Universitatea “Ba beş-Bolyai” Cluj Napoca Facultatea de Chimie şi Inginerie chimică
Rolul acizilor graşi în alimentaţ ie. Efectele plasmatice ale lipoproteinelor ş i a colesterolului
Student: Tomolea Ancuţa Teodora
Specializarea: CATB AN: III
Cluj-Napoca 2011 1
Cuprins
1. Lipidele 1.1 Consideraţi generale 1.2 Răspândire şi conţinut
1.3 Clasificarea lipidelor 1.4 Acizi graşi esenţiali
1.5 Alte lipide 2. Lipidele în alimentaţia umană 2.1 Consumul zilnic de grăsimi şi acizi graşi
3.Metabolismul acizilor grasi saturati 3.2 Digestia lipidelor 3.2 Absorbţia lipidelor 4. Deficienţa de acizi graşi esenţiali
5. Lipoproteinele 5.1 Structura lipoproteinelor 5.2 Biosinteza lipotroteinelor 5.3 Metabolismul plasmatic al lipoproteinelor 6. Concluzii 7. Bibliografie
2
1.LIPIDELE
1.1 Consideraţii generale
Lipidele formează o clasă de substanţe organice, larg răspândite în natură atât în regnul vegetal cât şi în cel animal. Ele se caracterizează prin heterogenitatea structurii şi proprietăţilor. Comun tuturor lipidelor le este insolubilitatea în apă şi solubilitatea lor în solvenţi organici. Ȋn organismul viu lipidele se găsesc atât libere cât şi asociate cu proteinele sub forma unor compuşi numiţi lipoproteine. Lipidele sunt substanţe de rezervă dar unele joacă rol important
structural. Pe lângă rolul plasmatic şi energetic ce-l îndeplinesc în formarea celulelor şi a ţesuturilor, participă la formarea membranelor biologice, la permeabilitatea celulară şi la transportul diferitelor substanţe indispensabile organismului. 1.2 Răspândire şi conţinut
Ele se găsesc în natură în stare liberă, predominant ca substanţe de rezervă în seminţe, fructe, legume cloroplaste, ţesutul adipos, în jurul organelor interne la animale, cât şi asociate cu proteinele şi glucidele sub formă de lipoproteine, respective glicoproteine, care se găsesc în
cantitate mai mare în membrane, mitocondriii, microzomi, nucleu şi în alţi constituienţi celulari cu activitate fiziologică intensă. La plante, grăsimile de rezervă se găsesc în cantiate mai mare la fructe ( măsline, migdale, curmale, cătină ) şi seminţe ( floarea -soarelui, ricin, soia, in, cânepă, etc. ), constituind o substanţă de rezervă importanţa pentru dezvoltarea embrionului. La animale, grăsimile se depun în ţesutul adipos (gras), sub piele şi în jurul organelor interne (rinichi, ficat, inimă, plămâni),
având un rol însemnat în susţinerea şi protecţia acestora de zdruncinare şi deplasare. Lipidele subcutanate formează un strat isolator şi de protecţie mecanică, micşorând pierderile de căldură, apă şi atenuează efectul loviturilor mecanice.
3
Lipidele au un rol în semnat în menţinerea constant
a temperaturii organismelor
homeoterme. Animalele care trăiesc în regiuni cu temperature scăzute conţin o cantitate de lipide
mai mare decât cele care trăiesc în regiuni mai calde. 1.3 Clasificarea lipidelor
Trigiceridele
Triglicerile sunt esteri ai glicerolului cu acizii graşi. Deobicei de molecula de glicerol se ataşează trei acizi graşi diferiţi creâ nd o mare diversitate de trigliceride. Acizi graşi sunt acizi carboxilici care conţin în moleculă un număr par de atomi de carbon cel mai simplu acid gras este acidul butiric care conţine 4 atomi de carbon, cei mai comuni acizi graşi din alimentaţie
fiind acidul palmitic cu 16 atomi de carbon şi acidul oleic şi stearic cu 18 atomi de carbon. Sursa gliceridelor (tri,di, sau mono) este fie exogenă din absorbţia lipidelor alimentare, fie endogenă , pornindu-se de la glicerol-3-fosfat şi acizi graşii activaţ i(Acil-CoA). Ȋn ţesuturi ca ficatul, rinichiul şi glanda mamară sau mucoasa intestinală glicerol-3-fosfatul poate fi obţinută prin fosforilarea directă a glicerolului . 4
Tipuri de acizi grasi
Acizi graşi din natura se împart în trei categorii:
-
acizi graşi saturaţi care conţin numai legături simple.
-
acizi graşi mononesaturaţi cu o singură legătură dublă .
-
acizi graşi polinesaturaţi cu cel puţin 2 legături duble .
Implicaţiile nesaturări
Poziţia dublei legături într-un acid gras polinesaturat nu este aleatoare. Mai multe legături
duble sunt separate print-un grup metilen (-CH2) , dacă se cunoaşte poziţia primei legături se poate identifica şi poziţia celorlalte legături. Ȋn acest sens s-a conceput un sistem de nomenclatură care clasifică acizi graşi nesaturaţi în familii în funcţie de poziţia primei legă turi
duble . Acestea sunt familiile omega (cunoscute şi sub denumirea de acizilor graşi comuni sunt prezentate în tabelul 1.
