Struttura dei Lipidi fosfolipidi, cerebrosidi, gangliosidi isoprene colesterolo.
Alma Mater Studiorum Generalità Università di Bologna · Colesterolo endogeno: (sintesi regolata...
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15 aprile 2004
Alma Alma Mater StudiorumMater StudiorumUniversità di BolognaUniversità di Bologna
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GeneralitàGeneralità
Grassi: termine chimico/alimentare
Lipidi: termine biochimico
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Principali lipidi alimentariPrincipali lipidi alimentari
TrigliceridiTrigliceridila principale fonte lipidica, caratterizzati dalla loro composizione in acidi grassi.FosfolipidiFosfolipidirappresentano circa il 2% dei lipidi alimentariColesteroloColesterolocontenuto negli alimenti di origine animaleAltre sostanzeAltre sostanzesteroli vegetali e vitamine liposolubili
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ColesteroloColesterolo
Colesterolo endogeno:(sintesi regolata dalla HMG-CoA reduttasi)
Colesterolo esogeno:assunto con gli alimenti (spesso esterificato con acidi grassi)
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Principali funzioni dei lipidiPrincipali funzioni dei lipidi
Sono fonte di energia per l'organismo (9 kcal/g)
Sono la principale riserva energetica
Hanno funzione strutturale e metabolica
Veicolano vitamine liposolubili
Apportano Acidi Grassi Essenziali (AGE)
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Principali acidi grassi negli alimentiPrincipali acidi grassi negli alimenti
Saturi Struttura Distribuzione in naturaButirrico 4:0 burro
Caproico 6:0 burro
Caprilico 8:0 olio di palma
Caprinico 10:0 olio di cocco
Laurico 12:0 olio di cocco
Miristico 14:0 soia, olio di cocco, burro
Palmitico 16:0 grassi animali e vegetali
Stearico 18:0 grassi animali e vegetali
Arachidico 20:0 lardo, olio di arachidi
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Principali acidi grassi negli alimentiPrincipali acidi grassi negli alimenti
Monoinsaturi Struttura Distribuzione in naturaPalmitoleico 16:1 n-7 grassi animali e vegetali
Oleico 18:1 n-9cis grassi animali e vegetali
Elaidico 18:1 n-9trans grassi vegetali idrogenati
Erucico 22:1 n-9 olio di colza, ravizzone
PolinsaturiLinoleico 18:2 n-6 principalmente grassi vegetali
α-Linolenico 18:3 n-3 principalmente grassi vegetali
γ-Linolenico 18:3 n-6 olio di borragine
Stearidonico 18:4 n-3 olio di ribes
Arachidonico 20:4 n-6 grassi animali
Eicosapentaenoico 20:5 n-3 pesce
Docosaesaenoico 22:6 n-3 pesce8
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Acidi Grassi Essenziali (AGE)Acidi Grassi Essenziali (AGE)
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Desaturasi negli organismi viventiDesaturasi negli organismi viventi
Vance DE and Vance JE, Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes, Ed. Elsevier, 1996 10
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∆9,12 18:2 n-6 ∆9,12,15 18:3 n-3
⇓ ∆6-desaturasi ⇓
∆6,9,12 18:3 n-6 ∆6,9,12,15 18:4 n-3
⇓ elongasi ⇓
∆8,11,14 20:3 n-6 ∆8,11,14,17 20:4 n-3
⇓ ∆5-desaturasi ⇓
∆5,8,11,14 20:4 n-6 ∆5,8,11,14,17 20:5 n-3
⇓ elongasi ⇓
∆7,10,13,16 22:4 n-6 ∆7,10,13,16,19 22:5 n-3
-----------------------------------------------------------------------------------------------
⇓ elongasi ⇓
∆9,12,15,18 24:4 n-6 ∆9,12,15,18,21 24:5 n-3
⇓ ∆6-desaturasi ⇓
∆6,9,12,15,18 24:5 n-6 ∆6,9,12,15,18,21 24:6 n-3
⇓ β -ossidazione ⇓
∆4,7,10,13,16 22:5 n-6 ∆4,7,10,13,16,19 22:6 n-3
Vie metaboliche degli AGEVie metaboliche degli AGE
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Serie Serie linoleicalinoleica
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Serie Serie linolenicalinolenica
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na 18:1 n-9 ∆9
∆6 desaturasi
18:2 n-9 ∆6,9
elongasi
20:2 n-9 ∆8,11
∆5 desaturasi
20:3 n-9 ∆5,8,11 eicosatrienoico
Carenza di EFACarenza di EFA
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Fattori influenzanti la Fattori influenzanti la ∆∆6 desaturasi6 desaturasi
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Sintesi di Sintesi di eicosanoidieicosanoidi
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Effetti degli Effetti degli eicosanoidieicosanoidi
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EicosanoidiEicosanoidi EicosanoidiEicosanoidi18
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EPA e DHAEPA e DHA
Esiste una correlazione inversa tra consumo di EPA e DHA e incidenza di malattie cardiovascolari.Il DHA si concentra in modo particolare nelle cellule cerebrali, nei tessuti neuronalie nella retina, influenzando i meccanismo di sviluppo ottimale delle strutture nervose.
