidi) insieme ad alcuni sfingolipidi vengono collettivamente indicati come fosfolipidi.

Struttura dei fosfogliceridi

I fosfogliceridi sono chimicamente simili ai trigliceridi, in quanto sono formati da una molecola di glicerolo unita attraverso 2 legami esteri a 2 acidi grassi; ma il terzo gruppo alcolico della glicerina forma un legame estere con un gruppo fosforico a sua volta legato, da un altro legame estere, a un gruppo X che può essere di varia natura.

Il gruppo fosfato con il gruppo X è detto testa e costituisce la porzione idrofila del fosfolipide. I due acidi grassi formano le due code del fosfolipide e sono idrofobe in quanto apolari.

Quindi l'intera molecola di fosfolipide viene solitamente

rappresentata con una testa idrofila e due code idrofobiche.

Organizzazione dei fosfolipidi

Grazie alle proprietà polari e non polari, quando vengono posti in un ambiente acquoso i fosfolipidi si organizzano prevalentemente a formare un doppio strato: formano strutture ordinate con le teste a contatto con l'acqua, mentre le code, respinte dalle interazione idrofobiche, tendono a restare rivolte le une verso le altre.

Questa disposizione a doppio strato costituisce la struttura di base delle membrane cellulari.

Le membrane delle cellule sono infatti formate da un doppio strato fosfolipidico e proteine.

Le molecole dei fosfolipidi per il loro duplice comportamento idrofilo e idrofobo sono dette molecole anfipatiche.

Ruolo degli sfingolipidi

Anche gli sfingolipidi sono importanti costituenti delle membrane cellulari degli organismi eucarioti ma, al contrario dei fosfogliceridi, non contengono glicerolo, bensì sfingosina, che è un amminoalcol con 18 atomi di C e un doppio legame trans.

Gli sfingolipidi in base alla loro costituzione chimica, vengono suddivisi in varie classi. Tutti gli sfingolipidi contengono una molecola di acido grasso legata al gruppo amminico della molecola di sƒingosina.

Classi di sfingolipidi

La molecola cosi formata (ceramide) lega un gruppo -X che varia da sfingolipide a sfingolipide.

Nelle sfingomieline, una delle più importanti e abbondanti classi di sfingolipidi, il gruppo -X è rappresentato da una molecola di ƒosfocolina o fosfoetanolammina. Le sfingomieline sono quindi fosfolipidi e si ritrovano nelle membrane cellulari, soprattutto delle cellule nervose dove costituiscono le guaine mieliniche.

Funzioni dei glicosfingolipidi

Nei glicosfingolipidi (glicolipidi), il gruppo -X è rappresentato da carboidrati: monosaccaridi o oligosaccaridi. Questi sono costituenti molto importanti della superficie esterna della membrana cellulare, in modo particolare delle cellule del tessuto nervoso e dei globuli rossi, dove svolgono la funzione di recettori molecolari.

Nei globuli rossi, per esempio, sono responsabili della specificità dei gruppi sanguigni.

Importanza delle cere

Sono monoesteri costituiti da una molecola di un alcool alifatico a lunga catena (generalmente da 26 a 34 atomi di carbonio) e da una molecola di acido grasso. Le cere, che a temperatura ambiente sono allo stato solido, rivestono un ruolo biologico importante costituendo il rivestimento protettivo dell’esoscheletro degli insetti, della frutta, delle foglie (per evitare una eccessiva perdita di acqua), ed impermeabilizzante della pelle e delle penne degli uccelli. Le api invece usano la cera per costruire gli alveari.

Hanno importanza commerciale in quanto vengono usate per la preparazione di cosmetici, vernici, candele, lucidi per calzature e pavimenti.

Sono lipidi composti da uno scheletro formato da 4 anelli legati tra di loro. Svolgono funzioni diverse a seconda del tipo di gruppo funzionale che è unito alla struttura di base dei 4 anelli.

Ruolo del colesterolo

Uno steroide molto comune è il colesterolo. È un costituente fondamentale della membrana cellulare, in cui svolge un ruolo cruciale come modulatore della sua fluidità; è il precursore degli ormoni steroidei e della vitamina D3. Dal colesterolo si sintetizzano anche i sali biliari che servono per emulsionare i trigliceridi per facilitarne la digestione enzimatica.

Il colesterolo nel nostro organismo in parte viene prodotto nel fegato a partire da grassi di origine animale, in parte lo otteniamo dai cibi (ad esempio il burro contiene colesterolo).

Esso non può essere accumulato all’interno delle cellule, inoltre le cellule non sono in grado di degradarlo. Il fegato è anche l'organo che demolisce il colesterolo in eccesso.

Un livello eccessivo di colesterolo nel sangue (ipercolesterolemia) aumenta il rischio di malattie cardiovascolari (infarti, ictus), perché si deposita in placche sulle pareti dei vasi sanguigni, diminuendone il lume e determinando rigidità delle pareti dei vasi (aterosclerosi).

Le diete ricche di acidi grassi insaturi provocano un innalzamento del livello ematico di colesterolo.

Trasporto del colesterolo

Le lipoproteine che trasportano il colesterolo nel sangue sono classificate in base alla loro densità e le più importanti per la prevenzione vascolare sono:

● le LDL, lipoproteine a bassa densità che trasportano il colesterolo dal fegato alle cellule per il suo utilizzo;

● le HDL, lipoproteine ad alta densità che prelevano il colesterolo in eccesso presente nelle cellule e lo trasportano al fegato per essere demolito ed escreto.

Le HDL sono in grado di trasportare le molecole del colesterolo al centro della lipoproteina e in tale condizione non permettono al colesterolo di depositarsi sulle pareti delle arterie; le LDL, invece, trasportano il colesterolo sulla superficie di queste particelle, per cui tali molecole di colesterolo sono potenzialmente pericolose nella promozione dell’aterosclerosi. Per questo motivo le HDL sono comunemente note come "colesterolo buono", mentre le LDL come "colesterolo cattivo".

Ormoni steroidei e vitamine

Gli ormoni steroidei, sono gli ormoni sessuali prodotti dalle gonadi (testosterone nel maschio, estrogeni e progesterone nella donna) e gli ormoni corticosurrenali, prodotti dalle ghiandole surrenali (cortisolo, cortisone e aldosterone). Funzione di messaggeri chimici.

Alcune vitamine, dette liposolubili, sono lipidi; altre dette idrosolubili non sono sostanze di natura lipidica. Le vitamine sono piccole molecole che il nostro corpo non è in grado di sintetizzare e quindi devono essere assunte con la dieta.

Le vitamine liposolubili sono la vitamina A, D, E e K.