Lipidi: cosa sono e a cosa servono?

I lipidi sono molecole dalle molteplici forme e proprietà. Dalle membrane cellulari agli ormoni sessuali, questi composti non lasciano scoperto alcun terreno fisiologico.

Revisionato e approvato da el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Scritto Samuel Antonio Sánchez Amador

Ultimo aggiornamento: 11 maggio, 2023

I lipidi sono un gruppo di molecole organiche composte, per la maggior parte, a base di carbonio e idrogeno, oltre a ossigeno, azoto, zolfo e fosforo, tra gli altri. È importante notare che, insieme a proteine e carboidrati, i lipidi sono considerati uno dei principali macronutrienti nella dieta.

Secondo le associazioni dietetiche, questi nutrienti sono quelli che fungono da riserva energetica più efficiente nel corpo. Ogni grammo di grasso fornisce il doppio delle calorie del glicogeno, un carboidrato, e occupa meno spazio. Quindi non sorprende sapere che il 99% di una cellula del tessuto adiposo è costituito da lipidi.

Siamo di fronte a un gruppo di molecole organiche che contengono una complessità entusiasmante, poiché dalla loro struttura chimica a vari concetti dietetici, i lipidi hanno molte funzioni essenziali per la sopravvivenza degli organismi. In questa occasione, vi raccontiamo tutto su di loro.

Struttura chimica

Una regola mnemonica che solitamente viene insegnata nelle scuole per ricordare la struttura chimica dei lipidi è la seguente: CHONSP. Questa strana parola si riferisce ai seguenti termini:

• Carbonio.
• Idrogeno.
• O ossigeno.
• Azoto.
• S (zolfo).
• P (fosforo).

I primi tre (CHO) sono essenziali nello “scheletro” lipidico, mentre N, S e P sono presenti in alcuni casi e non in altri. Per comprendere la composizione chimica dei lipidi è necessario andare alla loro unità funzionale essenziale: l’acido grasso.

acido grasso

Un acido grasso è definito come una biomolecola formata da una catena idrocarburica lineare. Ciò significa che, in effetti, il suo scheletro è costituito da carbonio e idrogeno. Sebbene si trovino libere in piccole quantità in natura, in genere queste molecole si ottengono per idrolisi di lipidi più complessi.

Ad un’estremità di questa catena troviamo un gruppo CH3, che corrisponde a tre legami liberi occupati da atomi di idrogeno. All’altro estremo c’è un gruppo carbossilico COOH, che fungerà da “collante” per l’unione dell’acido grasso con la glicerina o il propantriolo, dando origine al tipo più famoso di lipide, che vedremo nelle righe successive.

Sebbene possa essere difficile per noi immaginare questa biomolecola, i portali informativi ci mostrano la sua forma tridimensionale in modo interattivo. Comunque sia, una formula generale per l’acido grasso sarebbe simile a questa:

CH ₃ –(CH ₂ ) _n –COOH

La ” n ” fuori dalle parentesi nella formula deve aver attirato la tua attenzione, vero? Si riferisce al numero di ripetizioni dell’unità base della catena idrocarburica. In generale, gli acidi grassi hanno tra 12 e 24 atomi di carbonio, con 16 e 18 particolarmente tipici.

Tipi di acidi grassi e proprietà

Non possiamo continuare a scoprire il mondo dei lipidi senza prima descrivere i tipi di acidi grassi e le loro proprietà. Secondo i portali educativi, ci sono due gruppi principali. Li riassumiamo brevemente:

• Saturato: tutti i legami che uniscono gli atomi della catena sono semplici.
• Insaturi: se hanno un legame doppio o triplo nella loro struttura. In questo gruppo, i più comuni sono gli acidi grassi monoinsaturi, con un singolo doppio legame tra i carboni 9 e 10.

Successivamente, ricordiamo alcune delle proprietà fisico-chimiche degli acidi grassi:

1. Sono anfipatici: la catena idrocarburica è idrofobica e il gruppo carbossilico (COOH) è idrofilo. Ciò conferisce agli acidi grassi un carattere insolubile nell’acqua e, inoltre, consente la formazione di varie strutture cellulari negli esseri viventi, come il doppio strato lipidico.
2. Punto di fusione: è definito come la quantità di energia necessaria affinché il materiale passi allo stato liquido. Questo valore varia notevolmente tra acidi grassi saturi e insaturi. Ad esempio, l’acido stearico ha un punto di fusione di 71 gradi e l’acido oleico ha un punto di fusione di 16,3 gradi.
3. Esterificazione: combinando un acido grasso con un alcool si ottiene un estere e si libera una molecola d’acqua. Questo processo è essenziale per la formazione di alcuni tipi di lipidi.
4. Saponificazione: l’unione di un acido grasso con una base forte —come NaOH— dà origine al sapone e ad una molecola d’acqua.

Tipi di lipidi

Vi abbiamo detto nelle righe precedenti che l’unità funzionale di base del lipide è l’acido grasso, ma la verità è che non tutti ce l’hanno. In base a questo criterio, cioè se sono saponificabili o meno, possiamo distinguere due diversi tipi di lipidi. Ve li raccontiamo nelle righe seguenti.

1. Lipidi saponificabili

Sono quelli che, attraverso un processo di idrolisi —rottura della molecola in presenza di acqua—, danno origine agli acidi grassi. Pertanto, in presenza di basi forti, possono dare origine ai saponi sopra descritti. In questo gruppo possiamo trovare una varietà molecolare di vertigine, quindi proviamo a riassumere il conglomerato in pochi termini.