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Digestione dei lipidiDigestione dei lipidi
I lipidi sono idrolizzati da enzimi che si trovano in fase acquosaIl substrato lipidico deve essere preparato fisicamente per poter interagire con gli enzimiFormazione di micelle per azione dei sali biliari per mantenere l’ emulsione grasso/acqua
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Principali fattori coinvolti nella Principali fattori coinvolti nella digestione lipidicadigestione lipidica
Emulsione dei grassiDuodenoSali biliariFegato
Favorisce l’adesione della lipasi alle micelle
DuodenoColipasi pancreatica
Pancreas
Idrolisi con produzione dimonogliceridi e acidi grassi
DuodenoLipasi pancreatica
Pancreas
Stomaco, duodeno
Lipasi gastrica
Stomaco
Idrolisi con produzione di digliceridi e acidi grassi
Bocca, esofago, stomaco
Lipasi linguale
Bocca
FunzioneLuogo d’azione
FattoreOrigine
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Altri fattori coinvolti nella Altri fattori coinvolti nella digestione lipidicadigestione lipidica
Cellule intestinaliI-FABP (Intestinal - FattyAcid Building Protein)
Pancreas esocrinoFosfolipasi A2
Pancreas esocrinoColesterolo esterasi
Sito di produzioneFattori
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Meccanismo d’azione dei sali biliariMeccanismo d’azione dei sali biliari
Triacilglicerolo
Sale biliare Lipasi
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Digestione dei lipidiDigestione dei lipidi
Grassi
Lipasi
Bile
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DigestioneDigestione
Il chimo proveniente dall’ambiente acido dello stomaco stimola nel duodeno il rilascio di colecistochinina-pancreozimina e di secretina. Queste sostanze provocano la secrezione di bile (contenente sali biliari, fosfolipidi e colesterolo) succo pancreatico (contenente lipasi e procolipasi) ed elettroliti (bicarbonato).
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DigestioneDigestione
L’attività lipasica è resa possibile da una colipasi (secreta come procolipasi ed attivata dalla tripsina).
Si forma un complesso stabile tra colipasi e lipasi che aderisce ai trigliceridi contenuti nelle micelle consentendone l’idrolisi
Le micelle biliari asportano inglobandoli i prodotti dell’idrolisi (acidi grassi e monogliceridi) rendendo possibile l’ulteriore demolizione.
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Proprietà emulsionanti delle micelleProprietà emulsionanti delle micelle
Le proprietà emulsionanti delle micelle biliari sono aumentate:
dall’incorporazione dei 22--monoacilglicerolimonoacilgliceroliprovenienti dall’idrolisi dei trigliceridi
dalla lisofosfatidilcolinalisofosfatidilcolina, prodotto dell’idrolisi della fosfatidilcolina ad opera della fosfolipasi A2
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Punti di attacco della lipasi Punti di attacco della lipasi pancreatica e della pancreatica e della fosfolipasi fosfolipasi AA22
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AssorbimentoAssorbimento
Gli acidi grassi e i monogliceridi sono assorbiti come monomeri liberi nell’ambiente acquoso che bagna l’enterocita
Man mano che vengono assorbiti le micelle ne rilasciano altri rendendo possibile la continuazione del processo
La lisofosfatidilcolina favorisce inoltre la cessione degli acidi grassi in fase acquosa
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AssorbimentoAssorbimento
L’assorbimento degli acidi grassi risente della loro solubilità in acqua:- acidi grassi a catena corta sono assorbiti più
velocemente di quelli a catena lunga- gli acidi grassi insaturi sono assorbiti
meglio dei corrispondenti saturi
Il colesterolo, scarsamente solubile in acqua, viene assorbito per il 40-50% dopo essere stato scisso dagli acidi grassi ad opera della colesterolo esterasi.
