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Docente Sara Baldelli Lezione Digestione dei lipidi  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: caratteristiche generali La digestione dei lipidi ed il loro assorbimento sono processi complessi che coinvol...

Docente Sara Baldelli Lezione Digestione dei lipidi  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: caratteristiche generali La digestione dei lipidi ed il loro assorbimento sono processi complessi che coinvolgono enzimi solubili in ambiente acquoso e substrati insolubili, neutri ed anfipatici, e si svolgono soprattutto nello stomaco e nel piccolo intestino. Digestione dei lipidi 2 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: caratteristiche generali I lipidi presenti nella dieta dell’uomo sono i trigliceridi, i fosfolipidi, gli steroidi, in particolare il colesterolo e i suoi esteri, le vitamine liposolubili, ossia le vitamina A, D, E e K, ed i carotenoidi. Possono essere presenti in forma di grassi, solidi a temperatura ambiente, ed oli, liquidi. Digestione dei lipidi 3 di 33  Sara Baldelli Trigliceridi I trigliceridi o triacilgliceroli rappresentano circa il 90% di tutti i lipidi ingeriti. Sono formati da una unità di glicerolo esterificata a tre acidi grassi, per la maggior parte a catena lunga (16-20 atomi di carbonio). Hanno una densità energetica più che doppia rispetto ai carboidrati (9 kcal/g contro circa 3,75 dei carboidrati) e agli aminoacidi, ma per poter essere utilizzati come composti energetici devono liberare i loro acidi grassi. Digestione dei lipidi 4 di 33  Sara Baldelli Fosfolipidi I fosfolipidi, i principali costituenti delle membrane biologiche, sono formati da una molecola di glicerolo esterificata a due acidi grassi in posizione sn-1 ed sn-2, ed a un acido ortofosforico in posizione sn-3. A sua volta il gruppo fosfato lega tramite legame estere un gruppo idrofilico, ad esempio colina, serina, o inositolo. Digestione dei lipidi 5 di 33  Sara Baldelli Colesterolo Il colesterolo ed i suoi esteri, insieme a piccolissime quantità di ormoni steroidei, sono solo di origine animale, a differenza dei lipidi visti sinora che possono avere provenienza anche vegetale. Nel piccolo intestino oltre al colesterolo alimentare (che non dovrebbe superare i 300 mg al giorno) si ritrova anche quello trasportato dalla bile, circa 1 g. Sia il colesterolo alimentare che quello biliare sono per la maggior parte in forma non esterificata, circa l’85-90%, l’unica forma che sarà assorbita. Al pari delle vitamine, anche il colesterolo non rappresenta una fonte di energia. Digestione dei lipidi 6 di 33  Sara Baldelli Nonostante le raccomandazioni di tutte le società scientifiche, che suggeriscono un apporto lipidico, e quindi fondamentalmente di trigliceridi, tale da coprire circa il 30% del fabbisogno energetico, ad oggi nella dieta occidentale i lipidi arrivano a coprire dal 30 al 45% delle calorie giornaliere. Digestione dei lipidi 7 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe La digestione dei lipidi ha inizio nella bocca, prosegue nello stomaco e termina nel piccolo intestino o intestino tenue. Gli enzimi che catalizzano le reazioni responsabili della digestione dei trigliceridi sono detti lipasi. Sono proteine che catalizzano la parziale idrolisi dei trigliceridi a dare una miscela di acidi grassi liberi e acilgliceroli. Esistono diverse lipasi, la più importante delle quali è prodotta dal pancreas esocrino; le altre sono la linguale, la gastrica e quella presente nel latte materno. Digestione dei lipidi 8 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe Nella bocca grazie alla masticazione, il cibo è ridotto in piccole particelle e mescolato alla lipasi linguale. L’enzima è prodotto e secreto dalle ghiandole sierose linguali o di von Ebner; è stabile in ambiente acido e quindi rimane attivo nello stomaco, e nel caso in cui manchi la secrezione di ione bicarbonato dal pancreas, anche nel piccolo Negli adulti sani l’azione intestino. dell’enzima è poco importante La lipasi linguale porta alla liberazione di un singolo ai fini digestivi. Al contrario nei acido grasso, di preferenza a catena corta o media, neonati, dove la lipasi ed di un 1,2-diacilglicerolo la cui digestione pancreatica non è ancora terminerà nel duodeno. pienamente attiva, Digestione dei lipidi 9 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe Il rilascio di acidi grassi a catena corta e media e di diacilgliceroli è importante anche perché sono molecole anfipatiche, ossia nella loro struttura si può individuare una regione idrofilica, che interagisce con l’ambiente acquoso circostante, ed una idrofobica che potrà immergersi nell’ambiente apolare presente all’interno delle gocce lipidiche. Questo, assieme all’opera di rimescolamento dello stomaco, porta alla formazione di un’emulsione composta da goccioline via via più piccole, che verrà poi riversata nel duodeno come chimo. Digestione dei lipidi 10 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe Nello stomaco i lipidi incontrano