Tabelul 1. Familiile de acizi graşi comuni 5
n-):3,
6 si 9. Familiile
Acizii graşi formează izomeri atât datorită configuraţiei catenei carbonice, poziţiei dublelor legături, cât şi datorită datorită atomilor de carbon asimetrici. Izomeria de catenă, care se referă la formarea catenei carbonice liniare sau ramnificate, acizi cu catena ramnificată poartă numele de izo-acizi.
Izomeria de poziţie a dublei legături, care se referă la poziţia dublei legături din catena carbonică. Stereoizomeria: acizii graşi formează şi izomeri spaţiali, geometrici (cis-trans) în funcţie de configuraţia dublei legături şi izomeri optici determinţati de prezenţa atomilor de carbon
asimetrici. Izomeria cis –trans se gaseşte frecvent la acizi graşi nesaturaţi liniari în natura predomină izomeri cis. Dintre acizii monoetenici, acidul oleic natural este izomerul cis, iar izomerul oleic trans se numeşte acidul elaidic.
Figura 1. Izomeria cis-trans
Acizii graşi cu configuraţie
cis
nu au o împachetare atât de bună crescând de exemplu,
fluiditatea membranelor lipidice, iar în cazul configuraţie
trans
molecula rămâne elongată şi
similara cu cea a acizilor graşi saturaţi aceasta determină o împachetare mai compactă ceea ce duce la creşterea punctului de topire a grăsimi. O altă consencinţă a nesaturări acizilor graşi este faptul că aceştia se pot oxida, adică se pot combina cu oxigenul din aer. Ȋn prezenţa radicalilor
6
liberi cum ar fi oxigenul singlet sau grupe hidroxil reactive , dublele legături pot fi atacate formându-se peroxizi. Corpul are un mecanism complex de apărare împotriva acestor reacţi
în forma
antioxidanţilor a căror funcţie este să reacţioneze cu radicali liberi şi astfel să î i inactiveze. 1.4 Acizi graşi esenţiali
Chiar dacă organismul poate sintetiza o mare parte din acizii graşi necesari s-a ştiut încă
de la încetutul secolului al XX- lea că o parte din acizii graşi polinesaturaţi nu pot fi sintetizaţi şi trebuie sa fie preluaţi din hrană. Astfel aceşti acizi au fost numiţi acizi graşi esenţiali . Acizii graşi esenţiali sunt acidul linoleic (omega 3) şi acidul alfalinoleic (omega 6). Lispa
unor enzime care formează legături duble în poziţiile n-3 şi n-6 la mamifere, duce deasemenea şi la incapacitatea de a sintetiza şi alţi compuşi din aceeaşi clasă. Astfel dacă aceşti acizi sunt preluaţi din alimentaţie, alţi acizi din aceeaşi familie pot fi sintetizaţi printr-o serie de reacţii de nesaturare şi elongare.
Mai recent, interesele s-au concentrat asupra acizilor n-3 conţinuţi în uleiul de peşte. Acesta substituie lanţuri foarte lungi de acizi n -3, cum ar fi acidul ecosapentanoic sau acidul
docosahexanoic, care nu se sintetizează într -o cantitate foarte mare în organism. Aceştia sunt foarte importanţi în dezvoltarea sistemului nervos şi a retinei la copii şi de aceea este necesar ca aceştia sa fie perlueţi din alimentaţie. Capacitatea de a transforma acizi n-3 mici în EPA şi DHA există la copii însa probabil nu ăn catitate suficientă. În mod normal laptele mamar produs de mamele care au o dietă complexă vor furniza o cantitate suficientă de DHA, însă copii care sunt hrăniţi cu mâncare conservată pot primi o
cantitate inadecvată şi de aceea laptele praf este îmbunătăţit cu acizi graşi cu catena lungă nesaturată. Proporţia relativă dintre acizii omega 6 si omega 3 în dieta vesticilor s-a schimbat în
ultimii 30 de ani din mai multe motive: -
a crescut consumul de uleiuri vegetale datorită iniţiativelor de a mânca sănătos prin înlocuirea consumul tradiţional de unt şi grăsime animal;
-
consumul total de carne de animale rumegătoare care sunt o sursă de omega 3 a scăzut;
7
-
consumul de ulei de peşte (şi de peşte în general) a scăzut în această perioadă rezultând o scădere a consumului de omega 3.
Datorită faptului că nu se poate sintetiza o cantitate suficientă de acid omega 3 şi omega 6
în corp, acest lucru are potenţiale implicaţii pentru produşi metabolici derivaţi de la aceşti acizi şi efectele lor în corp, cum ar fi afectarea membranelor din tot corpul şi de asemenea efectele asupra funcţiilor neuro-transmiţatorilor din creier. 1.5 Alte lipide
Pe langă trigliceride alte lipide importante în nutriţie sunt fosfolipidele ş i steroli. Fosfolipidele conţin in loc de unul dintre acizii graşi un rest fosfat şi o bază. Cel mai comun
fosfolipid este lecitina (fosfatidil-colina) care conţine colină ca bază şi care se gaseşte î n membrana celulară. Alte baze întalnite în fosfolipide include serina, inozitolul şi etanolamina. Au o funcţie esenţiala în organism deoarece au în structura un cap hidrofil şi o coadă hidrofobă, ceea ce le permite să se asocieze atât cu compuşi lipidici cât şi apoşi în organism ş i să servească ca agenţi emulsificatori permiţând celor două parţi să coexiste. Fosfolipidele pot fi sintetizate în organism şi nu sunt esenţiale .
