Dalla lipogenesi alla perdita funzionale di grasso corporeo

I grassi ed il loro metabolismo

Il termine "Lipidi" definisce una vasta gamma di complessi presenti in tessuti animali e vegetali aventi in comune la insolubilità in acqua (idrofobia) e la estraibilità e solubilità solo con solventi organici come alcoli, esteri ecc...

La classificazione di Bloor prevede i seguenti tipi di composti:

Lipidi semplici che sono esteri di acidi grassi con alcoli, suddivisi in grassi neutri derivati dal glicerolo e cere

Lipidi composti che sono esteri di acidi grassi contenenti gruppi addizionali suddivisibili in fosfolipidi, cerebrosidi, steroli e steridi

Lipidi combinati con altre classi di composti suddivisibili in lipoproteine,fosfatido-peptidi, lipopolisaccaridi, lipoamminoacidi

La categoria di lipidi più diffusa è quella dei grassi neutri derivati dal glicerolo, un alcol trivalente.
Poiché gli ossidrili del glicerolo sono solo 3, si rende possibile la formazione di derivati mono-, di- e tri-esterificati che prendono il nome di monogliceridi, digliceridi e trigliceridi, molecole definite anfipatiche perché non disperdibili in acqua. Un classico trigliceride è formato da una molecola di acido stearico, una di acido palmitico e una di acido oleico, "accompagnate" da una molecola di glicerolo; la scissione fisiologica da tri a monogliceride avviene solamente quando le condizioni nutrizionali dell'organismo richiedono la mobilizzazione dei trigliceridi di deposito affinché siano utilizzati a scopo energetico - es. malnutrizione, digiuno, sindrome di Marasmus, sindrome di Kwashiorkior- o in situazioni di fortissimo stress psicologico.
Gli ormoni coinvolti nella lisi dei trigliceridi sono infatti la adrenalina, la noradrenalina, il glucagone e l'Adrenocorticotropo (ACTH), antagonisti dell'insulina; essi stimolano la attività della lipasi adipolitica la quale a sua volta è adibita alla idrolisi dei trigliceridi a livello cellulare.
I trigliceridi vengono idrolizzati in di- e mono-gliceridi e questi in glicerolo con liberazione di acidi grassi: a questo punto gli acidi grassi escono dall'adipocita e veicolati dall'albumina plasmatica vengono portati ai vari tessuti per essere utilizzati, mentre il glicerolo invece verrà utilizzato dal fegato o per la liposintesi o per la gluconeogenesi.
Questo processo fisiologico di idrolisi ci tornerà utile in seguito, quando vedremo come "manipolare" al meglio i rapporti tra i  vari macronutrienti in combinazione con l'allenamento per ottenere una lipolisi "funzionale".
La scissione chimica del trigliceride invece avviene attraverso un processo denominato saponificazione, che porta alla liberazione dei sali degli acidi grassi.
Gli acidi grassi saturi, cioè senza doppi legami, hanno formula generale CnH2nO2, composti quindi da Carbonio, Idrogeno e Ossigeno.
Il primo membro della serie è l'acido formico (H-COOH).
Nei grassi animali il più abbondante è il palmitico (ha 16 molecole di carbonio), immediatamente seguito dallo stearico (ha 18 molecole di carbonio).
A temperatura ambiente gli acidi grassi saturi con meno di 10 atomi di Carbonio sono oleosi, dunque nei grassi animali sono quasi assenti gli acidi grassi saturi con Carboni inferiori a 10 (solo i grassi del latte ne sono ricchi).

Gli acidi grassi insaturi, con uno o più doppi legami cioè, possono essere suddivisi in 5 serie a seconda del loro grado di insaturazione:

   serie dell'acido oleico → 1 doppio legame
   serie dell'acido linoleico → 2 doppi legami
   serie dell'acido alfa linolenico → 3 doppi legami
  serie dell'acido arachidonico→ 4 doppi legami
   serie dell'acido clupadonico → 5 doppi legami

La posizione dei doppi legami è fondamentale, infatti quando questa cambia si forma un isomero: ad esempio dall'acido oleico si possono avere 16 isomeri diversi.
In natura si trova generalmente la forma "cis" e l'acido oleico è quello più diffuso.
Gli acidi grassi insaturi hanno varie reazioni dovute alla posizione e conformazione dei doppi legami:

   la Idrogenazione, o indurimento dei grassi
   la Alogenazione
   la Ossidazione

Fatta questa sintetica panoramica, la domanda più intelligente ma che non mi viene mai rivolta è la seguente: "dove si formano gli acidi grassi?!"
Diciamo più in generale che ogni sostanza capace di trasformarsi in ACoA può essere trasformata in acido grasso, comunque la biosintesi "ex novo" avviene nel citoplasma a partire dal ACoA, mentre l'altra biosintesi opera allungando la catena carboniosa dell'acido palmitico che si è formato nel precedente processo e avviene nel microsoma e nel mitocondrio, nello specifico non nelle creste mitocondriali ma nella matrice, almeno così sembra essere dagli studi effettuati.
In genere, gli enzimi respiratori e quelli fosforilanti sono attaccati alla membrana, mentre quelli del ciclo di Krebs e quelli per la sintesi delle proteine e dei lipidi stanno nella matrice.
Esaminata la lipogenesi, cerchiamo di capire meglio adesso come si svolge il metabolismo lipidico.
Nella cellula dell'intestino i fosfolipidi ma soprattutto i trigliceridi neoformati si aggregano dando delle micelle rivestite di proteine che danno origine ai chilomicroni.
I chilomicroni hanno una emivita di circa 10 minuti.
In condizioni di malnutrizione, digiuno ecc. in questi 10 minuti essi vengono utilizzati da cuore, muscoli e fegato mentre in condizioni isocaloriche vengono trasportati al tessuto adiposo.
I famosi MCT, i Medium Chains Tryglicerids, diversamente vengono idrolizzati nel lume intestinale liberando gli acidi grassi, che a loro volta si riversano nel torrente ematico e veicolati dall'albumina - proteina plasmatica con bassissimo peso molecolare- al fegato.
A questo punto è importante dire che nel plasma non si ritrovano lipidi che non siano associati a proteine, quindi parleremo di lipoproteine.
Le lipoproteine sono classificate a seconda della loro densità:

