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In tutte le forme di vita possiamo trovare i grassi che sono presenti dai microrganismi, alle piante agli animali. Noti anche come “lipidi” i grassi sono insolubili in acqua, caratteristica che conferisce loro particolari proprietà fondamentali per la nostra vita e per la vita delle nostre cellule.
Ricordiamo, infatti, che la membrana cellulare è composta principalmente da grassi (in particolare fosfolipidi). I lipidi svolgono ruoli cruciali nella fisiologia del nostro organismo funzionando da preziosi depositi di energia, da sostanza biologica in grado di mantenere l’integrità cellulare e in grado di partecipare a numerosissimi processi biologici vitali.
Il binomio “grassi e alimentazione” è di cruciale importanza per la salute dell’uomo considerando che alcune tipologie di grassi sono notoriamente associate ad un peggioramento delle condizioni di salute.
Partiamo dalle basi per fare un richiamo della biologia dei lipidi concentrandoci in particolare sui grassi alimentari.
I grassi alimentari sono costituiti per circa il 98% da Triacilgliceroli (o Trigliceridi) che hanno un ruolo fondamentale nell’assorbimento di molte vitamine e altri componenti alimentari (es. i carotenoidi).
I triacilgliceroli sono costituiti principalmente da Acidi Grassi che sono costituiti da lunghe catene di atomi di Carbonio con un gruppo OH- all’estremità. Essi sono generalmente legati con un legame estere ad una molecola di glicerolo (da qui il nome Triacil-Gliceroli).
La lunghezza della catena carboniosa determina la caratterizzazione degli Acidi Grassi in: Acidi Grassi a Catena Corta, A Catena Media oppure A Catena Lunga o Molto Lunga.
Come sappiamo la presenza di doppi legami nella struttura chimica degli acidi grassi è fondamentale per distinguere gli acidi grassi in Acidi Grassi Saturi e Acidi Grassi Insaturi aventi caratteristiche decisamente diverse nell’ambito della scienza della nutrizione.
Acidi Grassi Saturi e Insaturi nel rapporto tra Grassi e Alimentazione
Innanzitutto chiariamo che dire “Acidi Grassi” e dire “Lipidi” non è la stessa cosa.
Gli acidi grassi infatti sono costituenti dei lipidi. I lipidi sono macromolecole biologiche che includono oltre agli acidi grassi anche i trigliceridi, il colesterolo i fosfoilipidi ecc…
Gli Acidi Grassi Saturi sono formati da una catena carboniosa in cui ogni atomo di Carbonio è legato a 2 o più atomi di Idrogeno. La catena inizia con un gruppo -COOH (Carbossilico) e termina con un gruppo CH3 (Metilico). Gli acidi grassi saturi sono caratterizzati dal fatto che tutti gli atomi di carbonio sono legati tra loro con legami singoli.
Gli Acidi Grassi Insaturi invece presentano uno o più doppi legami nella catena carboniosa e alcuni atomi di Carbonio possono legare anche un solo atomo di Idrogeno. Nel caso in cui fosse presente un solo doppio legame parliamo di Acidi Grassi Monoinsaturi, nel caso in cui invece sono presenti due o più doppi legami parliamo di Acidi Grassi Polinsaturi.
Gli acidi grassi monoinsaturi di tipo alimentare li troviamo negli gli oli vegetali, avocado, mandorle, nocciole, pistacchi.
Gli acidi grassi Polinsaturi invece li troviamo in alimenti di origine vegetale e nel pesce grasso (Salmone, Trota, Sgombro, Tonno).
La posizione del doppio legame inoltre stabilisce se si tratta di Acidi Grassi “Cis” o di Acidi Grassi “Trans”.
In effetti quando il doppio legame si realizza tra due atomi di carbonio i cui atomi di idrogeno relativi si trovano entrambi dalla stessa parte rispetto al doppio legame si parla di “Acido Grasso Cis”.
Quando invece la coppia di atomi di carbonio interessata dal doppio legame si lega a due atomi di idrogeno posti in parti opposte rispetto al doppio legame si parla di “Acido Grasso Trans”.
