Fitosteroli

I fitosteroli sono, unitamente ai brassinosteroidi,  steroli vegetali presenti in varie parti delle piante che non sono in grado di essere sintetizzati all’interno del corpo umano ma devono essere assunti nella dieta a seguito di ingestione di alcuni alimenti come oli vegetali, frutta secca legumi, alcuni semi, cereali, frutta fresca e verdura.

I fitosteroli sono metaboliti secondari che hanno una struttura e una funzione paragonabili al colesterolo sebbene la velocità di assorbimento intestinale del fitosterolo sia molto inferiore a quella del colesterolo infatti può essere assorbito meno del 5%.

Sono componenti essenziali delle membrane cellulari delle piante ma il contenuto di fitosteroli differisce tra pianta e pianta, tra le diverse parti della pianta e dipende dal loro grado di maturazione. Negli ultimi decenni si è registrato un crescente interesse per i fitosteroli alimentari a causa della loro associazione con una serie di effetti benefici per la salute.

Presentano una struttura comune a quattro anelli del tipo rappresentato in figura e, sulla base della differenza nella sostituzione sulle catene laterali, della differenza nel grado di insaturazione della catena laterale e dell’anello e della diversità della combinazione di gruppi alcolici, sono stati identificati più di 250 fitosteroli

Biosintesi dei fitosteroli

La biosintesi dei fitosteroli è un ramo della sintesi degli steroli ed avviene in quasi tutte le specie vegetali ma può essere distinta dal percorso di biosintesi degli steroli di tutti i regni eucarioti, come animali e funghi. La biosintesi dei fitosteroli inizia con la via del mevalonato, un percorso metabolico presente nella maggior parte degli organismi.

Il primo step prevede la conversione dell’acetil-CoA, un prodotto del metabolismo cellulare, in acido mevalonico. Quest’ultimo viene quindi convertito in sequenza in due intermedi chiave: isopentenil difosfato (IPP) e dimetilallil difosfato (DMAPP).

Questi ultimi, grazie all’azione dell’enzima squalene sintasi, danno una reazione di ciclizzazione per formare squalene che subisce una serie di reazioni enzimatiche per produrre cicloartenolo, un intermedio critico nella biosintesi dei fitosteroli.

La conversione dello squalene in cicloartenolo comporta diversi passaggi, tra cui reazioni di ciclizzazione, idrossilazione e riarrangiamento. Queste reazioni sono catalizzate da vari enzimi, come squalene epossidasi, squalene-hopene ciclasi e cicloartenolo sintasi.

Dopo la formazione del cicloartenolo, si verificano ulteriori modifiche per generare vari fitosteroli. Un passaggio cruciale è l’incorporazione di gruppi metilici nel nucleo dello sterolo grazie all’azione dell’enzima sterolo metiltransferasi. Dopo la metilazione, si verificano ulteriori modifiche per generare la vasta gamma di fitosteroli presenti in natura. Queste modifiche includono la riduzione dei doppi legami, la rimozione o l’aggiunta di gruppi funzionali e altre trasformazioni enzimatiche.

Fitosteroli e ipercolesterolemia

Sebbene le concentrazioni circolanti siano molto basse rispetto a quelle del colesterolo, i fitosteroli vengono assorbiti da diversi tessuti e possono influenzare i processi patologici di alcune malattie, come la  steatosi epatica non alcolica o NAFLD (dall’inglese  nonalcoholic fatty liver disease) che è la forma più comune di malattia epatica al mondo caratterizzata da un eccessivo accumulo di lipidi all’interno del fegato non associato ad un eccessivo consumo di alcolici, ma dovuta a fattori genetici, dietetici e ambientali.

Questi fattori promuovono l’insorgenza di resistenza all’insulina (IR) nel tessuto adiposo, portando a disfunzione degli adipociti e a un aumento dell’afflusso di acidi grassi liberi (FFA) nel fegato. Si ritiene che i lipidi, principalmente colesterolo, acidi grassi liberi e i loro derivati, abbiano un grande impatto negativo sull’insorgenza e lo sviluppo della patologia con effetti avversi come metabolismo lipidico anomalo, stress ossidativo e infiammazione epatica cronica, tutti fattori che contribuiscono alla progressione della malattia.

Rapporto tra colesterolo e fosfolipidi

Il rapporto tra colesterolo e fosfolipidi sulla membrana cellulare è mantenuto a un livello appropriato, ma quando il rapporto è sbilanciato, la struttura della zattera lipidica si rompe e anche la fluidità della membrana cellulare si riduce.

L’aumento di colesterolo sulla membrana mitocondriale riduce la fluidità della membrana, con una serie di conseguenze quali la diminuzione dell’attività della proteina trasportatrice, il trasporto limitato di α-chetoglutarato e il trasporto ridotto di glutatione dal citoplasma ai mitocondri.

Ciò porta quindi al consumo di glutatione mitocondriale, che è il principale antiossidante nei mitocondri che rende i mitocondri più sensibili agli ossidanti e può, in ultima analisi, promuovere la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e la perossidazione lipidica.

È stato dimostrato che i fitosteroli possono ridurre l’accumulo di trigliceridi e colesterolo epatico nei topi alimentati con una dieta ricca di grassi indicando che essi possono esercitare la loro attività biologica nel fegato. In particolare, il consumo a lungo termine di alimenti ricchi di fitosteroli può ridurre efficacemente vari fattori di rischio per la steatosi epatica non alcolica, come i trigliceridi sierici e la concentrazione di acidi grassi liberi, nonché aumentare la sintesi di acidi biliari e altri meccanismi per ridurre il rischio e prevenire lo sviluppo della NAFLD.

I fitosteroli, oltre alla loro capacità di abbassare il colesterolo sono in grado di inibire le malattie cardiovascolari e pertanto utilizzati come integratori aggiunti ai regimi alimentari umani e animali.

Esempi di fitosteroli

Tra i fitosteroli più noti vi è il β-sitosterolo che è lo sterolo vegetale più abbondante nella dieta umana e presente nella crusca di riso, nel germe di grano, nelle arachidi, negli oli di mais, nella soia, avocado e cioccolato fondente. Oltre a ridurre l’assorbimento del colesterolo nell’intestino e ridurre i suoi livelli nel sangue il β-sitosterolo ha attività antiproliferative, ipocolesterolemiche, analgesiche e antidiabetiche stimolando le funzioni di assorbimento del glucosio.

Lo stigmasterolo è un fitosterolo insaturo appartenente alla classe dei triterpeni tetraciclici presente nei grassi vegetali ed è un costituente di vari vegetali, legumi, noci, semi e latte non pastorizzato. Oltre ad aiutare a ridurre il colesterolo nel sangue ha mostrato effetti antidiabetici.

Inoltre gli studi hanno mostrato che esso ha proprietà antinfiammatorie, immunomodulatrici, antiparassitarie, antimicotiche, antibatteriche, antiossidanti e neuroprotettive. Lo stigmasterolo è utilizzato inoltre dalle industrie farmaceutiche come precursore di vari prodotti steroidei come il progesterone.

Tra i fitosteroli vi è il campesterolo, presente in molte verdure, frutta, noci, semi oltre a banane, melograno, peperoni, pompelmi, cetrioli, cipolle, avena, patate, citronella e caffè. Funge da precursore nella biosintesi dei brassinosteroidi, importanti ormoni vegetali che regolano vari processi biologici come l’espressione genica, la divisione cellulare e le risposte di crescita.

Chimicamo la chimica online perché tutto è chimica