Sterolii sunt alcooli care derivă de la hidrocarbura saturată colestan, dintre steroli cel mai important este colesterolul care se gaseşte liber sau esterificat cu acizi graşi sub forma de steride. Acesta are un rol foarte important în organism. Poate fi sintetizat în organism din acetilcoenzima A în ficat, în principal, dar de asemenea toate celulele corpului pot sa il sintetizeze. Corpul uman poate sa conţină aproximativ 100g colesterol, din care 7% se gaseşte în sânge , iar
restul în toate celulele corpului. Cele mai importante roluri ale colesterolului sunt: -
menţinerea structurii şi integrităţii membranei celulare
-
reglarea fluidităţii membranei celulare
-
facilitarea comunicării între celule şi mediu, inclusiv transportul transmembranar
-
limitează legatura dintre ionii de Na si K de o parte ş i de alta a membranei
-
sinteza acizilor biliari necesari pentru absorbţia grăsimilor
-
sinteza hormonilor sexuali seroizilor şi a vitaminei D
Se gaseşte doar în alimente de origine animală, iar dietele vegetariene au un conţinut scăzut în colesterol doar în cazut în care nu conţin produse de origine animală cum ar fi laptele 8
sau ouăle. Nivelul colesterolului din organism este menţinut constant prin descreşterea sintezei odată cu creşterea aportului de colesterol din alimentaţie şi viceversa. Absorbţia colesterolului este variabilă, variind între 15-60% din aportul dietetic. Colesterolul este excretat din organism prin fecale, fiind secretat în tractul digestiv în produşi biliari de către ficat. Nivelul colesterolului
din sânge este parţial determinat genetic aşa ca efectul aportului de colesterol din alimentaţie poate varia. Nivelul colesterolului plasmatic la unii indivizi are un raspuns minim la schimbările cantităţi de colesterol preluate din alimentatie , în timp timp ce alţ alţi au raspuns mai ridicat. Nivelul crescut al colesterolului din sânge prezintă un risc major în dezvoltarea bolilor cardiovasculare şi
din acest motiv s-a dezvoltat foarte multe cercetări pentru a descoperi factori care il determină.
Fig.2 Structura colesterolui 1. Lipidele în alimentaţia umană
Lipidele sunt necesare organismului uman deoarece: -
sunt sursă de energie constanta (9kal/g);
-
sunt sursă de acizii graşi saturaţi , dar şi polinesaturaţi cum ar fi acidul linoleic şi acidul
a-linolenic care nu pot fi sintetizaţi în organism; -
D, E, K); sunt purtători ai vitaminelor liposolubile (A, D,
-
măresc palatabilitatea alimentelor în care sunt prezente.
9
Din lipidele resinteţizate în organism din glicerol şi acizi graşi eliberaţi din lipide î n cursul
digestiei intestinale se formează: -
depozitele de grăsime care protejează organele vitale şi care acţionează ca
termoizolator ; -
membranele celulare (fosfolipidele)
In plus, din acizi graşi polinesaturaţi cum sunt linoleic, arahidonic, a-linolenic, eicosapentaenoic ( derivat din acidul a-linolenic ) se formează : -
prostaglandine ce intervin ca citokine;
-
tromboxani
care
intervin
in
tromboza
si
bronhoconstrictii;
prostacicline care intervin in raspunsul imunitar si in reactivitatea vasculara; -
leucotriene care intervin in branhoconstrictii, chemotaxis, inflamtii.
Acizi grasi polinesaturati mai sunt importanti si pentru faptul ca: -
reduc trigliceridele din sange (acizi grasi grasi omega 3);
-
micsoreaza potentialul de agregare a plachetelor sanguine;
-
contribuie la reducerea HDL-colesterol din sange , efect pe care il are si acidul oleic( mono-saturat).
In nutritia umana, o mare importanta o au acizi grasi polinesaturati: -
acidul linoleic C 18:2 ( ) care se gaseste in uleiurile vegetale din germeni de porumb, soia, floarea soarelui, sofran;
-
acidul -linolenic C 18:3 ( ) care se gaseste in vegetale verzi si alimente de origine vegetala. Acest acid blocheaza productia excesiva de prostaglandine si leucotriene.
-
acidul linolenic C 18:3 ( ) se gaseste in uleiul de ciubotica cucului sau primula (primula veris) si in limba mielului (borago offcinale). Este precursor al plastaglandinelor “bune” si inhiba supraproductia de prostaglandine si leucotriene .
-
acidul arahidonic C 20:4 ( ) este substratul pentru productia de eicosanoide (prostaglandine , leucotriene, etc);
-
acidul eicosapentaenoic C 20:4 ( )se gaseste in alge marine , peste din apele marine reci.