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II--FABPFABP
La proteina che lega gli acidi grassi intestinali si trova nel citoplasma delle cellule intestinali, forma complessi con gli acidi grassi assorbiti e li indirizza verso il reticolo endoplasmico liscio dove avviene la risintesi dei trigliceridi
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Assorbimento dei lipidi nell’intestinoAssorbimento dei lipidi nell’intestino
cellule dellamucosa
intestinale
proteinefosfogliceridicolesterolo
monogliceridiacidi grassi,
glicerolo
trigliceridi risintetizzati chilomicroni
trigliceridi
monogliceridi, acidi grassi, gliceroloassorbimento
fegato sangue linfa
digestione
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Trasporto dei lipidiTrasporto dei lipidi
Acidi grassi liberi a corta/media catena sono trasportati nel sangue legati ad una siero proteina l’albumina.Gli altri lipidi sono trasportati nel sangue come parte delle lipoproteine, particelle complesse formate da un core idrofobico ed uno strato superficiale idrofilico.
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Trigliceridi a corta/media catenaTrigliceridi a corta/media catena
Acidograsso
Acidograsso
Acidograsso
Cellula epiteliale dell’intestino
Rete dicapillari
Sistemaportale
Acidi grassi(6-10 C) legati all’albumina
Compensano carenze di apolipoproteine, enzimi pancreatici o sali biliari
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Fosfolipide
Colestrolo libero
Trigliceridi
Esteri del colesterolo
Apolipoproteina
Lipoproteine Lipoproteine
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LipoproteineLipoproteine
ChilomicroniChilomicroni: a bassa densità formati da trigliceridi, fosfolipidi, acidi grassi liberi e colesterolo. Rappresentano il principale veicolo dei lipidi dal canale alimentare al fegato.VLDLVLDL: sintetizzate a livello epatico, contengono principalmente trigliceridi, trasportano i lipidi dal fegato verso i tessuti perifericiLDLLDL: derivate dalle VLDL per perdita di una quota lipidica, trasportano soprattutto colesterolo alle cellule dove trovano specifici recettori.HDLHDL: ad alto contenuto proteico, responsabili del trasporto inverso del colesterolo dai tessuti al fegato.
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na Chilomicroni
Trigliceridi
Fosfolipidi
Esteri del colesterolo
Proteine
Colesterolo
Altre sostanze
VLDL
HDLLDL
Composizione delleComposizione delle lipoproteinelipoproteine
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Apolipoproteine Apolipoproteine del plasma umanodel plasma umano
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Metabolismo dei Metabolismo dei chilomicronichilomicroni
Arienti G, Le basi molecolari della nutrizione. II edizione. Ed. Piccin, 2003
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Metabolismo delle VLDLMetabolismo delle VLDL
Arienti G, Le basi molecolari della nutrizione. II edizione. Ed. Piccin, 2003 40
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Aspetti metabolici delle HDLAspetti metabolici delle HDL
Arienti G, Le basi molecolari della nutrizione. II edizione. Ed. Piccin, 2003
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Aspetti metabolici delle HDLAspetti metabolici delle HDL
Le HDL si caricano di colesterolo libero quando vengono a contatto con i tessuti.
La LCAT trasforma parte del colesterolo libero in colesterolo estere che viene ceduto ad altre componenti lipoproteiche (LDL – VLDL).
Le HDL sono quindi responsabili del “trasporto inverso” del colesterolo al fegato che avviene direttamente (colesterolo libero) e indirettamente (colesterolo esterificato)
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LecitinaLecitina--colesterolo colesterolo aciltransferasiaciltransferasi(LCAT)(LCAT)
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Schema del trasporto dei lipidi nel Schema del trasporto dei lipidi nel sangiesangie
Schema del trasporto dei lipidi nel sangueSchema del trasporto dei lipidi nel sangue
Viola, L’Olio di Oliva e la Salute, Consiglio Oleicolo Internazionale, Madrid, 1997 44
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Endocitosi Endocitosi mediata dal recettore per le LDLmediata dal recettore per le LDL
Fondamenti di Biochimica, D Voet, JG Voet, CW Pratt, ed. Zanichelli 2001
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LDLLDL
I recettori delle LDL svolgono un ruolo importante nel controllo dei livelli plasmatici di LDL-colesterolo
La concentrazione delle LDL nel plasma dipende dalla velocità di produzione delle VLDL e di rimozione delle LDL da parte del fegato e dalla disponibilità di recettori.
