Acidi grassi liberi

Gli acidi grassi liberi (FFAs) sono assorbiti e utilizzati direttamente come substrato energetico dai tessuti, tra cui il muscolo scheletrico, il fegato e il cuore. Il rilascio di acidi grassi liberi consente la conservazione delle riserve di glucosio per i tessuti che non sono in grado di utilizzare le riserve lipidiche, come, ad esempio, il cervello.

Dopo l’assorbimento degli acidi grassi liberi da parte delle cellule, possono essere scomposti nella β-ossidazione o possono essere trasformati in altri lipidi . Gli acidi grassi liberi sono i precursori di specie lipidiche multipolari tra cui: acilcarnitine, fosfolipidi , sfingolipidi, eicosanoidi e steroli, oltre a essere incorporati in lipidi come trigliceridi e diacilgliceroli.

Possono anche essere trasformati in lipoproteine ​​ricche di trigliceridi tra cui lipoproteine a bassa densità LDL  e ​​ lipoproteine ad alta densità HDL. Oltre a essere incorporati in altre specie lipidiche, gli acidi grassi liberi svolgono anche importanti ruoli di segnalazione, tra cui fungere da ligando per i recettori nucleari e regolare la sensibilità cellulare all‘insulina.

Obesità e acidi grassi liberi

I macronutrienti, inclusi carboidrati, proteine ​​e lipidi, svolgono un ruolo importante nella regolazione del metabolismo energetico e delle risposte infiammatorie. L’obesità si verifica come risultato di squilibri a lungo termine nell’assunzione e nelle spese energetiche e colpisce le vie effettrici di vari metaboliti e ormoni. L’obesità non è solo un problema estetico ma soprattutto un problema medico che aumenta il rischio di molte altre malattie e problemi di salute come malattie cardiache, diabete, pressione alta, colesterolo alto, malattie del fegato, apnea notturna e alcuni tumori.

L’obesità è associata alla resistenza insulinica e a uno stato di infiammazione di basso grado caratterizzato dall’aumento delle citochine proinfiammatorie nel sangue e nei tessuti. Livelli plasmatici di acidi grassi liberi elevati causano resistenza all’insulina. Gli acidi grassi liberi producono un difetto nel trasporto e/o nella fosforilazione del glucosio stimolato dall’insulina, causato da un difetto nella segnalazione dell’insulina.

Gli acidi grassi liberi plasmatici possono entrare nelle cellule, dove vengono ossidati per generare energia sotto forma di ATP o subire una reazione di esterificazione per essere immagazzinati come trigliceridi. Pertanto un loro aumento dei livelli nel sangue determina un accumulo intracellulare di trigliceridi.

L’obesità è associata a livelli elevati di citochine nella circolazione e nei tessuti. Il tessuto adiposo produce e rilascia un gran numero di adipochine. Gli acidi grassi liberi causano resistenza all’insulina in tutti i principali organi bersaglio dell’insulina e costituiscono un importante collegamento tra obesità, sviluppo della sindrome metabolica e malattia vascolare aterosclerotica.

Funzioni

Gli acidi grassi liberi, classificati in base alla lunghezza della loro coda alifatica in acidi grassi a catena corta che hanno meno di 6 atomi di carbonio, a catena media se hanno 6-12 atomi di carbonio e a catena lunga se hanno 12 o più atomi di carbonio, oltre alla loro funzione di fonte di energia, hanno funzioni critiche come la segnalazione dei recettori, l’espressione genica e la regolazione dell’omeostasi energetica sistemica.

Gli acidi grassi liberi svolgono un ruolo nello stress ossidativo in seguito alla depolarizzazione della membrana cellulare. Sono fisiologicamente attivi, non solo come componenti nutrizionali, ma anche come molecole coinvolte nella segnalazione cellulare e nella stabilizzazione delle membrane.

Sono stati recentemente identificati i recettori accoppiati alle proteine ​​G (GPCR) attivati ​​dagli acidi grassi liberi che svolgono ruoli significativi nella regolazione del metabolismo energetico e mediano un’ampia gamma di importanti processi metabolici.