Primii doi acizi grasi polinesaturati nu pot fi sintetizati in vivo si sunt indispensabili pentru: -
dezvoltarea noului nascut; 10
-
fosforilarea oxidative in mitocondriile hepatice ;
-
activitatea enzimatica implicate in metabolismul aminelor biogene;
-
formarea structurii membranelor tuturor celulelor organismului , asigurand si permeabilitatea normal a acestora ;
-
dezvoltarea si functionarea normala a creierului, ochilor, ochilor, urechii interne , glandelor suprarenale;
-
prevenirea tulburarilor in ceea ce priveste coagularea sangelui si fragilitatea capilarelor;
-
functiile sexuale si de reproducere;
-
scaderea presiunii sanguine ;
-
scaderea incidentei bolilor inflamatoare
-
combaterea anexiatati I , despresiilor, dezordinilor bipolar.
Indicatorul carentei in acidul linoleic il reprezinta raportul ( ) dintre triene /tetraene si in principal:
=
.
Daca >0,4, atunci avem de a face cu o stare patologica . Indicatorul carentei in acidul linolenic este raportul () dintre pentaene/hexaene:
=
.
In alimentatie se recomanda si un consum moderat de ulei de masline, ulei de canola sau ulei de nuca, care contin cantitati importante de acid oleic (C18:1). Grasimile monosaturate (care contin acid oleic) mentin nivelul de HDL-colesterol si previn cresterea trigliceridele in sange.Aceste grasimi trebuie sa inlocuiasca grasimile saturate din dieta si nicidecum sa se adauge la acestea. Se considera ca o dieta cu 2000-27500 kcal total calorii din acizi grasi trebuie sa fie de 30-38%, din care 7-8% din acizi grasi saturati, 8-9% din mononesaturati si 9-11% din cei polinesaturati, iar raportul acizi grasi polinesaturati/saturati trebuie sa fie 1,25-1,50. La un regim hipercaloric (1000 kcal) total caloriilor din acizi grasi trebuie sa fie 19%, din care 7,8% din acizi grasi saturati , 6,5%din cei mononesaturati si 4,7%din cei polinesaturati. Raportul acizi grasi polinesaturati/acizi grasi saturati in acest caz este de 0,6%.
11
Grasimile saturate din dieta, prin acizi grasi saturati rezultati la hidroliza si care sunt absorbiti in organism contribuie la cresterea LDL-colesterol si a colesterolului total din sange HDL-colesterol [in special acizi grasi cu lant mediu (lauric, miristic, palmitic)]. Consumul de lipide, in special saturate creeaza mai rapid starea de satietate , scade raspunsul glicemic si reprezinta un factor de risc pentru sanatea oamenilor (creste riscul bolilor cardiovasculare , al obezitatii si diferitelor forme de cancer de colon, de prostate, endometrial, pulmonar). In functie de continutul in acizi grasi nesaturati (AGN)si saturati (AGS), grasimile din dieta sunt clasificate in urmatoarele clase nutritionale(table). Necesarul de grasimi este estimate la 30% din total nevoie energetice, din care cel mult 10-11% sa provina din grasimi saturate.Acizii grasi trans din dieta nu trebuie sa depaseasca 2%.
Clasa
Lipide cu valoare biologica mare
Caracteristici Caracteristici biochimice Continutul de AGN de circa 80%din total acizi grasi
biologice
Raport AGN/AGS
Exemplificari
Pentru
Uleuri
acoperire
vegetale(
nevoi de
3…5
AGN trebuie
soia, floarea soarelui,
consumat 15-
germeni de
20 g lipide/zi
porumb)
Pentru Lipide cu
Continutul de
valoare
AGN de 15-
biologica
20% din total
medie
acizi grasi
acoperire
Ulei de
nevoide
masline ,
AGN trebuie
0,4..0,8
grasime de
consummate
porc, grasime
50-60 g
de pasare
lipide/zi Lipide cu
Continutul de
valoare
AGN 5-6%
biologica
din total acizi
redusa
grasi
Seu de vita ,
Nu asigura necesarul de
0,03…0,05
AGN
oaie, margarina, unt
Tab 2. Clasele de lipide in functie de continutul in acizi grasi nesaturati 12
Tipul
Sursa -carnurile rosii, branzeturi, unt
Saturate
margarinele tari, produsele din carne, untura de porc , ulei de cocos si ulei de palm -masline, ulei de masline , seminte si
Mononesaturate
ulei de rapita, arahide si ulei ulei de arahide, alune si ulei de alune, nuci si ulei de nuci
-somon, macrou, heringi care contin acizi grasi cu lant lung (eicosanpentanoic si docosahexanoic) -seminte si ulei de rapita -soia si ulei de soia Polinesaturate
-germeni de porumb si ulei din germeni de porumb -susanul si uleiul din susan -semintele si uleiul de bumbac -seminte si ulei de ricin -unele margarine (in special cele tartinabile) -uleiuri vegetale hidrogenate pentru Acizi grasi trans
prajit si panificatie (pentru biscuiti, produse de patisserie, cofetarie) -carnuri grase si produse lactate
Tab. 3 Surse de grasimi
alimentare 13
2.1 Consumul zilnic de grăsimi şi acizi graşi
