APPUNTI SCOLASTICI - CHIMICA - LIPIDI
CARATTERISTICHE GENERALI
I lipidi sono biomolecole esattamente come proteine, carboidrati e acidi nucleici. A differenza loro però i lipidi non si polimerizzano, per questa ragione non si avranno mai lipidi ad alto peso molecolare.
I lipidi sono insolubili in acqua e solubili in solventi organici polari.
Le fonti lipidiche sono le cellule, i tessuti animali e vegetali.
I ruoli che ricoprono i lipidi sono i seguenti:
1) Ruolo strutturale: si trovano nelle membrane delle cellule;
2) Ruolo funzionale: senza la loro presenza le cellule non potrebbero vivere;
3) Ruolo energetico: sono doppiamente più energetici di proteine e carboidrati
I lipidi si classificano in saponificabili e insaponificabili a seconda o meno che contengano la funzione esterea o la funzione ammidica (o entrambe) e se quindi subiscono o meno la saponificazione. I lipidi saponificabili sono gliceridi, cere, fosfolipidi (fosfogliceridi e sfingofosfolipidi) e glicolipidi (glicogliceridi e sfingoglicolipidi)
GLI ACIDI GRASSI
Gli acidi grassi sono molecole lineari, quindi non ramificate, formate da un numero sempre pari di atomi di carbonio compreso tra 4 e 30. Possono inoltre essere saturi (se non presentano doppi legami) oppure insaturi (se presentano uno o più doppi legami).
La loro densità è inferiore a 1 (galleggiano in acqua, che ha densità = 1) e sono caratterizzati da una testa polare (-COOH), quindi idrofila e una coda formata dalla catena idrocarburica che è invece idrofoba. Se messi a contatto con l’acqua gli acidi grassi si disporranno quindi sulla superficie formando un leggero strato “protettivo” nei confronti dell’acqua.
Per quanto riguarda le differenze tra acidi grassi saturi e insaturi, occorre dire che, dal momento che i primi si trovano a temperatura ambiente sempre allo stato solido, mentre i secondi si trovano a temperatura ambiente sempre allo stato liquido. Il tutto è causato dalla presenza dei doppi legami: più doppi legami ci sono più il punto di fusione si abbassa, mentre invece più è lunga la catena più il punto di fusione si alza.
I più importanti acidi grassi saturi sono il palmitico ed il miristico
Tra gli acidi grassi insaturi ricordiamo: linoleico, linoleico,
oleico, palmitoleico e arachidonico. Da quest’ultimo derivano le prostaglandine, composti ad azione ormonale.
Inoltre gli acidi grassi insaturi presentano una configurazione Z (cis).
Da ricordare anche l’importanza degli acidi linoleico, linolenico e arachidonico che, non essendo sintetizzabili dall’uomo, devono essere introdotti con la dieta: sono quindi essenziali.
GLICERIDI
I gliceridi sono ottenuti grazie all’esterificazione del glicerolo mediante acidi grassi. Questa esterificazione può essere totale (nel caso dei trigliceridi), o parziale (nel caso dei mono-di gliceridi).
Inoltre i gliceridi possono essere semplici se esterificati dallo stesso acido grasso, oppure composti se esterificati da diversi acidi grassi.
Le caratteristiche fisiche dei gliceridi dipendono dagli acidi grassi che li comportano.
Gliceridi formati da acidi grassi insaturi avranno punti di fusione molto bassi (in quanto risulta difficile l’impaccamento delle molecole allo stato solido: occorre tenere presente che ad ogni doppio legame corrisponde una brusca deviazione della catena idrocarburica), al contrario quelli formati da acidi grassi saturi avranno punti di fusione molto più alti (70°C, esempio). Occorre tenere presente che più è lunga la catena idrocarburica, più la temperatura di fusione si alza.
Miscele di trigliceridi danno origine a oli (miscela tra trigliceridi liquidi a temperatura ambiente e quindi formati da acidi grassi insaturi e di origine vegetale) e grassi (miscela tra trigliceridi solidi a temperatura ambiente e quindi formati da acidi grassi saturi e di origine animale).
Per concludere la panoramica generale dei trigliceridi, occorre dire che sono apolari in quanto prevalgono le catene alifatiche sul gruppo estero-polare.
LE REAZIONI DEI TRIGLICERIDI
Sono quattro le reazioni che avvengono mediante l’utilizzo dei trigliceridi: saponificazione, idrogenazione, idrogenolisi e autossidazione.
1) Saponificazione: grazie all’utilizzo di basi molto forti (NaOH) e di alte temperature è possibile ottenere un sapone partendo da un trigliceride. Nel nostro corpo avviene lo stesso tipo di reazione, ma grazie alla presenza di un particolare enzima, detto lipasi, e dell’acqua. I saponi hanno la testa polare e la coda apolare e, solubilizzandosi in acqua andranno a formare delle micelle: le teste saranno rivolse verso l’acqua, mentre le code verso l’interno.