Gli Acidi Grassi “Omega”
Gli acidi grassi sono classificati in base alla posizione dei doppi legami nella loro catena non solo per la definizione appena vista (Cis – Trans) ma anche per stabilire la denominazione Omega che deriva proprio dalla posizione del doppio legame nella struttura chimica. Possiamo dividere gli acidi grassi in diverse “serie”:
– ω9: detta anche serie “oleica”-
– ω7: detta anche serie “palmitoleica”-
– ω8: detta anche serie “linoleica”-
– ω9: detta anche serie “linolenica”
La lettera greca ω sta ad indicare l’ultimo atomo di Carbonio terminale (quello vicino al gruppo metile, per intenderci). Il numero posto dopo la lettera greca invece indica la posizione in cui si trova il doppio legame a partire dall’ultimo atomo di carbonio individuato dalla lettere ω.
Prima di tutto quindi si deve identificare la lunghezza della catena carboniosa dell’acido grasso e notare la presenza di doppi legami.Successivamente si può iniziare a contare gli atomi di carbonio a partire dal carbonio ω individuato dal carbonio terminale con il gruppo metile.
A questo punto si trova la posizione del primo doppio legame contando a partire dal carbonio ω precedentemente individuato.
E’ questa la posizione che determinerà il tipo di “omega” dell’acido grasso.
Facciamo un esempio concreto.
In un Acido Grasso ω3 il primo doppio legame si trova a 3 atomi di carbonio a partire dal Carbonio ω. Allo stesso modo in un Acido Grasso ω6 il primo atomo di carbonio si trova a 6 atomi di carbonio a partire dal Carbonio ω.
Ora però facciamo un passaggio ulteriore per comprendere meglio la sintesi degli acidi grassi.
L’organismo umano possiede un enzima chiamato desaturasi che riesce a inserire doppi legami non oltre il Carbonio 9 della catena carboniosa. Questo ci impedisce di sintetizzare autonomamente gli Acidi Grassi Essenziali
ω3 (Acido Alfa-Linolenico) e ω6 (Acido Linoleico). E’ quindi necessario assumere questi acidi grassi con la dieta. Una volta assunti attraverso l’alimentazione, questi acidi grassi essenziali possono essere utilizzati dall’organismo per sintetizzare altri acidi grassi polinsaturi a catena lunga, come l’acido arachidonico (un omega-6), l’acido eicosapentaenoico (EPA, un omega-3) e l’acido docosaesaenoico (DHA, un omega-3), attraverso ulteriori processi di elongazione e desaturazione. Questo processo di conversione è importante per mantenere una serie di funzioni biologiche cruciali, tra cui la modulazione dell’infiammazione e la salute cardiovascolare (Ref). Ad esempio, gli acidi grassi omega-3 come l’EPA e il DHA, che si trovano comunemente nei pesci grassi, mostrano proprietà anti-infiammatorie e possono ridurre la produzione di citochine pro-infiammatorie nel tessuto adiposo (Ref) Gli omega-6, come l’acido linoleico, possono servire come precursori per mediatori infiammatori, ma la loro effettiva influenza sull’infiammazione può variare a seconda delle condizioni specifiche del corpo e della dieta complessiva.
Funzioni Fisiologiche dei Lipidi
Ruolo Energetico
I grassi alimentari rappresentano una importantissima fonte energetica fornendo circa 9 kcal/g rispetto alle 4 kcal/g fornite dai carboidrati.
L’energia viene fornita attraverso l’idrolisi dei trigliceridi immagazzinati nel tessuto adiposo durante la lipolisi che avviene nel citoplasma cellulare. Questo processo rilascia acidi grassi liberi e glicerolo che vengono utilizzati per produrre ATP attraverso la beta-ossidazione e il Ciclo di Krebs.
Ruolo Strutturale
I fosfolipidi sono i principali componenti delle membrane cellulari e sono arricchiti da componenti di colesterolo e sfingolipidi che svolgono ruoli molto importanti nei meccanismi di segnalazione cellulare (Ref)
Segnalazione e Trasduzione del Segnale
Gli acidi grassi, oltre a essere importanti fonti di energia, svolgono un ruolo cruciale come molecole di segnalazione all’interno del corpo. Gli eicosanoidi, derivati dagli acidi grassi arachidonico (omega-6) e EPA (omega-3), sono un esempio importante di queste molecole segnalatrici. Gli eicosanoidi, che includono prostaglandine, trombossani e leucotrieni, regolano una varietà di processi biologici, tra cui infiammazione, coagulazione del sangue e risposta immunitaria (Ref).