una seconda lipasi acida, la lipasi gastrica, che viene secreta dalle cellule principali delle ghiandole del fondo dello stomaco. L’enzima ha un pH ottimale intorno a 4, ma è comunque abbastanza attivo anche a valori di pH meno acidi, pari a 6- 6,5. E’ quindi probabile che rimanga attivo anche nella parte alta del duodeno, dove il pH è compreso tra 6 e 7. Digestione dei lipidi 11 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe La lipasi gastrica catalizza di preferenza l’idrolisi dei trigliceridi con acidi grassi a catena corta e media, ma può agire anche su quelli con acidi grassi a catena lunga. A prescindere dal tipo di acido grasso, catalizza di preferenza il distacco di quelli in posizione sn-3, portando alla liberazione di un acido grasso libero ed un 1,2-diacilglicerolo. Digestione dei lipidi 12 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe La lipasi gastrica, al pari della lipasi linguale, è particolarmente attiva sui trigliceridi del latte anche materno, ricco di acidi grassi a catena corta e media, ma anche su quelli di alcuni oli tropicali ricchi di acidi grassi a catena media, come quello di cocco. L’enzima può idrolizzare il 10-30% dei trigliceridi ingeriti, e nel neonato sino al 50% dei trigliceridi del latte materno. Digestione dei lipidi 13 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe Il chimo, contenente un’emulsione lipidica in forma di goccioline di diametro inferiore a 0,5 mm, passa nella prima parte del piccolo intestino, il duodeno, dove la digestione dei lipidi prosegue. I SALI BILIARI (derivati del colesterolo) hanno azione detergente, emulsionano i lipidi e producono micelle che consentono l’attacco da parte degli enzimi digestivi, solubili in acqua; facilitano l’assorbimento del lipide attraverso la mucosa intestinale. Essi sono di fondamentale importanza per l’assorbimento delle vitamine liposolubili A, D, E, e K. Digestione dei lipidi 14 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe Nel duodeno si mescola alla bile, il cui rilascio ad opera della colecisti è stimolato dalla colecistochinina, secreta da cellule presenti nella mucosa del duodeno e del digiuno a seguito di un pasto, in particolare se ricco di grassi. Digestione dei lipidi 15 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe La colecistochinina stimola anche il pancreas esocrino a secernere un succo pancreatico contenente, tra gli altri, la lipasi pancreatica. L’enzima opera la digestione della maggior parte dei trigliceridi ingeriti, principalmente nella porzione superiore del digiuno, ed ha un pH ottimale di azione compreso tra 7,0 e 8,8. Catalizza di preferenza il distacco degli acidi grassi, in genere con 10 o più atomi di carbonio, in posizione sn-1 e sn-3 dello scheletro di glicerolo. I prodotti della reazione sono acidi grassi liberi e 2-monoacilgliceroli. Digestione dei lipidi 16 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe Nel succo pancreatico è presente anche la colesterolo esterasi, prodotta e secreta dal pancreas esocrino in forma attiva. Tra gli enzimi coinvolti nella digestione dei lipidi è quello con la più ampia specificità, essendo attivo su: esteri del colesterolo, con prodotti di reazione: colesterolo ed acidi grassi liberi; trigliceridi, sui quali può idrolizzare tutti i legami estere, e per questo è anche detto esterasi non specifica (attiva sul 10-15% dei trigliceridi ingeriti); monoacilgliceroli; fosfolipidi; esteri delle vitamina A e D. Digestione dei lipidi 17 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe La colesterolo esterasi è attiva di preferenza sugli esteri del colesterolo inglobati nelle micelle di sali biliari. Inoltre la sua attività è stimolata dai sali biliari, in particolare i sali triidrossilici che inducono una modificazione conformazionale in conseguenza della quale la proteina risulta attivata. La colesterolo esterasi è anche in grado di autoaggregarsi in strutture polimeriche, proprietà promossa dai sali triidrossilati visti in precedenza. Digestione dei lipidi 18 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe La digestione dei fosfolipidi avviene in reazioni catalizzate da fosfolipasi, per la maggior parte la fosfolipasi A2 pancreatica. L’enzima è presente nel succo pancreatico in forma di zimogeno, detto profosfolipasi A2, ed attivato nel lume intestinale dall’azione della tripsina, enzima che interviene nella digestione delle proteine. La fosfolipasi A2 catalizza in modo specifico il distacco dell’acido grasso in posizione sn-2 del fosfolipide, mentre ha una specificità molto ampia sia per quanto riguarda la lunghezza della catena carboniosa dell’acido grasso bersaglio che del gruppo presente nella testa polare del fosfolipide. Digestione dei lipidi 19 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi: le tappe Nel succo pancreatico è presente anche una fosfolipasi A1, che rimuove l’acido grasso dalla posizione sn-1 del fosfolipide. Nella mucosa intestinale sembra essere presente una terza, modesta, attività fosfolipasica, grazie ad un enzima intrinseco