1. Chilomicroni (I)
2. LDL (IIa)
3. LDL e VLDL (IIb)
4. LDL "flottanti" (III)
5. VLDL (IV)
6. VLDL e chilomicroni (V)
7. HDL

Tra queste i chilomicroni hanno il più elevato rapporto trigliceridi/proteine, esattamente 3:1.
Mentre i chilomicroni trasportano nel sangue i trigliceridi assorbiti dall'intestino, le VLDL trasportano quelli formatisi nel fegato; assieme interagiscono con le HDL  da cui ricevono esteri del colesterolo e apoproteina C II e a cui cedono fosfolipidi e apoproteina A I.
In seguito i chilomicroni e le VLDL, giunti nei vasi tissutali, vengono stimolati dalla lipoproteinlipasi che idrolizza i loro trigliceridi, i quali seguono il percorso descritto in precedenza.
Le VLDL invece perdendo i trigliceridi si trasformano in IDL (Intermediate Density Lipoproteins) e poi in LDL.
L'intero metabolismo dei lipidi è catalizzato da due enzimi:

la lipoproteinlipasi, che catalizza la idrolisi dei trigliceridi dei chilomicroni e delle LDL, e la lecitina colesterolo acil-transferasi, che interviene nella reazione fra lecitina e colesterolo dando lisolecitina e colesterolo esterificato.

Molto sommariamente, la demolizione intracellulare degli acidi grassi avviene con la Β-Ossidazione, nella quale l'attivazione con il CoA avviene a livello citoplasmatico, mentre l'ossidazione vera e propria avviene nel citoplasma; l'altra via di demolizione avviene nel ciclo di Krebs, il quale si attiva e prosegue nella matrice mitocondriale, come accennato prima.
Entrambi i processi sono definiti "endoergonici", cioè richiedono consumo di ATP.
Nel corpo umano l'ATP non è esattamente la prima riserva energetica di pronto uso, o meglio, non è la molecola di scambio presente in maggior concentrazione: è infatti solo terza, preceduta dal fosfoenolpiruvato e dalla PC (fosfocreatina).
Il prodotto finale del ciclo di Krebs sviluppa 38 ATP quindi 266 kcal/Mol e 1 molecola di acido grasso produce la bellezza di 457 ATP, circa 13 volte il valore di 1 molecola di glucosio, che ne sviluppa 36.
In termini calorici, parliamo di circa 110.000 kcal fornite da trigliceridi degli adipociti, trigliceridi intramuscolari e acidi grassi plasmatici a fronte di circa 1200-2000 kcal fornite per lo più da glicogeno epatico e intramuscolare.
Il valore energetico dei lipidi ha dunque il "palmares" nel corpo umano.
Illustrato esaurientemente il processo di genesi, metabolismo e demolizione degli acidi grassi, potrebbe sorgerci un dubbio: quali conseguenze ci sarebbero se il ciclo di Krebs non potesse essere attivato, e perché?!
Per introdurre gli acetili del CoA ed attivare il ciclo sono necessari l'ossalacetato e l' α-glicerofosfato, che presiede alla esterificazione degli acidi grassi nei trigliceridi.
Nel diabete e nel digiuno, quindi in condizioni di carenza di glucosio, il substrato metabolico prevalente sono gli acidi grassi; ora, l'ossalacetato è un intermedio del metabolismo glucidico - è derivato dal piruvato-, dunque per farla in termini molto semplici: "niente glucosio → niente ossalacetato → niente ciclo di Krebs → nessuna ossidazione degli acidi grassi → nessuna perdita di grasso corporeo".
Da qui la celeberrima frase: "I Lipidi bruciano al fuoco dei Carboidrati".
In queste condizioni, l'unica via disponibile all'ossidazione degli acidi grassi resta la Chetogenesi, che si svolge nei mitocondri degli epatociti.
In questa sede, da 2 molecole di ACoA si ha una molecola di acido acetacetico, il capostipite dei corpi chetonici, per riduzione una molecola di acido β-idrossibutirrico, e, per decarbossilazione, di acetone, il terzo corpo chetonico.
Parte di essi viene eliminata con le urine, parte invece viene ossidata da muscolo, cuore, reni e cervello.
Quest'ultimo, il cervello, incapace di utilizzare come substrato energetico gli acidi grassi, utilizza in carenza di glucosio come substrato energetico proprio i corpi chetonici.
Riassumendo, si può affermare che la demolizione degli acidi grassi a scopo energetico è correlata direttamente all'assunzione di O2, poiché la β-ossidazione nei mitocondri procede finchè l'O2 si lega all'Idrogeno: in condizioni anaerobiche la demolizione dei grassi dunque si ferma.

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