Inoltre, gli acidi grassi agiscono come ligandi per i recettori di acidi grassi liberi (FFAR), che appartengono alla famiglia dei recettori accoppiati a proteine G (GPCR). Questi recettori giocano un ruolo importante nel metabolismo, nell’immunità, nel regolare l’infiammazione e nella secrezione di ormoni e neurotrasmettitori (Ref).
Gli acidi grassi non esterificati (LCFA) potenziano la secrezione di insulina stimolata dal glucosio. Questo effetto non è dovuto agli acidi grassi stessi, ma alla loro capacità di amplificare l’effetto stimolante del glucosio sulla secrezione di insulina. Questo è mediato attraverso recettori come FFAR1, che modulano vari percorsi di segnalazione intracellulari, inclusi quelli che coinvolgono l’adenilato ciclasi e il rilascio di calcio intracellulare (Ref).
Considerazioni Nutrizionali sui Grassi Alimentari
Notoriamente gli acidi grassi saturi sono associati ad un aumentato rischio di aterosclerosi e malattia coronarica. Inizialmente si suggerì un aumentato apporto di acidi grassi polinsaturi come l’Acido Linoleico presente in molti oli (es. olio di mais e di girasole), frutta secca, germe di grano e nella soia. Successivamente si scoprì che l’Acido Oleico (monoinsaturo) presente nell’olio di oliva era in grado di abbassare altrettanto bene i livelli ematici di Colesterolo LD (Ref, Ref). Tra l’altro è opportuno ricordare che è abbastanza inusuale avere a che fare con pazienti con deficit di Acido Linoleico (ω6) perchè questo è di per sè molto abbondante nei trigliceridi stoccati nelle riserve del nostro organismo. La deficienza di ω6 è più rilevante in pazienti sottoposti ad alimentazione parenterale con preparati che contengono glucosio e insulina. Questi infatti impediscono la mobilizzazione dei grassi di deposito e il conseguente deficit di acidi grassi polinsaturi. I segni di deficienza del deficit di ω6 riguardano soprattutto la comparsa di pelle ruvida e scagliosa e dermatite.
Una dieta troppo povera in grassi ed eccessivamente ricca in carboidrati conduce ad un maggior rischio di sviluppare malattie croniche.
Per i grassi infatti è fornita una Acceptable Macronutrient Distribution Range (detta anche RI – Reference Intake Range) che si attesta intorno al 20%-35% dell’intake calorico giornaliero per soggetti di età superiore ai 4 anni e intorno al 30%-40% per bambini di età compresa tra 1 e 3 anni (Ref, Ref).
La FAO/WHO (Ref) raccomandano l’assunzione del 15% di grassi rispetto all’intake calorico totale e il 20% per le donne in età riproduttiva. Negli individui con uno stile di vita sedentario secondo il documento di consenso FAI/WHO citato raccomanda l’assunzione di massimo il 30% di grassi rispetto all’apporto energetico totale che può aumentare al 35% negli individui attivi.
Di seguito un riassunto della tipologia di acidi grassi che si ritrovano negli alimenti di uso comune:
- Acidi Grassi Saturi
Alimenti di origine animale, panna, burro, formaggio grasso, carni grasse, latte. - Acido Grassi Monoinsaturi cis
Grasso della carne, olio di oliva - Acidi Grassi Polinsaturi cis
ω6: Noci, olio di girasole e di soia, semi
ω3: Oli vegetali (soia) e pesce - Acidi Grassi trans
Margarine, latte, burro, prodotti da pasticceria, prodotti fritti
(La margarina è sottoposta ad un processo di trasformazione degli oli finalizzato a formare un prodotto solido a temperatura ambiente
(Fonte: Le Basi Molecolari della Nutrizione, G. Arienti, V Ed.)
Grassi e Alimentazione: Il Colesterolo
Il Colesterolo è un tipo di lipide sintetizzato a partire dall’Acetil CoA ed ha una struttura chimica particolare formata da un anello ciclo-pentano-peridro-fenantrenico.
Il colesterolo legato alle lipoproteine LDL è associato ad effetti dannosi per la salute cardiovascolare. Quello legato alle lipoproteine HDL è invece associato ad effetti opposti di tipo protettivo.
A livello ematico la genetica ha un ruolo fondamentale nella relazione tra colesterolo ematico e quello alimentare: il polimorfismo del gene apoE è stato infatti associato con variazioni del metabolismo del colesterolo.