În ţările dezvoltate, consumul mediu zilnic de grăsimi variază între 100-300g de persoană, ceea ce reprezintă peste 40% din cantitatea de calorii. Aproape jumătate din aceste grăsimi constituie aşa-numitele grăsimi vizibile (unt, margarină, ulei, untură de gătit), restul se numesc grăsimi invizibile. Majoritatea grăsimilor invizibile grăsimilor invizibile provin de la lactate şi alte alimente de origine animală cum ar fi: laptele, carnea, produsele pe bază de carne şi lapte, iar restul de la
produse de patiserie, gustări, pâine şi fructe oleaginoase (nuci, alune). Cu toate că unii peşti conţin multă grăsime, proporţia acestora în alimentaţie este redusă. Compoziţia uzuală în acizi graşi din alimentaţie este de peste 50% acizisaturaţi, 40% mononesaturaţi şi sub 10% acizi polinesaturaţi. Aceste valori sunt medii, ele putând varia considerabil în funcţie de raportul grăsimilor vizibile/invizibile, şi de tipul de alimente consumat, în special la grăsimile vizibile. Toate produsele lactate şi din carne conţin circa 50% acizi graşi saturaţi şi doar mici cantităţi de
acid linoleic (la bovine sub 2%, iar la porc sub 10%). Alimentaţia ce conţine cantităţi reduse de de acizi graşi saturaţi şi ridicate de acid linoleic este recomandată în prevenirea afecţiunilor coronariene şi cardiace. Cu toate acestea există rezerve în privinţa acestei recomandări. În general acizii graşi polinesaturaţi sunt susceptibili la procese oxidative ce determină
formarea peroxizilor lipidici. Se pare că peroxidarea lipidelor în ţesuturi are legătură cu producerea radicalilor liberi şi procesele cancerigene (carcinogeneza). Încălzirea uleiurilor şi grăsimilor (ca de exemplu prăjirea) conduce, deasemenea, la formarea compuşilor oxidaţi. Grăsimile bogate în acid linoleic sunt cele mai bune surse naturale de vitamina E. În organismul
uman, deocamdată nu s-au pus în evidenţă corelaţii între mortalitatea cauzată de cancer şi consumul degrăsimi polinesaturate. O serie de cercetări medicale au arătat că frecvenţa afecţiunilor cardiacecoronariene şi nivelul colesterolului din sânge sunt strâns legate de
alimentaţie. O rată rodocată a deceselor datorate afecţiunilor coronare, se înregistrează la persoanele consumatoare de alimente cu conţinut ridicat în grăsimi saturate şicolesterol. În general, acizii graşi saturaţi, ca de exemplu acidul lauric, miristic ş i palmitic măresc conţinutul 14
de colesterol din sânge. Acidul linoleic are un efect reducător al acestui component, pe când acizii graşi mononesaturaţi ocupă o poziţiede mijloc în acest clasament . Creşterea nivelului colesterolului din sânge datorată colesterolului din alimentaţie, variază de la individ la individ, în funcţie de susceptibilitatea genetic. S-a stabilit că reducerea colesterolului din sânge reduce incidenţa afecţiunilor coronariene. Se recomandă ca de la alimentaţia care până nu de mult era alcătuită din 50% grăsimi cu acizi graşi saturaţi, 40% mononesaturaţi şi 10% polinesaturaţi să se treacă la una cu proporţii egale în cele trei tipuri de acizi graşi, în special ponderea acidului a cidului linoleic trebuie să crească de
la 2-4% la 10%. În cele mai recente recomandări se sugerează reducerea proporţiei grasimilor din alimentative la maxim 30%. Fig. 2.1 Piramida alimentelor
Cele 5 plante oleaginoase cel mai mult utilizate în industrie sunt: cocos, soia,in, ricin şi
conifere. Valoarea uleiului de cocos rezidă din concentraţia ridicată de acid lauric (45-50%), utilizat la săpunuri şi detergenţi pe bază de alcool lauric. Uleiul de in conţine circa 57% acid linolenic care se oxidează rapid înatmosferă, formând o peliculă insolubilă aderentă. Uleiul de ricin are concentraţii foarte ridicate de acid ricinoleic (86%), iar gruparea iar gruparea hidrohilică a acestuia produce multe reacţii chimice spre deosebire de alte uleiuri din comerţ. Uleiul de conifere este un 15
produs din pin în procesul de fabricare a hârtiei. Deşi nu este un ulei vegetal la fel ca cele din seminţe, uleiul de conifere este o sursă dominantă de acizi graşi pentru industrie. Uleiurile vegetale constituie o importantă alternativă pentru carburanţii diesel. Cu toate acestea pretul constituie încă un impediment major în calearăspândirii pe cale largă a acestora, fiind
aproximativ dublu. Valorile nivelului de proteine din seimnţele de oleaginoase variază de la 2040% uneori mai mult, raportat la greutatea substanţei uscate. Soia, lupinul şi ( Psophocarpus
tetragonolobus) sunt bogate în proteine (35-40%) dar sărace înuleiuri (10-20%). Alunele de pământ deşi sunt bogate în uleiuri (45%) au conţinutredus de proteine (25%). Alte oleaginoase aparţinând unor familii botanice diferite conţin între 20-30% proteine şi între 20-40% uleiuri.
