Mappa concettuale e riassunto I lipidi

I lipidi o grassi sono una classe di composti organici le cui caratteristiche principali sono l’insolubilità in acqua (definiti idrofobici), mentre sono solubili in solventi organici. La loro struttura è costituita prevalentemente da atomi di carbonio e idrogeno, tenuti insieme mediante legami covalenti apolari. In alcuni lipidi sono presenti gruppi polari che conferiscono a queste molecole proprietà diverse.

In questa mappa concettuale sui lipidi vengono descritti:

La classificazione

I lipidi si distinguono principalmente in base alla loro struttura chimica in esteri e idrocarburi e possono essere aciclici, ciclici o policiclici. La classificazione internazionale prevede tre categorie principali: lipidi semplici, lipidi complessi e lipidi derivati.

Recentemente è stata introdotta un'ulteriore classificazione basata sulla presenza di due unità costitutive fondamentali: l'unità chetoacilica e l’unità isoprenica. In base a questa distinzione queste importanti molecole sono state suddivise in otto classi: acidi grassi, glicerolipidi, glicerofosfolipidi, sfingolipidi, saccarolipidi e polichetidi (tutti aventi unità chetoaciliche ); steroli e prenoli (con unità isopreniche).

Un’ulteriore distinzione che viene considerata è quella tra lipidi saponificabili e non saponificabili e si basa sulla proprietà di formare saponi per idrolisi del legame estereo tra acido grasso e alcol. L’idrolisi dei lipidi saponificabili avviene in presenza di idrossido di sodio o di potassio (NaOH o KOH), grazie ai quali liberano l’alcol che corrisponde al sale sodico o potassico dell’acido grasso (il sapone).  

I lipidi semplici

Trigliceridi

I lipidi più semplici sono i trigliceridi e sono anche i più abbondanti in natura. Essi si trovano sia in grassi animali solidi sia in oli vegetali liquidi. La loro principale funzione è quella di riserva energetica nel tessuto adiposo animale. Un trigliceride è composto da una molecola di glicerolo a cui sono legati tre acidi grassi per esterificazione, cioè il legame tra il gruppo carbossilico degli acidi grassi e i gruppi ossidrilici del glicerolo. 

Gli acidi grassi sono i lipidi più semplici e diffusi e sono diversi tra loro in base alla lunghezza della catena carboniosa e al tipo di legame che tiene insieme gli atomi di carbonio che sono sempre presenti in numero pari (tra 12 e 20). Se tali legami sono tutti singoli allora si parla di acidi grassi saturi, nel caso essi sono doppi si parla di acidi grassi insaturi. A temperatura ambiente gli acidi insaturi possono essere allo stato solido o liquido in base al grado di saturazione, cioè al numero di doppi legami. Gli oli, infatti, avendo un gran numero di acidi grassi insaturi si fondono a temperature basse. 

Cere

Le cere sono costituite da lunghe catene di acidi grassi con un elevato numero di atomi di carbonio. Gli acidi delle cere possono essere saturi o insaturi, a catena lineare o ramificata. Le cere fanno parte di essere viventi, possono essere anche costituenti dello scheletro di molti insetti o del rivestimento del piumaggio degli uccelli acquatici.

Terpeni

I terpeni sono costituiti da unità di base rappresentata dall’isoprene, avente cinque atomi di carbonio e due doppi legami (diene), che può avere una catena aperta o chiusa, possono avere più di una unità isoprenica. Questi lipidi sono responsabili del profumo di piante e fiori. I carotenoidi sono pigmenti animali e vegetali e anch'essi rientrano in questa categoria. 

Gli steroidi

Sono i lipidi policiclici che si formano dall’unione del fenantrene idrogenato con il ciclopentano, formando il ciclopentanoperidrofenantrene. La loro struttura è quindi formata da tre anelli a sei termini e un anello a cinque termini. Il colesterolo è lo steroide più importante e si trova nelle membrane cellulari eucariotiche. La sua funzione è quella di essere il precursore di molti ormoni, della vitamina D3 e degli acidi biliari.

I lipidi complessi

La composizione dei lipidi complessi è data da carbonio, idrogeno, ossigeno e fosforo o azoto e ne fanno parte i fosfolipidi, glicolipidi e solfolipidi. Sono detti anche saponificabili perché quando si trovano in una soluzione basica sono in grado di formare saponi. I fosfolipidi hanno una struttura chimica caratterizzata da una testa idrofila e una coda idrofoba: sono detti anfipatici.

La molecola principale che li costituisce è il glicerolo legato chimicamente a due catene di acidi grassi e un gruppo fosfato. Essendo anfipatici riescono a formare le membrane cellulari biologiche: si dispongono in modo tale che le teste idrofile siano rivolte sia verso la soluzione acquosa all’interno e all’esterno della cellula, mentre le code idrofobe si attraggono tra loro all’interno della membrana cellulare. I glicolipidi nascono dall’unione di lipidi e carboidrati.

Le caratteristiche fisico-chimiche

I lipidi vengono distinti in polari e non polari in base alla loro capacità di interagire con l’acqua. Essendo generalmente idrofobici sono in grado di ridurre la tensione superficiale delle soluzioni e nelle soluzioni acquose tendono a portarsi nell'interfase aria-liquido e a legarsi fra loro formando uno strato sulla superficie della soluzione acquosa. Ciò avviene solo nel caso di lipidi polari i quali possono essere suddivisi in tre classi.

I lipidi polari di I classe (trigliceridi, acidi grassi e colesterolo) hanno un’estremità polare molto più piccola rispetto alla massa della molecola. La loro caratteristica è quella di essere insolubili in acqua, ma creano uno strato all’interfaccia aria-acqua. Se la soluzione è sottoposta ad agitazione termica formano piccolissime gocce: l'emulsione, distribuzione non omogenea di un liquido in un altro. 

I lipidi polari di II classe (fosfolipidi, glicolipidi e monogliceridi) sono fortemente anfipatici e hanno un’estremità idrofobica e una idrofila. Per questo motivo tendono a disporsi in uno strato all’interfaccia aria-acqua. I lipidi polari di III classe sono formati da una molecola fortemente polare e sono insolubili in olio. 

Il contenuto energetico dei lipidi è molto elevato; il grasso nell’animale e nell’uomo funge principalmente da riserva energetica e da isolante termico per il corpo. Essi sono infatti immagazzinati nel tessuto adiposo sotto forma di trigliceridi. Durante l’attività fisica dell’uomo l’energia viene fornita sia dai lipidi sia dai carboidrati al fine di svolgere un’attività di medio livello. Quando l’attività che si sta svolgendo si protrae per più di un’ora si esauriscono le riserve di carboidrati e il corpo sfrutta maggiormente quelle di lipidi.