In primo luogo abbiamo i lipidi semplici, cioè gli esteri degli acidi grassi e dell’alcool. Questi sono divisi, a loro volta, in due gruppi.

• Acilgliceridi: basati sull’unione di una molecola di glicerina con uno (monogliceride), due (digliceridi) o tre (trigliceridi) acidi grassi. Qui abbiamo i grassi, il sebo e gli oli, cioè le riserve energetiche degli esseri viventi.
• Ceridi: sono esteri di un acido grasso con un alcool monoidrico lineare a catena lunga. Un esempio molto chiaro è la cera prodotta dalle api.

Nella seconda istanza troviamo i lipidi complessi, cioè quelli che contengono altri elementi oltre a carbonio, idrogeno e ossigeno. È qui che entra in gioco la parte NSP del suddetto mnemonico (CHONSP). In base agli elementi che presentano nella loro struttura chimica, questi lipidi si dividono nelle seguenti categorie:

• Fosfolipidi: 1 molecola di glicerina + 2 acidi grassi + 1 acido fosforico. Sono le unità essenziali della struttura della membrana cellulare degli esseri viventi.
• Fosfogliceridi: esteri che contengono acido fosforico invece di un acido grasso.
• Sfingolipidi: 1 alcool (sfingosina) + 1 acido grasso + 1 acido fosforico + 1 amminoalcol. Alcuni di loro hanno ruoli essenziali nella segnalazione cellulare.
• Glicolipidi: 1 ceramide + 1 carboidrato a catena corta. Qui troviamo gangliosidi e cerebrosidi.

Vertigini, vero? Se vogliamo trasmettere qualcosa con queste righe, è l’incredibile varietà di lipidi presenti in natura. Anche così, non andate in pensione, perché abbiamo ancora bisogno di un’altra categoria da descrivere: i lipidi non saponificabili.

2. Lipidi non saponificabili

Sono quelli che non sono composti da acidi grassi e, quindi, non possono dare origine a saponi attraverso la reazione di saponificazione. Vi presentiamo rapidamente i tipi all’interno di questa categoria:

• Terpeni: lipidi derivati dall’idrocarburo isoprene. A seconda del numero di molecole di isoprene che contengono, riceveranno nomi diversi, da monoterpeni a politerpeni. Oli essenziali vegetali, carotenoidi o gomma sono esempi di terpeni.
• Steroli: lipidi derivati dal ciclopentanoperidrofenantrene. Il solo nome ci fa girare la testa, quindi ci limiteremo a dire che gli ormoni sessuali o il colesterolo sono composti che rientrano in questo gruppo.
• Prostaglandine: lipidi derivati dagli acidi grassi essenziali omega-3 e omega-6 a 20 atomi di carbonio. Sono mediatori nei processi infiammatori e in alcune interazioni del sistema immunitario.

funzioni lipidiche

Una volta che abbiamo lasciato la giungla che è la classificazione dei lipidi, ci resta da esplorare quali sono le loro funzioni. Come abbiamo già detto, sono una perfetta riserva energetica, poiché i grassi immagazzinano più del doppio delle calorie rispetto ad altri composti organici.

Al di là di quanto si possa credere, i grassi in sé non fanno male. L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) raccomanda un apporto di grassi che rappresenti tra il 20 e il 30% dell’energia calorica totale nella dieta. Anche così, ci sono alcune osservazioni da tenere in considerazione rispetto a questa affermazione.

Portali medici come la US National Library of Medicine sottolineano che gli acidi grassi saturi aumentano i livelli di “colesterolo cattivo”. Per questo motivo, questi composti non dovrebbero rappresentare più del 6% dell’apporto calorico giornaliero. I prodotti con i lipidi più benefici per l’organismo sono quelli con acidi grassi monoinsaturi, come l’olio d’oliva.

Oltre la nutrizione

Nonostante l’importanza dei lipidi in campo nutrizionale, queste molecole organiche hanno usi molto più diversi. Per chiudere questa opportunità, ti mostriamo un elenco con alcuni di loro:

• Sono isolanti termici: i grassi proteggono gli esseri viventi dalle temperature esterne inclementi e consentono loro di bilanciare le proprie.
• Protezione meccanica: i tessuti adiposi proteggono ossa e organi da colpi e forze esterne.
• I lipidi costituiscono tra il 50-60% della massa cerebrale.
• Sono essenziali per la crescita e la rigenerazione dei tessuti.
• Fanno parte delle membrane degli esseri viventi a livello cellulare.
• Funzione biocatalitica: dai lipidi si formano ormoni sessuali, vitamine lipidiche e acidi biliari.

Molecole essenziali per la vita

Da un punto di vista evolutivo, la vita così come la conosciamo oggi non sarebbe possibile senza i lipidi. La cellula è l’unità funzionale degli esseri viventi e, senza fosfolipidi, non potrebbe presentare una membrana cellulare che la differenzia dall’ambiente.

Oltre a questo, e dal punto di vista nutrizionale, i lipidi formano il gruppo dei macronutrienti, insieme a proteine e carboidrati. Infine, sono anche molecole biocatalizzatori di composti essenziali per l’essere umano: dagli ormoni sessuali all’attivazione del sistema immunitario, i lipidi costituiscono una parte essenziale del nostro organismo.