Cele mai importante dintre acestea sunt: bumbacul, rapiţa, floarea soarelui, susanul, şofrănelul, inul şi ricinul. Dintre acizii graşi nesaturaţi constituienţi ai lipidelor o importanţă deosebită o prezintă
acidul linoleic, linolenic şi arahinoic, numiţi acizi graşi esenţiali (AGE) care nu pot fi sintetizaţi de organism, ei trebuind să fie aduşi prin aport apo rt alimentar. Lipsa AGE din dietă provoacă tulburări metabolice grave ca: întârzierea creşterii, dermite, căderea părului, necroze, leziuni la rinichi, acumularea de grăsimi în ficat, tulburarea funcţiei de reproducere. O poziţie specială o ocupă acidul linoleic din dietă care îndeplineşte şi următoarele funcţii dinamice: contribuie la normalizarea nivelului de β-lipoproteine serice, care au în
structura lor cea mai mare cantitate de colesterol şi care sunt sunt implicate în ateroscleroză; ateroscleroză; reduce hipertrigliceridemia indusă de glucide şi nivelul de acid eicosatrienoic( 20:3); reduce activitatea sintentezei acizilor graşi în ficat şi returnarea colesterolului renal; favorizează lipoliza postheparinică,
nivelul
de
acid
arahidonic,
activitatea
acetilcolinesterazei
şi
adenozintrifosfatazelor din membrane; favorizează activitatea enzimelor microzomale hepatice; favorizează producţia de ceroide; intervine în reacţiile de oxidoreducere şi în transportul de electroni; reprezintăun precursor precursor al prostaglandienelor, substanţe cu activitate biologică ridicată care se comport ca modulatori ai activităţii hormonale, adică meditatori chimici care îşi exercită acţiunea lor la nivel celular, influenţând printre alte sinteze AMP-ciclic.
Acidul linolenic adus prin dietă este rapid transformat în acizi graşi polinesaturaţi cu 20 şi 22 atomi de carbon, care sunt încorporaţi în mod preferenţial în fosfolipidele anumitor cellule, cum sunt neuronii şi fotoreceptorii retinieni. Dacă aportul alimentar de acid linolenic este prea 16
bogat, lipidele corporale se îmbogăţesc în acizi graşi polinesaturaţi derivaţi din acid linolenic şi, în acelaşi timp, devin mai sărace în acizi graşi polinesaturaţi derivaţi de la acidul linoleic.
Fig. 3 Strutura acizilor gra şi : omega 3 si omega 6 17
3.Metabolismul acizilor grasi saturati 3.1 Digestia lipidelor
Ȋn procesele preliminare digestiei propriu-zise, alimentele sunt transformate până la nivel de “bol alimentar”, care traversează faringele şi esofagul ajungând a jungând în stomac. Digestia lipidelor începe la nivelul stomacului unde intervine lipaza gastric. Acţiunea acesteia este limitată doar la lipidele aflate sub formă emulsionată, e.g. lipidele prezente în lapte şi unele produse lactate(e.g. frişca). Ȋn intestinul subţire asupra lipidelor acţionează lipaza pancreatică a cărei activitate desfăşoară la pH optim de 7-8 şi în prezenţa cationilor şi a anionilor.Acţiunea acestei lipase vizează predilect hidroliza triacilglicerolilor.Lipidele aflate în intestinul subţire sunt emulsiona te prin acţiunea sărurilor biliare. Ȋn acest a cest mediu se produce, de asemenea, reacţia de amidificare a
acizilor graşi cu glicerol şi taurină. -o varietate de lipide din care majoritare sunt fosfolipidele Grăsimile ingerate constau într -o şitriacilglicerolii. Circa 15% din triacilgliceroli sunt hidrolizaţi în stomac de către o lipază secretată de către celulelesecretoare gastrice. Ceea ce rămâne din triacilgliceroli şi fosfolipide, este hidrolizat în intestinul subţire de către enzimesecretate de celulele acinare ale pancreasului. Acestea includ o fosfolipază şi o triacilglicerol lipază. Lipaza pancreatică acţionează asupra micelelor de triacilgliceroli şi săruri biliare. Sărurile biliare acţionează asupra picăturilor mari de
lipide pentru a le transforma în micele de micidimensiuni. Lipaza este o proteină de 46 kDa care se inserează ea însăşi în interfaţa de pe suprafaţa micelelor,împreună cu colipaza, un cofactor proteic de 10 kDa care este esenţial pentru activitatea enzimatică. (fig 2). Ȋn imaginea A, în absenţa lipidelor, regiunea „capac” a lipazei („lied”) acoperă centrul activ dar, în prezenţa în prezenţa
lipidelor (imaginea B), capacul este retras spre procolipaza.
18
Fig 3.1. Actiunea colipazei Lipaza îndepărtează cei doi acizi graşi dinspre exterior, dând naştere la monoacilglicerol.Acizii graşi şi monoacilglicerolul sunt transportaţi în celulele ce căptuşesc
peretele intestinal. După absorbţie, acizii graşi sunt convertiţi în acid gras CoA prin reacţie.Acid gras CoA poate apoi reacţiona cu monoacilglicerolul pentru a reforma triacilglicerol care este
apoiîncorporat în chilomicroni. Triacilglicerolul se formează deasemenea şi în celulele intestinale, din glicerol-3-fosfat şi acid gras CoA.[6]
3.2 ABSORBŢIA LIPIDELOR
Procesele de absorbţie pentru metaboliţii lipidici rezultaţi din digestie au loc la nivelul intenstinul subţire, predilect în jejun şi în ileon.Se estimează că în condiţiile normale lipidele sunt absorbite în proporţie de 95% şi eliminate pe calea cale a digestivă 5%. Acizi graşi cu catenă mai mare decât 12 atomi de carbon participă la reacţii de esterificare în
celulele mucoasei gastrice formând acilgliceroli.[3] La nivelul microvililor enterocitelor, lipidele se desfac din structura micelelor şi trec în
enterocit cu ajutorul unor carrier-i specifici. Sărurile biliare se desfac din structura micelelor şi rămân în lumenul intestinal pentru a forma noi micele. În prezenţa lor se absorb 97% din lipide, pe când în absenţa lor, se atinge un procent de numai 50 – 60%.