2) Idrogenazione: si parte da un trigliceride che è liquido a temperatura ambiente (formato quindi da acidi grassi insaturi e di conseguenza con uno o più doppi legami). Mediante un catalizzatore metallico (il Nichel, per esempio) si provvede alla rottura dei suddetti doppi legami e all’aggiunta di Idrogeno. Rompendo i doppi legami, il trigliceride diventerà solido (margarina). E’ per questo che questa reazione è nominata reazione di indurimento
3) Idrogenolisi: questa reazione che avviene ad alte temperature e a tinnitus and hyperacusis
pressione altissima (300 atm) grazie ad una miscela di ossidi (cromito di rame) prevede la rottura del legame estereo e la conseguente liberazione di alcoli. Questi alcoli sono molto importanti in quanto sono a catena lineare e sono utili per la detergenza. Il fatto che non abbiano catene ramificate (come invece quelli derivati dal petrolio) fa sì che, seppur molto costosi, siano biodegradabili, ovvero i microrganismi dell’ambiente riescono a ridurli in sostanze più semplici
4) Autossidazione: è una reazione che avviene quando il trigliceride viene lasciato a contatto con l’ossigeno. Si ha così la formazione di idroperossidi che hanno la capacità di cambiare le caratteristiche organolettiche delle sostanze. La formazione di idroperossidi può essere accelerata nel caso in cui i trigliceridi siano esposti alla luce solare. il fenomeno è anche noto sotto il nome di irrancidimento.
LE CERE
Le cere sono ottenute dall’esterificazione di alcoli ad alto peso molecolare mediante i soliti acidi grassi. Il loro ruolo è essenzialmente protettivo, si trovano infatti sulle piume dei volatili e sono insolubili in acqua. Sono però solubili se a contatto con solventi polari.
Una cera molto importante è anche il nostro cerume che ci aiuta a combattere le infezioni che provengono dal mondo esterno.
Hanno anche un ruolo energetico e si trovano nel plancton, dal quale, non a caso, partono catene alimentari che arrivano fino alle balene
I FOSFOLIPIDI
I fosfolipidi sono ottenuti da acidi grassi e acido fosforico esterificati con il glicerolo o con un ammino-alcol chiamato sfingosina. Nel primo caso si chiameranno fosfogliceridi (il cui capostipite è l’anione fosfatidato al quale si possono aggiungere altre molecole come la colammina, che dà così origine alla cefalina, o la colina che dà origine alla lecitina. In acqua formano, come i saponi, micelle), nel secondo caso sfingoglicolipidi (il più importante è la sfingomielina che è l’unico sfingoglicolipide di membrana in cui si sono formati un legame ammidico sull’acido grasso preferibilmente saturo, e un legame estereo sulla fosforilcolina).
I GLICOLIPIDI
I glicolipidi sono formati da glicerolo (o sfingosina) al quale sono legati acidi grassi e uno o più catene (una di seguito all’altra) di glucosio o galattosio (di norma legati all’ossigeno del C3). Anche in questa circostanza avremo, a seconda a cui sono legati gli acidi grassi e il glucosio/galattosio, glicogliceridi (presenza di glicerolo) o sfingoglicolipidi (presenza di sfingosina).
I glicolipidi non hanno la testa carica in quanto è assente il Fosforo.
Da ricordare infine che i glicolipidi e i fosfolipidi, se allineati, possono formare un doppio strato lipidico che tende a chiudersi in vescicole.
ISOPRENE,TERPENI, STEROIDI E VITAMINE
Ci sono alcune sostanze che non sono solubili in acqua e che contengono tutte la stessa funzione isoprenica. Prima di analizzarle occorre tenere presente che cosa sia l’isoprene. Essa è una molecola formata da 5 atomi di carbonio, di cui uno (un metile) si trova in posizione 2.
I terpeni sono di origine vegetale e, se miscelati, danno origine agli oli essenziali, molto usati in profumeria. Tra essi ricordiamo il mentolo. Vi sono anche terpeni di origine animale come lo squalene.
Gli steroidi si richiamano tutti alla struttura del ciclopentanperidrofenantrene. Tra essi ve ne sono alcuni che contengono una funzione alcolica e sono chiamati steroli tra i quali molto importanti sono il colesterolo (origine animale) e il sitosterolo (origine vegetale).
Dal colesterolo derivano due importantissimi ormoni: il testosterone (maschile) e l’estradiolo (femminile).
Le vitamine liposolubili che contengono unità isoprenoidi sono la A, la D, la E e la K.