La Lipidomica

Il metabolismo dei grassi e composizione delle membrane cellulari

Cos'e`la Lipidomica?

Gli acidi grassiLa Lipidomica e` la scienza che segue i cambiamenti degli acidi grassi durante il metabolismo cellulare e la conseguente composizione dei lipidi nei comparti e membrane delle cellule. I lipidi, o grassi, sono delle molecole organiche molto importanti del metabolismo e sono i principali costituenti delle membrane cellulari. Per questo motivo e` necessario introdurli nell'alimentazione in quantita` sufficienti (fino al 30% della dieta). Gli acidi grassi, che compongono i lipidi, sono fondamentalmente di tre tipi: Acidi grassi saturi, acidi grassi insaturi TRANS (non naturali) e gli acidi grassi insaturi. Questi ultimi si dividono in monoinsaturi e polinsaturi. I grassi polinsaturi si dividono a loro volta in due grandi famiglie: gli omega-3 e gli omega-6 che vengono definiti "essenziali" perche` derivanti esclusivamente dalla nutrizione.
Occorre tener presente che nelle cellule umane vengono sintetizzati solo acidi grassi saturi e monoinsaturi.Isomeri degli acidi grassi insaturi mentre i polinsaturi vengono assunti attraverso l'alimentazione perche` presenti, in gran parte, negli olii vegetali ma anche, per esempio, nei pesci. Gli acidi grassi insaturi TRANS si formano negli olii trattati chimicamente dall'industria alimentare oppure nello stress radicalico o ossidativo.
I lipidi sono anche utilizzati dall'organismo come riserve di combustibile in quanto la loro ossidazione produce molta energia.

La lipidomica della membrana cellulare si occupa dei "fosfolipidi", che sono i grassi che compongono la membrana cellulare. La membrana cellulare e` indispensabile per la vita e regola le funzioni metaboliche. Proprio a questo livello vengono orientati i processi cellulari piu` cruciali. Infatti la membrana cellulare non e` un semplice involucro ma un sofisticato sistema di confine dove si organizzano complessi proteici che provvedono agli scambi interno ed esterno, ma anche mediatori e recettori di segnali metabolici. Basti pensare che il funzionamento di un apparato cosi complesso come il sistema nervoso si basa principalmente su meccanismi di rilascio di sostanze, dette neuromediatori, attraverso la membrana cellulare. Inoltre, attraverso la membrana vengono regolati segnali biochimici che regolano i nostri geni attivandoli o inibendoli. Si capisce come la membrana cellulare svolga mansioni particolarmente importanti e come il suo funzionamento sia direttamente correlato al tipo e quantita` degli acidi grassi che la compongono. Solo oggi ci si sta rendendo conto dell'importanza del tipo di alimenti assunti per la loro influenza sulla composizione molecolare della membrana. Anche lo stress e le condizioni patologiche possono creare profondi cambiamenti a livello di membrana.

Cell Membrane Encyclopaedia Britannica/UIG/Getty Images
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La membrana cellulare e` dunque una pellicola, costituita da due strati di fosfolipidi, dentro la quale alloggiano proteine funzionali. Diventa quindi determinante da un punto di vista strutturale la fluidita` e permeabilita` di queste membrane per il corretto funzionamento delle attivita` cellulari e metaboliche. La fluidita` e permeabilita` delle membrane sono direttamente correlate al tipo di acidi grassi presenti. Gli acidi grassi saturi (lineari) determinano la compattezza della membrana mentre quelli monoinsaturi (ripiegati) sono responsabili della sua permeabilita` e fluidita`. E` dunque chiaro come sia importante mantenere un adeguato rapporto tra le due tipologie. Per questo motivo, gli acidi grassi TRANS, che pur essendo insaturi, hanno una struttura lineare vanno ha compromettere la normale organizzazione della membrana producendo alterazioni della sua funzionalita`.
E` dunque comprensibile come la dieta abbia un'importanza determinante perche` i lipidi introdotti con essa incidono sulla composizione e salute delle membrane.


Omega-3 e Omega-6

Alimenti e acidi grassiCome gia` accennato gli Omega-3 e Omega-6 sono grassi polinsaturi essenziali che derivano rispetttivamente dall'acido alfa-linolenico e dall'acido linoleico e/o gamma-linolenico. Dovendo essere assunti con la dieta puo` accadere che si vengano a creare situazioni di deficit. Mentre l'acido linoleico si trova abbondantemente negli olii vegetali, per quanto riguarda l'acido alfa-linolenico le fonti sono piu' ristrette. Lo troviamo infatti nei semi e olio di lino, noci e pochi altri alimenti. I suoi derivati, gli omega-3 vengono trovati nel pesce e in alcune alghe.