19
În enterocit: -
acizii graşi şi monogliceridele refac rapid trigliceridele, menţinând un gradient de concentraţie între lumenul intestinal şi celulă favorabil absorbţiei. O parte din
trigliceride sunt formate din glicerofosfatul rezultat din catabolismul glucozei. -
colesterolul liber absorbit în enterocit este convertit la colesterol esterificat. Colesterolul se absoarbe lent în limfă.
Trigliceridele şi cea mai mare parte a colesterolului esterificat formează împreună cu fosfolipidele şi nişte proteine hidrosolubile specifice (apo -proteine) complexe denumite chilomicroni. Chilomicronii sunt eliberaţi pe la polul bazal enterocitelor prin exocitoză şi trec în limfă. Datorită marii cantităţi de de chilomicroni din limfaticele intestinale, acestea se mai numesc şi vase chilifere, iar limfa - chil. Din limfă, chilomicronii trec în sânge, uinde persistă
aproximativ 6 ore. Acizii graşi cu lanţ scurt ca cei din lipidele din unt, sunt direct absorbiţi la capilarele sanguine din vilozităţi, de unde trec în sângele portal, spre deosebire de acizii graşi cu lanţ lung, care sunt convertiţi în trigliceride în enterocit. În lipsa enzimelor pancreatice, ca şi în cazul lipsei sărurilor biliare, digestia şi absorbţia lipidelor este alterată şi deficitară; lipidele se elimină în scaun, determinând aspectul s teatoreic al acestuia. Apariţia steatoreei se mai poate datora inhibiţiai lipazei pancreatice în prezenţa unui exces de secreţie gastrică acidă, care reduce semnificativ pH -ul intestinal (ca în cazul tumorilor secretante de gastrină).
20
Fig. 4 Digestia si absorbtia lipidelor
4. Deficienţa de acizi graşi esenţiali
Dacă acizii graşi esenţiali nu sunt asiguraţi prin alimentaţie, animalele, care au nevoie de ei suferă de o deficienţa de acizi graşi esenţiali (AGE), cu câteva simptome caracteristice cum ar fi pielia solzoasă. Acidul omega 9 polinesaturat, care in mod normal nu se acumuleaza in plasma sau ţesuturi este produs in cantitati foarte mari cand apare deficienta de AGE, acestia sunt
produsi din oleat principalul acidul mononesaturat din tesutul mamiferelor.Oleatul poate fi obtinut atat din alimentative cat si prin sinteza completa. Mai important este faptul că sistemul reproducător este serios afectat. Ȋn aceste condiţii se biosintetizează cantităţi mai mari de acizi
amilia n-9, care înlocuiesc acizii graşii din familia n -6 şi n-3. Astfel, graşi polinesaturaţi din f amilia apar în ser cantităţi crescute de acid eicosatrienoic-20:3 care, la animale cu o dietă adecvată în 21
acizi graşi esenţiali, este present în cantităţi cantităţi foarte mici. mici. De aceea, concentraţia acestui acid poate fi utilizată ca un indice al substratului acizilor graşi în organism. Acizii graşi polinesaturaţi p olinesaturaţi
n-9, biosintetizaţi în cazul deficienţei de AGE , pot înlocui acizii graşi n -6 şi n-3 în multe dintre funcţiile lor. Multe linii linii de culturi celulare pot supravieţui fără probleme în absenţa acizilor graşi
n-6 şi n-3. Aceştia din urmă sunt necesari animalelor superioare pentru funcţii specializate, în particular pentru biosinteza prostgrandinelor şi a unor eicosanoide înrudite. 5. Lipoproteinele
Lipoproteinele reprezintă o clasă de substanţe cu compoziţie mixtă în a căror constituţie întră component lipidice şi proteice. Compuşi d in clasa lipoproteinelor se află predilect î n celule
(membrane, mitocondrii, reticul endoplasmic) şi în lichidele biologice.
Fig.5 Structura lipoproteinelor 5.1 Structura
Din punct de vedere structural lipoproteinele sunt constituite dintr-o componentă prostetica de natură lipidică reprezentată de fosfolipide, trigliceride sau steroli (în special
colesterol ) şi o componenta proteică constituită dintr -o polipeptidă. Toate lipidele circula prin sânge sub forma unor asambluri mari de lipide şi protein numite lipoproteine. Doua dintre aceste tipuri de lipoproteine se sintetizeaza in ficat: 22
lipoproteinele cu densitate foarte scazuta( VLDL) si lipoproteine cu densitate mare (HDL). O alta clasa de lipoproteine o constituie chilomicroni, sintetizati in intestin in timpul absorbtie lipidelor, secretati in sistemul limfatic si de acolo in sange. O alta component majora a lipoproteinelor plasmatice sunt lipoproteinele cu densitate scazuta (LDL ), care se formeaza in sange, in principal din VLDL.