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Assorbimento LDL Assorbimento LDL plasmatiche plasmatiche e e controllo della produzione delle LDL controllo della produzione delle LDL
da parte dei recettori epatici per le LDLda parte dei recettori epatici per le LDL
AA
BBCC
A. Soggetto normale
B. Soggetto affetto da ipercolesterolemia familiare
C. Soggetto che segue una dieta ricca di colesterolo
Fondamenti di Biochimica, D Voet, JG Voet, CW Pratt, ed. Zanichelli 2001
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Relazioni ipotizzate tra Relazioni ipotizzate tra acidi grassi dietetici e colesterolo LDLacidi grassi dietetici e colesterolo LDL
Acidi grassi a catena medio-corta e il 18:0 non influenzano i livelli ematici di colesterolo LDL
Acidi grassi saturi (12:0, 14:0 e 16:0) fanno diminuire l’attività del recettore per le LDL ed aumentano la concentrazione ematica di colesterolo LDL
18:1 cis fa aumentare l’attività del recettore e riduce la produzione di colesterolo LDL (in forma trans no)
Acidi grassi insaturi aumentano l’escrezione biliare del colesterolo, influenzano l’attività HMG-CoA reduttasica, aumentano l’attività del recettore per le LDL. Un eccesso di PUFA può tuttavia favorire l’ossidazione delle LDL ed aumentare il rischio aterosclerotico.
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Legame tra recettore ed LDLLegame tra recettore ed LDL
Viola, L’Olio di Oliva e la Salute, Consiglio Oleicolo Internazionale, Madrid, 1997
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Formazione delle cellule schiumoseFormazione delle cellule schiumose
Mariani Costantitni, Cannella, Tomassi. Fondamenti di Nutrizione Umana. Ed. Il Pensiero Scientifico Editore. 1999 50
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Fattori favorenti la formazione Fattori favorenti la formazione di placche di placche ateromatoseateromatose
Le placche ateromatose si formano a causa di un’alterazione del flusso delle LDL-colesterolo attraverso l’intima.I principali fattori responsabili dello squilibrio sono:1. Ossidazione delle LDL con conseguente
non riconoscimento da parte del recettore e formazione delle cellule schiumose (macrofagi + ox-LDL)
2. Insufficiente rimozione del colesterolo da parte delle HDL
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Lipoproteine ed aterosclerosiLipoproteine ed aterosclerosi
blood vessel lumen
smooth muscle cells
endothelial cells
elastic lamina
Lume del vaso sanguigno Cellule endoteliali
Lamina elasticaCellule muscolari piatte
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Formazione della placca Formazione della placca ateromatosaateromatosa
blood vessel lumen
smooth muscle cells
endothelial cells
• foam cell LDL • • • • • •
•• • •
Lume del vaso sanguignoCellule endoteliali
Cellule muscolari piatte
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Livelli ematici di colesteroloLivelli ematici di colesterolo
Colesterolo totaleColesterolo totale< 200 mg/100mL valore desiderabile
200-250 mg/100mL valore moderatamente elevato
>250 mg/100mL valore elevato
Rapporto colesterolo totale/HDLRapporto colesterolo totale/HDL compreso tra 3 e 4Es. Colesterolo totale 240 : HDL 60 = 4 (accettabile)
Colesterolo totale 240 : HDL 30 = 8 (non accettabile)
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Formazione della lesione Formazione della lesione ateroscleroticaaterosclerotica
Viola, L’Olio di Oliva e la Salute, Consiglio Oleicolo Internazionale, Madrid, 1997
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Fabbisogno di lipidiFabbisogno di lipidi
I livelli di assunzione raccomandati per la popolazione italiana (LARN) suggeriscono per i grassi un apporto pari al:
50% dell’energia nel lattante35-40% sino al 2° anno di vita30% nell’adolescente25-30% nell’adulto
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Fabbisogno di lipidi in % rispetto al Fabbisogno di lipidi in % rispetto al fabbisogno calorico giornalierofabbisogno calorico giornaliero
Dal punto di vista qualitativo:Acidi grassi saturi 7-10%
Acidi grassi monoinsaturi 12-15%
Acidi grassi polinsaturi: 7-10% di cui 2,5-3% AGE
acido linoleico 2-2,5% e acido alfa-linolenico 0,2-0,5%)