Istruzioni per l’uso: i lipidi parte 2

I lipidi sono una classe di molecole biologiche insolubili in acqua con caratteristiche chimico-fisiche e strutture eterogenee.

Così come le loro caratteristiche, le funzioni svolte sono varie: ad esempio possono fungere da riserva energetica, essere componenti strutturali, messaggeri cellulari o favorire il ripiegamento delle proteine.

 

Nonostante questa eterogeneità, generalmente sono classificati in base alle caratteristiche chimiche in otto gruppi : Acidi grassi, Glicerolipidi, Glicerofosfolipidi, Sfingolipidi, Lipidi sterolici, Lipidi prenolici, Saccarolipidi, Polichetidi. tabella lipidi

Continuiamo ad analizzare nel dettaglio le funzioni svolte.

Sfingolipidi e Glicosfingolipidi

Sfingosina
Sfingosina

Un’altra classe di lipidi di membrana è rappresentata dagli sfingolipidi e dai glicosfingolipidi.

Queste molecole, a differenza dei fosfogliceridi, presentano come sostituto del glicerolo una molecola di sfingosina.

La struttura della sfingosina include una coda idrofobica a catena lunga, che richiede l’aggiunta di un solo acido grasso per renderlo adatto come lipide di membrana: se l’acido grasso è legato tramite il gruppo amminico della sfingosina, gli sfingolipidi prendono il nome di ceramidi.

lipide
Struttura generale di un ceramide

L’aggiunta di un gruppo funzionale al C-1 idrossilico della molecola dà origine a diverse varietà di sfingolipidi, come ad esempio la sfingomielina.

Sfingomielina
Sfingomielina

In alcuni sfingolipidi il gruppo di testa può contenere rappresentato carboidrati e queste molecole prendono il nome di glicosfingolipidi.

I glicosfingolipidi costituiscono la terza classe principale di lipidi di membrana. La loro struttura generale è mostrata dalla seguente figura.

glicosfingolipide
Struttura generale di un glicosfingolipide

A questa classe di lipidi appartengono molecole quali i cerebrosidi o monoglicosil-ceramidi e i gangliosidi.

lipidi
Ganglioside GM2

Come suggerito dai loro nomi questi composti, sono particolarmente comuni nelle membrane del cervello e delle cellule nervose.

Galattosilceramide
Galattosilceramide

Glicoglicerolipidi

Un’altra classe di lipidi, meno comune nelle membrane animali ma molto diffusa nelle membrane delle piante e dei batteri, è rappresentata dai glicoglicerolipidi. Questi sono composti da una molecola di glucosi, una di glicerolo e due catene di acidi grassi.

lipidi
Struttura generale dei glicoglicerolipidi

Risultano essere fra i lipidi di membrana polari più abbondanti, poiché risultano essere circa la metà dei costituenti strutturali delle membrane tilacoidali di cloroplasti.

 

Steroli

Oltre a i classici lipidi strutturali che costituiscono le membrane biologiche esiste una classe di lipidi ciclici che contribuiscono alla formazione di queste ultime, gli steroli.

lipidi
Struttura dello sterolo

Gli steroli sono presenti nella membrana di molte cellule eucariotiche.

La principale caratteristica strutturale di questo quinto gruppo di lipidi di membrana è il nucleo steroideo costituito da quattro anelli fusi, tre a sei atomi di carbonio e uno a cinque atomi.

Nelle membrane animali lo sterolo più abbondante è il colesterolo.

Struttura colesterolo
Struttura del colesterolo

Le molecole steroliche non sono tuttavia prerogativa del mondo animale: anche piante e funghi sono in grado di sintetizzarli. I batteri non hanno meccanismi di sintesi per queste molecole, tuttavia sono in grado di inserire nelle loro membrane steroli esterni.

Oltre ad essere costituenti delle membrane, gli steroli fungono anche da precursori di diversi prodotti con specifiche attività biologiche, come ad esempio ormoni steroidei o gli acidi biliari.

Altre funzioni dei lipidi

Oltre a svolgere funzione di riserva energetica e di componenti strutturali, i lipidi possono svolgere altre funzioni come ad esempio quello di molecole segnale.

Alcuni esempi di molecole segnale sono il fosfatidilinositolo ed i suoi derivati.

Il fosfatidilinositolo trifosfato e i suoi derivati vengono utilizzati come molecole segnale per la regolazione del metabolismo cellulare.

Fosfatidilinositolo
Fosfatidilinositolo

Un altro esempio dell’utilizzo di lipidi utilizzati come molecole segnale sono gli eicoesanoidi (prostaglandine, trombossani, leucotrieni): sono molecole originate dal metabolismo dell’acido arachidonico, un acido grasso poliinsaturo a venti atomi di carbonio, 20:4(Δ5,8,11,14).

lipidi
Strutture degli Acidi arachidonico (in alto), prostaglandina, trombossano e leucotriene (in basso, da sinistra a destra)

Gli eicosanoidi sono coinvolti nella funzione riproduttiva, nell‘infiammazione, nel rialzo termico (febbre), nel dolore associato ai traumi e alle malattie, nella formazione del coagulo sanguigno, nella regolazione della pressione, nella secrezione acida gastrica, e in vari altri processi che interessano la salute dell’uomo.


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Fonti:
  • David L. Nelson, Michael M. Cox – I principi di biochimica di Lehninger (VI Edizione – Zanichelli – 2014);
  • Christopher K. Mathews, Kensal E. van Holde, Dean – Biochimica IV edizione.
Francesco Nicchio

Francesco Nicchio

Dottore in Biotecnologie per la Salute, ama la Scienza in ogni suo campo. Adora la narrativa divulgativa, ed ancora di più maltrattare la sua chitarra.