Fig. 6 Structura colesterolului în lipoproteine lipoproteine 5.2 Biosinteza lipoproteinelor
Prezinta o importanta aparte dat find rolul acestor compusi in aterogeneza cu implicati in patologia bolilor cardiovasculare.In biosinteza lipoproteinelor se studiaza caile si mecanismele de formare a acestor compusi cu structura mixta care contin in cantitati variabile lipide si proteide. Aceste transformari se realizeaza cu participarea unor enzime specifice.
5.3 Metabolismul lipoproteinelor si transportul plasmatic al lipedelor
Lipidele sunt mentinute in mediul apos al plasmei datorita formarii unor complexe cu anumite grupari proteice denumite apolipoproteine sau mai simplu apopreteine.Aceste complexe alcatuind particulele de lipoproteine au de regula o forma sferica ,la suprafata lor aflandu-se moleculele cu grupari hidrofile (proteine,fosfilipide si colesterol liber) care invelesc un miez ce 23
contine esteri de colesterol si trigliceride cu caracter hidrofob.Legaturile dintre apoproteine si lipide se datoresc ,cel putin in parte ,proprietatilor lanturilor polipeptidice capabile de a forma structuri helicoidale ,avand atat suprafete hidrofobe-lipofile in contact cu miezul lipidic ,cat si radicali hidrofili in contact cu mediul apos. Deşi toate lipoproteinele plasmatice conţin atât proteine cât şi colesterol ,trigliceridele şi
fosfolipide , particulele lipoproteice diferă între ele în privinţa raportului dintre proteine şi lipide, a raportului dintre diferitele componente lipidice, precum şi î n ceea ce priveşte natura apoproteinelor din compoziţiia lor . Diferenţa de structură se repercutează asupra proprietaţi ilor fizico-chimice ale particulelor lipoproteice , proprietăţi pe care se basează separarea diverselor clase de lipoproteine prin ultracentrifugarea sau migrarea electroferetică.
6. Concluzii Lipidele au un rol însemnat în menţinerea constant
a temperaturii temperaturii organismelor
homeoterme. Animalele care trăiesc în regiuni cu temperature scăzute conţin o cantitate de lipide
mai mare decât cele care trăiesc în regiuni mai calde. Compoziţia uzuală în acizi graşi din alimentaţie este de peste 50% acizisaturaţi, 40% mononesaturaţi şi sub 10% acizi polinesaturaţi. Aceste valori sunt medii, ele putând varia considerabil în funcţie de raportul grăsimilor vizibile/invizibile, grăsimilor vizibile/invizibile, şi de tipul de alimente consumat, în special la grăsimile vizibile. Toate produsele lactate şi din carne conţin circa 50% acizi graşi saturaţi şi doar mici cantităţi de acid linoleic (la bovine sub 2%, iar la porc sub 10%). Alimentaţia ce conţine cantităţi reduse de de acizi graşi saturaţi şi ridicate de acid linoleic este recomandată în prevenirea afecţiunilor coronariene şi cardiace. Organismul conţine aproximativ 2 g colesterol/kg greutatea corporal, iar aprozimativ 1 -
2% din acest colesterol este zilnic reînoit.Sursa colesterolului din organism esta atât exogenă, din colesterolul alimentar, cât şi endogenă, formându-se printr-un process complex de sinteză care porneşte de la acetil-cilona A.
24
7. Bibliografie
1. Drochioiu, G., Duţă, I.,: Biochimie Generală, Casa Editorială Demiurg, Iaşi, 2003. 2. Mary, E., : Barasi Human Nutrition. A health perspectice, second edition, edition, Hodder Arnold, London, 2003. 3. Cucuianu, M., Brudaşca, I., Niculescu, F., Rus, H., Trif, I., : Biochimie Biochimie Clinică,
Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1998. 4. Banu, C., :Suveranitate, securitate şi siguranţă alimentară, Editura Asab, Bucureşti,
2007. 5. Neamţu, G., : Biochimie Alimentară, Editura Ceres, Bucureşti, 1997. 1997 .
6. Marinescu, G.,: Biochimie Generală, Tipografia Universităţii din Craiova, 2005. 7. Irimie, F., :Biochimie Generală, Volumul I, Editura Erdelyl Hlrados, Cluj, 1998. 19 98.
8. Gârban, Z., : Nutriţie Umană, Volumul I, Editura Didactică şi pedagogic, pedago gic, Bucureşti, 2000. 9. CAMPBELL, P., Biochimie Ilustrată, Editura Academiei Române, Bucureşti, 2004. 10. Gârban, Z., : Biochimie, Tratat comprehensive, Volumul I, Editura Didactică şi pedagogic, Bucureşti, 2000.
http://loweringcholesterolmadeeasy.com/wp-content/uploads/2011/06/cholesterol.jpg http://colegiul-medicilor.ro/Digestiv/Curs-3.html http://www.acupunct-ayurveda.ro/product.php?id_product=37
25
26