Shuttle della carnitina

La β-ossidazione degli acidi grassi liberi è un percorso metabolico multifase, tramite il quale gli acidi grassi liberi vengono utilizzati per produrre energia. I trasportatori proteici sulla superficie cellulare, tra cui la traslocasi degli acidi grassi, le proteine ​​di trasporto degli acidi grassi tessuto-specifiche e la proteina legante gli acidi grassi legata alla membrana plasmatica, svolgono un ruolo importante nel trasporto degli acidi grassi liberi alla cellula.

All’interno della cellula, il tioestere, coenzima A è aggiunto all’acido grasso dalla sintasi dell’acil-CoA , formando l’acil-CoA a catena lunga. La membrana mitocondriale è impermeabile all’acil-CoA che entra nei mitocondri tramite lo shuttle della carnitina detto anche sistema navetta.

Il primo step di questo processo è mediato dall’enzima carnitina palmitoiltransferasi I che converte l’acil-CoA in acilcarnitina. Il legame dell’acil-CoA a catena lunga all’acilcarnitina a catena lunga consente all’acido grasso di essere trasportato attraverso la membrana mitocondriale interna tramite diffusione facilitata dalla carnitina translocasi, che, nel secondo step, scambia le acilcarnitine a catena lunga con la carnitina.

L’estere acilcarnitina attraversa la membrana mitocondriale mediante diffusione facilitata da un trasportatore, così l’enzima carnitina aciltrasferasi II può dare inizio alla terza reazione. In questo stadio finale dello shuttle della carnitina il gruppo acilico viene trasferito dalla carnitina al coenzima A intramitocondriale.

Il percorso di β-ossidazione degli acidi grassi liberi e dell’acil-CoA a catena lunga produce acetil-CoA che entra nel ciclo dell’acido tricarbossilico mitocondriale. I trasportatori di elettroni, i coenzimi NADH e FADH₂, forniti sia dalla β-ossidazione degli acidi grassi liberi che dal ciclo degli acidi tricarbossilici, sono utilizzati nella catena di trasporto degli elettroni per produrre energia immagazzinata nelle molecole di ATP.

 Alimenti e acidi grassi liberi

Gli acidi grassi liberi si formano negli alimenti a causa dell’irrancidimento idrolitico piuttosto che ossidativo. La loro misurazione è spesso eseguita insieme ai prodotti dell’ossidazione lipidica ed è particolarmente importante negli oli usati nella frittura.

Inoltre, possono essere utilizzati come indicatori di stabilità di conservazione in alimenti fritti, come, ad esempio, le patatine fritte. Gli acidi grassi liberi possono contribuire al sapore sgradevole, in particolare nei prodotti lattiero-caseari, e hanno dimostrato di essere correlati con il sapore sgradevole, come, ad esempio, una nota di odore aspro nell’olio di palma.

Gli acidi grassi liberi agiscono quindi come substrato per gli enzimi responsabili del deterioramento ossidativo, ad esempio la lipossigenasi. Sono presenti come conseguenza del danno cellulare nel tessuto vegetale durante la raccolta, lo stoccaggio, il trasporto o la lavorazione iniziale. È un problema particolare per l’industria degli oli commestibili in quanto devono essere rimossi tramite raffinazione.

Determinazione degli acidi grassi liberi

Sebbene esistano diverse tecniche che possono essere utilizzate per determinare il contenuto di acidi grassi liberi, la titolazione acido-base con idrossido di sodio o idrossido di potassio rimane il metodo più ampiamente utilizzato.

In genere, una porzione di 1 grammo dell’olio o del grasso estratto è solubilizzata in solvente, solitamente etanolo o volumi uguali di etanolo ed etere etilico, quindi titolata con la soluzione di KOH o NaOH 0.1 M utilizzando una soluzione alcolica di fenolftaleina come indicatore.

I risultati sono espressi come % di contenuto di acidi grassi liberi o come “valore di acidità”, definito come il peso in mg di idrossido di potassio o idrossido di sodio necessario per neutralizzare l’acidità di 1 grammo di olio.

La presenza di acidi grassi liberi nell’olio d’oliva indica che si è verificata una degradazione a causa di una cattiva manipolazione durante la lavorazione ed è considerata un segno di deterioramento della qualità dell’olio con conseguente influenza delle proprietà organolettiche

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