Panoramica Generale sugli effetti degli Acidi Grassi sulla salute dell’Uomo
Alcune società scientifiche internazionali (come il Dietary Guidelines Advisory Committee) sostengono che il consumo di acidi grassi saturi dovrebbe essere limitato al 10% dell’energia totale per migliorare la salute cardiovascolare e metabolica.
Gli acidi grassi saturi inoltre sopprimono l’attività del recettore LDL aumentandone la produzione mentre i polinsaturi hanno esattamente l’effetto opposto.
Sostituire gli acidi grassi saturi con i polinsaturi riduce il rischio di sviluppare malattie cardiovascolare mentre la sostituzione con carboidrati non ha gli stessi benefici e può aumentare il rischio cardiovascolare (Ref).
La lunghezza della catena carboniosa degli acidi grassi saturi influenza i loro effetti fisiopatologici. Lo stearato (16 atomi di C), per esempio, ha un basso effetto sul colesterolo totale mentre l’acido palmitico (18 atomi di C) aumenta il colesterolo LDL.
Gli acidi grassi trans sono quelli che maggiormente abbassano i livelli di colesterolo HDL favorendo l’innalzamento dei livelli di colesterolo LD (Ref). Ancora una volta il connubio “grassi e alimentazione” è notevolmente importante da attenzionare per migliorare la salute individuale e ridurre il rischio di malattie cardiovascolari e croniche.
Gli acidi grassi polinsaturi ω3 e ω6 hanno effetti diversi sui meccanismi biologici. Entrambi sono associati a effetti favorevoli sulla salute umana.
Il rapporto ω3/ω6 sembra essere molto rilevante ma anche molto discusso. La rilevanza potrebbe derivare dal fatto che nelle diete del mondo occidentale questo rapporto è sbilanciato a favore di un eccesso di ω6 (il rapporto cioè è basso). Questi due acidi grassi competono per le stesse vie metaboliche (e per gli stessi enzimi) e quindi il giusto rapporto è fondamentale.
Secondo NIH alcuni ricercatori sostengono che questo rapporto possa avere importanti implicazioni sulla patogenesi di molte malattie croniche, cardiovascolari e anche sul cancro (Ref) tuttavia il “rapporto ideale” non sembra essere ancora stato definito (Ref).
La maggior parte degli studi, comunque, concorda sul fatto che aumentare i livelli ematici di EPA e DHA (ω3) sia più importante che cercare di abbassare i livelli di Acido Linoleico e di Acido Arachidonico (ω6) (Ref).
Tra gli acidi grassi polinsaturi il più abbondante è l’Acido Linoleico che viene convertito in Acido Arachidonico. Quest’ultimo può essere però assunto in maniera più abbondante con gli alimenti (in particolare uova, pesce e carne) rispetto alla sintesi endogena. L’Acido Linoleico è fondamentale nella regolazione dei livelli ematici di LDL e un’assunzione di questo acido grasso pari al 4%-8% dell’energia totale (circa 10-20 gr/giorno per una dieta di 2.000 kcal) (Ref: Le Basi Molecolari della Nutrizione, G. Arienti, Ed. Piccin).
Molto rilevanti sono anche l’Acido Eicosapentaenoico (EPA) e l’Acido Docosaesaenoico (DHA), acidi grassi ω3 sintetizzabili a partire dall’Acido alfa-linolenico che è noto essere importanti per la diminuzione del rischio di sviluppare malattie cardivascolari e malattia cardiaca ischemica (Ref).
Concludiamo con un grafico molto interessante che deriva da questo lavoro che ha esaminato le associazioni tra specifici grassi alimentari e la mortalità totale e specifica per causa con una coorte di 83.349 donne e 42.884 uomini. Lo studio ha concluso che i grassi totali assunti vs. i carboidrati totali assunti sono inversamente associati alla mortalità totale, ossia che una maggiore assunzione di grassi rispetto ai carboidrati è associata a un ridotto rischio di mortalità. Lo studio conclude inoltre che i grassi saturi sono positivamente associati alla mortalità totale così come i grassi trans, contrariamente invece a quanto avviene per i polinsaturi che sono inversamente associati alla mortalità totale.
Credits: https://jamanetwork.com/journals/jamainternalmedicine/fullarticle/2530902