Attualmente si stima che il rapporto omega-6/omega-3 nelle abitudini alimentari dei paesi industrializzati sia da 10:1 a 20:1, mentre le proporzioni corrette dovrebbero attestarsi su rapporti 4:1, 5:1. Si e` osservato che il rapporto tra le due categorie e` indispensabile per assicurare un corretto assetto strutturale e funzionale della membrana cellulare e dei tessuti. Assetto che poi si va a riflettere sulla funzionalita` degli organi e dell'intero organismo.

Competizione enzimatica delle piste lipidicheLa cascata di trasformazioni enzimatiche, o piste, che interessano gli acidi linoleico e alfa-linolenico da luogo, nell'essere vivente, a tutti gli altri costituenti delle due famiglie omega-6 e omega-3. Come si vede nell'immagine, la competizione enzimatica tra le due piste lipidiche regola quale substrato potra` essere effetivamente metabolizzato, pertanto l'equilibrio della supplementazione delle due piste deve essere mantenuto. In pratica, in presenza di eccessivo acido linoleico si favorisce la formazione di acido arachidonico (AA) e prostaglandine di tipo 2 (PGE2) che hanno attivita` infiammatoria. Viceversa si avra` formazione di prostaglandine di tipo 1 e 3 (PGE1, PGE3) che hanno attivita` antiinfiammatoria. Si capisce come il loro equilibrio sia fondamentale per un controllo corretto del fenomeno infiammatorio.
Ma se e` possibile ripristinare l'equilibrio attraverso l'assunzione specifica di lipidi come facciamo a sapere quale acido grasso somministrare e in che misura. In questo contesto ci viene incontro la Lipidomica in quanto ci permette di conoscere i deficit di acidi grassi e la loro incidenza su patologie e metabolismo. L'analisi della membrana del globulo rosso, o eritrocita, e` particolarmente conveniente perche` facilmente effettuabile su un piccolo campione di sangue intero (goccia di sangue). Tramite l'eritrocita si ottiene un quadro completo di diversi parametri come il rapporto tra acidi grassi saturi e monoinsaturi ma anche quello tra omega-6 e omega-3 e l'incidenza di produzione di acido arachidonico responsabile dell'infiammazione "silente", della reattivita` cellulare e delle numerose complicazioni e patologie dovute all'infiammazione cronica dei tessuti.

Nutraceutica e Lipidomica

La nutraceutica prende il nome dal connubio delle parole nutrizione e farmaceutica. Avendo osservato che esiste una correlazione sempre piu` netta tra stati patologici, invecchiamento e il corrispondente deterioramento delle biomolecole ma anche la sempre maggiore incidenza dello stress radicalico, deficit vitaminici e di altri micro e macro alimenti, si e` sviluppata la nutraceutica che, attraverso l'uso mirato degli alimenti, va a ristabilire gli equilibri fisiologici, a contrastare lo stress ossidativo e l'insorgenza di patologie. Tuttavia, il mondo degli integratori, essendo soggetto a forti interessi economici, innonda il mercato di prodotti che il piu` delle volte non hanno nessun reale beneficio. Si puo` capire come il tipo di prodotto nutraceutico deve essere scelto opportunamente perche` in base alla sua formulazione possono cambiare drammaticamente l'assorbimento e la biodisponibilita`. Pertanto, la strategia per definire un quadro della situazione individuale, con la determinazione del tipo e del fabbisogno lipidico, nonche` dello stress ossidativo e la produzione di radicali dell'individuo stesso, appare come la via piu` scientifica e sicura. In connessione alla nutraceutica devono pertanto essere sviluppati metodi diagnostici per l'evidenziazione delle necessita` individuali. In questo contesto, la lipidomica della membrana cellulare e` uno strumento particolarmente indicato nella scelta della strategia di supplementazione nutraceutica personalizzata, secondo l'effettiva necessita`, assicurando una buona base per una prospettiva di efficacia. La lipidomica interviene nelle problematiche legate al sovrappeso, obesita`, infiammazione cronica e disturbi a carico del sistema cardiovascolare ma anche in numerosi disturbi della pelle.