di membrana dell’enterocita, chiamato fosfolipasi B o retinil estere idrolasi, essendo attivo anche sugli esteri della vitamina A. La digestione dei fosfolipidi può fermarsi ai lisofosfolipidi o essere completa. Digestione dei lipidi 20 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi 21 di 33  Sara Baldelli Digestione dei lipidi 22 di 33  Sara Baldelli Assorbimento dei lipidi: Introduzione Mentre i sali biliari permettono la digestione e l’assorbimento dei lipidi a livello delle membrane dei microvilli, il trasporto dei lipidi nei fluidi organici (linfa e sangue) è affidato a sistemi di trasporto di natura proteica , dei quali il principale è costituito dalle lipoproteine. Nell’intestino si formano i più voluminosi complessi lipoproteici, denominati chilomicroni, che trasportano la maggior quota dei lipidi assunti con la dieta direttamente ai tessuti periferici, attraverso la circolazione linfatica ed ematica. Digestione dei lipidi 23 di 33  Sara Baldelli Assorbimento dei lipidi: le tappe Grazie alle ridotte dimensioni e all'azione solubilizzante dei sali biliari, le micelle sono solubili nell'ambiente acquoso. Giunte in prossimità dei microvilli che tappezzano la superficie esterna dei villi intestinali (orletto a spazzola), le micelle rilasciano il loro contenuto. I singoli componenti, in virtù della loro lipoficità, riescono ad attraversare la membrana plasmatica dell'orletto a spazzola e a penetrare negli enterociti. A questo punto tali sostanze, per essere riversate nel plasma o nella linfa, devono necessariamente riunirsi e formare delle lipoproteine, veri e propri agglomerati costituiti da una porzione lipidica e da una parte proteica. Digestione dei lipidi 24 di 33  Sara Baldelli Viene prodotta una lipoproteina, chiamata chilomicrone e costituita da un cuore lipidico (formato da trigliceridi, fosfolipidi, colesterolo e vitamine), circondato da molecole proteiche. Dopo essere usciti dall'enterocita con un meccanismo di esocitosi, i chilomicroni passano nel liquido interstiziale e da qui ai vasi linfatici interni al villo Digestione dei lipidi 25 di 33  Sara Baldelli Assorbimento dei lipidi: le tappe 1. Giunti in prossimità delle cellule muscolari o adipose, i chilomicroni trasportati dal sangue rallentano la loro marcia e si legano a dei siti presenti sulla parete dei capillari. Grazie a questo legame il chilomicrone cede parte dei trigliceridi ai tessuti (soprattutto a quello muscolare e a quello adiposo), riducendo il suo carico lipidico. Digestione dei lipidi 26 di 33  Sara Baldelli Assorbimento dei lipidi: le tappe 2. I chilomicroni poveri di trigliceridi (detti rimanenze) arrivano al fegato, penetrando al suo interno. Gli epatociti, dopo averli inglobati, digeriscono l'involucro esterno di natura proteica, liberando il loro contenuto lipidico. I trigliceridi vengono in parte utilizzati come riserva ed in parte degradati a scopo energetico in glicerolo più acidi grassi. Questi ultimi, dopo essere entrati nel ciclo di Krebs, verranno ulteriormente degradati ad acqua ed anidride carbonica, con formazione di ATP. Digestione dei lipidi 27 di 33  Sara Baldelli Chilomicroni Lipoproteine costituite da un cuore lipidico (formato da trigliceridi, fosfolipidi, colesterolo e vitamine liposolubili), circondato da molecole proteiche. Questa sorta di mantello, grazie all'idrosolubilità conferitagli dalle proteine, aumenta il grado di solubilità del chilomicrone nel mezzo acquoso. Digestione dei lipidi 28 di 33  Sara Baldelli Chilomicroni Queste macromolecole vengono prodotte negli enterociti (cellule intestinali), dai quali fuoriescono per entrare nel circolo linfatico e, successivamente, in quello ematico. Dopo aver distribuito il loro contenuto lipidico ai vari tessuti, i chilomicroni vengono convogliati al fegato, che provvede a distruggere il loro involucro proteico e a riciclare i residui lipidici racchiusi al loro interno. Digestione dei lipidi 29 di 33  Sara Baldelli VLDL Le VLDL (lipoproteine a bassissima densità) sono sintetizzate dagli epatociti. Trasportano trigliceridi dal fegato (dove sono stati sintetizzati, per esempio, a partire dal glucosio) ad altri tessuti (soprattutto quello adiposo e muscolare). Digestione dei lipidi 30 di 33  Sara Baldelli LDL Le LDL (lipoproteine a bassa densità) derivano dalle VLDL, per progressivo impoverimento del loro contenuto in trigliceridi. Sono cariche di colesterolo che trasportano e distribuiscono ai tessuti periferici. Digestione dei lipidi 31 di 33  Sara Baldelli HDL Le HDL (lipoproteine ad alta densità) sono secrete nel sangue da fegato e intestino. Sono quindi deputate al trasporto del colesterolo dai tessuti periferici al fegato (attuano il cosiddetto trasporto inverso del colesterolo). Digestione dei lipidi 32 di 33  Sara Baldelli Conclusioni In questa lezione abbiamo trattato di: Digestione dei lipidi: caratteristiche generali; Trigliceridi; Fosfolipidi; Colesterolo; Le tappe della digestione dei lipidi; Assorbimento dei lipidi: le tappe; Lipoproteine e classificazione Digestione dei lipidi 33 di 33