Metabolismo lipidico: degradazione - Schemi riassuntivi di Biochimica

Metabolismo lipidico – Degradazione

I triacilgliceroli rappresentano una riserva energetica particolarmente efficiente. Le lunghe catene aciliche presenti nelle molecole dei triacilgliceroli sono molto idrofobiche e estremamente insolubili in acqua. La relativa inerzia e stabilità dei triacilgliceroli permette la loro conservazione all’interno della cellula in grandi quantità.

A causa della loro insolubilità in acqua, i triacilgliceroli ingeriti con la dieta, prima di poter essere digeriti nell’intestino devono essere emulsionati da enzimi solubili in acqua, e i triacilgliceroli assorbiti nell’intestino o mobilizzati dai tessuti di riserva devono essere trasportati nel sangue legati a proteine che ne neutralizzano l’insolubilità.

La relativa stabilità dei legami C-C degli acidi grassi viene superata dall’attivazione del gruppo carbossilico sul C-1 mediante il legame al coenzima A, che consente poi l’ossidazione a tappe del gruppo acilico a livello della posizione C-3. Questo atomo di C viene anche detto Cβ, e l’ossidazione degli acidi grassi viene chiamata β-ossidazione proprio per questo motivo.

Digestione, mobilizzazione e trasporto degli acidi grassi

Le cellule possono ottenere il combustibile metabolico sotto forma di acidi grassi da tre fonti: i grassi della dieta, i lipidi depositati nelle cellule sotto forma di gocce insolubili e i lipidi sintetizzati in un organo ed esportati in un altro.

I vertebrati, ad esempio, ingeriscono grassi con la dieta, mobilizzano i lipidi di riserva presenti in tessuti specializzati (il tessuto adiposo costituito da cellule chiamate adipociti) e convertono i carboidrati in eccesso in grassi nel fegato, che poi li esporta agli altri tessuti.

I triacilgliceroli forniscono più della metà dell’energia consumata da alcuni organi, in particolare il fegato, il cuore e il muscolo scheletrico a riposo. In altre parole sono praticamente la sola fonte di energia degli animali in letargo e degli uccelli durante le migrazioni.

Al bisogno i lipidi vengono mobilizzati verso i tessuti che ne sono carenti. Quando il livello di glucosio è basso, gli ormoni secreti, glucagone in primis e adrenalina, attivano l’adenilil ciclasi della membrana plasmatica degli adipociti, che produce il secondo messaggero intracellulare cAMP. La proteina cAMP-dipendente (PKA) determina l’apertura della gocciolina lipidica, rendendola così accessibile all’azione di 3 lipasi, rilasciando acidi grassi e glicerolo.

Gli acidi grassi così rilasciati, chiamati acidi grassi liberi (FFA), diffondono fuori dall’adipocita nel sangue dove si legano all’albumina del siero e vengono trasportati ai tessuti. Qui gli acidi grassi si dissociano dall’albumina e sono trasferiti da trasportatori posti sulla membrana plasmatica nel citosol della cellula dove sono usati come combustibile metabolico.

Il glicerolo rilasciato viene trasformato in gliceraldeide-3-fosfato e utilizzato nella glicolisi.

Gli enzimi coinvolti nell’ossidazione degli acidi grassi sono localizzati nella matrice mitocondriale. Gli acidi grassi con 14 o più atomi di C, che costituiscono la maggior parte degli acidi grassi liberi ottenuti dalla dieta o rilasciati dal tessuto adiposo, non possono passare liberamente attraverso la membrana mitocondriale, ma devono prima subire una serie di tre reazioni enzimatiche dette sistema navetta o shuttle della carnitina:

• La prima reazione è catalizzata da una famiglia di isozimi presenti nella membrana mitocondriale esterna, le acil-CoA sintetasi, che catalizzano la reazione generale.
• L’acil-CoA sintetasi catalizza la formazione di un legame tioestere tra il gruppo carbossilico dell’acido grasso e il gruppo tiolico del coenzima A, formando un acil-CoA. Contemporaneamente l’ATP subisce una scissione in AMP e PP_i.