I lipidi sono molecole ternarie chimicamente eterogenee, contenenti C, H e O. Non formano polimeri come i glucidi, ma si aggregano per costituire delle membrane.
Le molecole lipidiche sono untuose al tatto, idrofobe e hanno una funzione:
- di riserva energetica, superiore a quella dei glucidi (9 kcal/g);
- strutturale, in quanto componenti delle membrane cellulari;
- di isolamento termico e meccanico;
- di impermeabilizzazione, ricoprendo le penne degli uccelli, i peli e la cute dei mammiferi e le pagine delle foglie;
- metabolica, perché possono essere usati per la costruzione di altre molecole.
I lipidi possono essere suddivisi in due grandi gruppi:
- Lipidi saponificabili, o lipidi complessi, composti da acidi grassi e glicerolo; ad essi appartengono i trigliceridi, i fosfolipidi e le cere.
- Lipidi insaponificabili, o lipidi semplici, un gruppo eterogeneo di molecole costituiti da anelli multipli; vi appartengono gli steroidi e i terpeni.
Lipidi saponificabili
Trigliceridi
I trigliceridi (triacilgliceroli) sono biomolecole derivanti dall'esterificazione di una molecola di glicerolo, un alcol a tre ossidrili, con tre acidi grassi e liberazione di tre molecole di acqua.
L'esterificazione può riguardare anche solo uno o due acidi grassi e quindi abbiamo i mono e i digliceridi.
Un acido grasso è formato da una lunga catena di atomi di carbonio (in numero pari da 4 a 24) con un gruppo carbossilico. Hanno, quindi, una parte polare, quella del carbossile e una apolare, della catena di carboni. Gli acidi grassi possono essere saturi se i carboni sono uniti solo da legami semplici, o insaturi se contengono uno o più legami doppi, generalmente cis; nel primo caso le molecole sono lineari, mentre nel secondo si piegano di circa 30° in corrispondenza del legame doppio. Se i doppi legami sono di tipo trans la molecola è lineare.
Alcuni acidi grassi, tra cui l'acido linoleico e l'acido linolenico, sono detti essenziali perché i mammiferi - e l'uomo in particolare - non sono in grado di sintetizzarli, perciò devono essere introdotti con la dieta.
| PRINCIPALI TRIGLICERIDI | |
|---|---|
| SATURI | |
| Acido butirrico | CH3(CH2)2COOH |
| Acido laurico | CH3(CH2)10COOH |
| Acido miristico | CH3(CH2)12COOH |
| Acido palmitico | CH3(CH2)14COOH |
| Acido stearico | CH3(CH2)16COOH |
| MONOINSATURI | |
| Acido oleico | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH |
| POLINSATURI | |
| Acido linoleico | CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH |
| Acido linolenico | CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH |
I trigliceridi possono essere saponificati mediante idrolisi a caldo con NaOH o KOH, ottenendo una molecola di glicerolo (glicerina) e tre di sapone. Nel primo caso si ottengono saponi duri, mentre nel secondo sono più morbidi.
Il sapone è disperso nell'acqua in forma di micelle, aggregati sferici orientati in modo che il gruppo polare si trovi all'esterno, a contatto con l'acqua e le code apolari sono rivolte verso l'interno, dove viene intrappolato l'unto.
I grassi animali, come il burro e il lardo, sono solidi a temperatura ambiente perché gli acidi grassi saturi hanno una struttura rigida e le molecole si affiancano in modo ottimale. Si accumulano nelle cellule adipose (adipociti) con funzione di riserva energetica e di isolamento termico.
I grassi vegetali o oli, come l'olio di oliva e di semi, hanno acidi grassi insaturi e la molecola è più flessibile e quindi sono liquidi a temperatura ambiente. La margarina, pur essendo di origine vegetale, è solida perché ha subito un processo di idrogenazione con catalizzatori metallici (Ni) che ha saturato gli acidi grassi.
Fosfolipidi
I fosfolipidi sono importanti molecole di consistenza cerosa, costituiti dal glicerolo al quale sono uniti due acidi grassi e un gruppo fosfato, a sua volta legato a un gruppo azotato o alla colina. Si formano così fosfogliceridi con una testa idrofila (gruppo fosfato) e due code idrofobe, perciò, se posti in acqua, si dispongono in doppie file, con la parte idrofoba rivolta verso l'interno e le teste polari all'esterno. I più importanti fosfolipidi sono le cefaline (etanolamina fosfogliceride) del tessuto cerebrale e le lecitine (colina fosfogliceride), presenti nel tuorlo d'uovo e nei semi, soprattutto di soia.
Cere
Le cere sono esteri di un solo acido grasso con alcoli o steroli, con un numero di atomi di carbonio tra 10 e 30. Quelle di origine vegetale, come la cutina, ricoprono la pagina delle foglie e la buccia dei frutti, rendendoli impermeabili. Importante è anche la cera d'api, la lanolina (il grasso della lana) e altre cere che impermeabilizzano le penne degli uccelli e i peli dei mammiferi.
Lipidi non saponificabili
Steroidi
Gli steroidi sono molecole con struttura ad anello, derivati dall'idrocarburo ciclopentanoperidrofenantrene, di cui il più importante rappresentante è il colesterolo. Esso è un componente delle membrane cellulari ed è precursore degli ormoni steroidei, come il testosterone, gli estrogeni e il progesterone, della vitamina D e dei sali biliari.
Terpeni
I terpeni, di origine vegetale, sono molecole che conferiscono le fragranze delle piante. Dal punto di vista chimico sono dimeri o polimeri del 2-metil-1,3-butadiene (isoprene). Le miscele costituiscono gli oli essenziali, usati in profumeria ed erboristeria. Alcuni terpeni superiori sono i carotenoidi, tra cui abbiamo il ß-carotene, precursore della vitamina A.
Tra i più importanti terpeni abbiamo le vitamine liposolubili A, E e K (oltre alla già citata D).
Prostaglandine
Le prostaglandine sono biomolecole con numerose attività fisiologiche importanti di tipo ormonale e regolatore. Derivano dall'acido arachidonico, che si ripiega a formare un anello di ciclopentano, da cui partono due catene, che le fanno assomigliare a forcine.
