14 Metabolismo dei lipidi di membrana

Destino e percorso non energetico degli acidi grassi

Metabolismo dei lipidi di membrana: (glicerol)fosfolipidi, sfingolipidi, etc.

È importante il rapporto tra ac. grassi saturi e mono/poli insaturi in quanto questi vengono utilizzati per costituire i lipidi di membrana e i fosfolipidi.

La funzionalità delle membrane dipende dalla loro fluidità, che non dipende solo dalla quantità di colesterolo libero, ma anche dalla presenza degli ac. grassi e dalla loro insaturazione: maggiore è il grado di insaturazione degli acidi grassi insaturi, maggiore è la fluidità della membrana, viceversa per quelli saturi.

Altri destini metabolici degli acidi grassi: sintesi dei lipidi di membrana

Hanno la base lipidi di membrana.

Sono tutti quelli che possiedono un gruppo fosfato. In posizione 1 si trova una catena idrocarburica lunga legata all'OH del glicerolo con legame etereo. Insieme all'acido grasso si trova una base sfingoide, in genere sfingosina. Invece del fosfato ci sono 1/+ residui di zuccheri.

Sintesi de novo, riciclo, scambi di metaboliti, o tramite gli scambi di ac. grassi tra le molecole lipidiche a livello della membrana stessa.

La famiglia dei lipidi di membrana è molto ampia e variabile e varia in base al tipo di ac. grasso legato al glicerolo o alla sfingosina.

Questi acidi grassi possono anche essere scambiati tra le molecole lipidiche della membrana stessa, che non è quindi una struttura statica ma dinamica, anche perché i lipidi e le proteine possono spostarsi tra un foglietto e l'altro e anche all'interno di uno stesso foglietto.

Questo va ad influenzare la fluidità/rigidità delle varie regioni di membrana: se ac. grassi insaturi vengono trasferiti su lipidi in cui c'erano ac. grassi saturi, quella regione diventa più fluida.

Queste modifiche sono sempre controllate da enzimi che permettono le reazioni di scambio.

Sintesi “de novo” dei (glicero)fosfolipidi

Principalmente nel reticolo endoplasmatico liscio.

Acido fosfatidico (3-fosfo-digliceride).

Attacco di un gruppo di testa polare (etanolammina, colina, serina, inositolo, …).

Fosfatidato fosfatasi.

1,2-diacilglicerolo.

Gruppo di testa polare.

Acil transferasi.

(Glicero)fosfolipide.

Trigliceride.

Strategie per l’aggiunta dei gruppi di testa polari

Acido fosfatidico.

Gruppo di testa polare.

Acido fosfatidico.

Gruppo di testa polare.

Sintesi de novo dei fosfolipidi

Acido fosfatidico.

Enzimi principalmente presenti nel REL. Si parte da = glicerolo esterificato da 2 ac. grassi e con legati all'OH del C3 del glicerolo un gruppo fosfato. (È anche il precursore dei TG: attraverso la fosfatasi perde il gr. fosfato e si può aggiungere il 3° ac. grasso formando i TG).

Può derivare dal glicerolo-3-fosfato, che deriva dal diidrossiacetonfosfato attraverso il processo glicolitico (deriva dal Glu).

I 2 ac. grassi dell'ac. fosfatidico sono in genere a catena lunga: in posizione 1 quasi sempre è saturo, mentre in posizione 2 è mono/poli insaturo.

Questo dipende dalla specificità delle transferasi che trasferiscono questi ac. grassi sul glicerolo.

All'acido fosfatidico, oltre agli acidi grassi, può essere legata in 3 la testa polare per la sintesi dei fosfolipidi (colina, etanolammina, serina, inositolo etc.), oppure può venir legato un 3º acido grasso, per sintetizzare i TG.

Questo dipende dalla disponibilità delle teste polari, aggiunte da un nucleotide = CTP; in particolare alti livelli di CTP, che servono per consentire l'attacco della testa polare, dirigono la reazione dell'ac. fosfatidico verso la formazione dei PL.

Questo perché gli enzimi che trasferiscono la testa polare hanno un'affinità maggiore rispetto alla fosfatasi => sono sufficienti minori quantità di ac. fosfatidico per sintetizzare il PL.

Quando invece aumenta la concentrazione di ac. grassi, l'acido fosfatidico viene indirizzato verso la formazione dei TG.

Per attaccare la testa polare all'acido fosfatidico, ci sono 2 vie, a seconda del PL da sintetizzare:

• Fosfolipidi di tipo anionico (fosfatidil inositolo, cardiolipina e fosfatidil glicerolo) -> sintetizzati aggiungendo la testa polare al diacilglicerolo attivato dalla CDP (citosina difosfato). In questo caso quindi la sintesi procede aggiungendo all'ac. fosfatidico il CDP, formando il CDP-diacilglicerolo: la testa polare presenta l'OH che si lega al P del CDP, liberando CMP e lasciando il PL.
• Fosfolipidi come fosfatidil colina, fosfatidil etanolammina e fosfatidil serina, vengono sintetizzati attivando la testa polare con il CTP, e attaccando questa al diacilglicerolo => partendo dall'ac. fosfatidico, la testa deve prima legarsi al P della CDP, in modo tale che il diacilglicerolo ottenuto dalla defosforilazione dell'ac. fosfatidico ad opera della fosfatasi, possa formare il legame tra P e OH -> al diacilglicerolo ottenuto viene attaccata una testa polare attivata con il CDP.

Sintesi fosfatidilcolina

Nel fegato si crea fosfatidilcolina usando fosfatidiletanolammina come precursore.

La fosfatidilcolina possiede, a differenza della fosfatidiletanolammina, 3 gruppi metilici sul gruppo amminico => questi possono essere aggiunti dalla metil transferasi (3 reazioni di metilazione che inseriscono 3 CH3 sull'azoto).

Donatore di questi 3 gruppi è la S-adenosil metionina (SAM), che perde il gruppo metilico, ceduto al substrato, convertendosi in S-adenosilomocisteina (SAO).

La SAM rappresenta 1 dei 3 diversi trasportatori di unità carboniose di cui dispone l'organismo per reazioni di trasferimento di metili.

Questa sintesi di fosfatidilcolina all'interno dell'epatocita è importante (e infatti il fegato possiede 2 diverse vie metaboliche particolarmente attive per sintetizzarla) perché la colina, che deriva dal metabolismo della betaina, fosfatidilcolina, è utile per sintetizzare, importante per mantenere un metabolismo corretto della Metionina => per evitare che gruppi metilici vengano intrappolati e non resi disponibili per le metilazioni.

Biosintesi dei (glicero)fosfolipidi anionici: fosfatidilglicerolo, fosfatidilinositol