Metabolismo dei grassi

Il metabolismo dei grassi comprende il metabolismo di grassi neutri, fosfatidi, glicolipidi, colesterolo e steroidi. Un numero così elevato di componenti inclusi nel concetto di grassi rende estremamente difficile descrivere le caratteristiche del loro metabolismo. Tuttavia, le loro proprietà fisico-chimiche generali – bassa solubilità in acqua e buona solubilità nei solventi organici – ci permettono di sottolineare immediatamente che il trasporto di queste sostanze in soluzioni acquose è possibile solo sotto forma di complessi con sali proteici o di acidi biliari o sotto forma di saponi.

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L'importanza del grasso per il corpo

Negli ultimi anni, la visione sull'importanza dei grassi nella vita umana è cambiata significativamente. Si è scoperto che i grassi nel corpo umano si rinnovano rapidamente. Pertanto, metà del grasso totale in un adulto si rinnova entro 5-9 giorni, il grasso nel tessuto adiposo in 6 giorni e nel fegato ogni 3 giorni. Dopo aver stabilito l'elevato tasso di rinnovamento dei depositi di grasso nel corpo, ai grassi è stato attribuito un ruolo importante nel metabolismo energetico. L'importanza dei grassi nella costruzione delle strutture più importanti del corpo (ad esempio, la membrana delle cellule del tessuto nervoso), nella sintesi degli ormoni surrenali, nella protezione del corpo dall'eccessiva perdita di calore e nel trasporto delle vitamine liposolubili è nota da tempo.

Il grasso corporeo corrisponde a due categorie chimiche e istologiche.

A - Grassi "essenziali", che includono i lipidi che fanno parte delle cellule. Hanno un certo spettro lipidico e la loro quantità è pari al 2-5% del peso corporeo senza grassi. I grassi "essenziali" vengono trattenuti nell'organismo anche durante un digiuno prolungato.

B - grasso "non essenziale" (di riserva, in eccesso), localizzato nel tessuto sottocutaneo, nel midollo osseo giallo e nella cavità addominale, nel tessuto adiposo situato vicino ai reni, alle ovaie, nel mesentere e nell'omento. La quantità di grasso "non essenziale" non è costante: viene accumulato o utilizzato a seconda del dispendio energetico e della natura dell'alimentazione. Studi sulla composizione corporea di feti di diverse età hanno dimostrato che l'accumulo di grasso nel loro corpo si verifica principalmente negli ultimi mesi di gravidanza, dopo le 25 settimane di gestazione e durante il primo-secondo anno di vita. L'accumulo di grasso durante questo periodo è più intenso dell'accumulo di proteine.

Dinamica del contenuto di proteine e grassi nella struttura del peso corporeo del feto e del bambino

Peso corporeo del feto o del bambino, g	Proteine, %	Grasso, %	Proteine, g	Grasso, g
1500	11.6	3.5	174	52.5
2500	12.4	7.6	310	190
3500	12.0	16.2	420	567
7000	11.8	26.0	826	1820

Tale intensità di accumulo di tessuto adiposo nel periodo di crescita e differenziazione più critico testimonia l'utilizzo prevalente del grasso come materiale plastico, ma non come riserva energetica. Ciò può essere illustrato dai dati sull'accumulo della componente plastica più essenziale del grasso: gli acidi grassi polinsaturi a catena lunga delle classi ω3 e ω6, che sono inclusi nelle strutture cerebrali e determinano le proprietà funzionali del cervello e dell'apparato visivo.

Accumulo di acidi grassi ω nel tessuto cerebrale fetale e infantile

Acidi grassi	Prima della nascita, mg/settimana	Dopo la nascita, mg/settimana
Totale ω6	31	78
18:2	1	2
20:4	19	45
Totale ω3	15	4
18:3	181	149

La quantità minima di grasso si osserva nei bambini nel periodo prepuberale (6-9 anni). Con l'inizio della pubertà, si osserva nuovamente un aumento delle riserve di grasso, e in questo periodo si notano già differenze marcate a seconda del sesso.

Parallelamente all'aumento delle riserve di grasso, aumenta anche il contenuto di glicogeno. In questo modo, si accumulano riserve energetiche da utilizzare nel periodo iniziale dello sviluppo postnatale.

Sebbene il passaggio del glucosio attraverso la placenta e il suo accumulo sotto forma di glicogeno siano ben noti, la maggior parte dei ricercatori ritiene che i grassi vengano sintetizzati solo nel feto. Solo le molecole di acetato più semplici, che possono essere i prodotti di partenza per la sintesi dei grassi, attraversano la placenta. Ciò è dimostrato dal diverso contenuto di grassi nel sangue della madre e del bambino al momento della nascita. Ad esempio, il contenuto di colesterolo nel sangue della madre è in media di 7,93 mmol/l (3050 mg/l), nel sangue retroplacentare di 6,89 mmol/l (2650 mg/l), nel sangue del cordone ombelicale di 6,76 mmol/l (2600 mg/l) e nel sangue del bambino di soli 2,86 mmol/l (1100 mg/l), ovvero quasi 3 volte inferiore rispetto al sangue della madre. I sistemi di digestione e assorbimento intestinale dei grassi si formano relativamente presto. Trovano la loro prima applicazione già all'inizio dell'assunzione del liquido amniotico, ovvero della nutrizione amniotrofica.

Tempistica dello sviluppo delle funzioni del tratto gastrointestinale (momento della rilevazione e gravità in percentuale della stessa funzione negli adulti)

Digestione dei grassi	Prima identificazione di un enzima o di una funzione, settimana	Espressione funzionale in percentuale di un adulto
Lipasi sublinguale	30	Più di 100
Lipasi pancreatica	20	5-10
Colipasi pancreatica	Sconosciuto	12
Acidi biliari	22	50
Assorbimento dei trigliceridi a catena media	Sconosciuto	100
Assorbimento dei trigliceridi a catena lunga	Sconosciuto	90

Caratteristiche del metabolismo dei grassi in base all'età

La sintesi dei grassi avviene principalmente nel citoplasma delle cellule lungo il percorso inverso del ciclo di degradazione dei grassi di Knoop-Lino. La sintesi degli acidi grassi richiede la presenza di enzimi nicotinamide idrogenata (HAOP), in particolare HAOP H2. Poiché la principale fonte di HAOP H2 è il ciclo dei pentosi della degradazione dei carboidrati, l'intensità della formazione degli acidi grassi dipenderà dall'intensità del ciclo dei pentosi della degradazione dei carboidrati. Ciò sottolinea la stretta connessione tra il metabolismo dei grassi e quello dei carboidrati. Esiste un'espressione figurata: "i grassi bruciano alla fiamma dei carboidrati".

La quantità di grassi "non essenziali" è influenzata dalla natura dell'alimentazione dei bambini nel primo anno di vita e dalla loro nutrizione negli anni successivi. Con l'allattamento al seno, il peso corporeo dei bambini e il loro contenuto di grassi sono leggermente inferiori rispetto all'allattamento artificiale. Allo stesso tempo, il latte materno provoca un aumento transitorio del contenuto di colesterolo nel primo mese di vita, che funge da stimolo per una sintesi precoce della lipoproteina lipasi. Si ritiene che questo sia uno dei fattori che inibiscono lo sviluppo dell'ateromatosi negli anni successivi. Un'alimentazione eccessiva nei bambini piccoli stimola la formazione di cellule nel tessuto adiposo, che in seguito si manifesta come una tendenza all'obesità.

Esistono anche differenze nella composizione chimica dei trigliceridi nel tessuto adiposo di bambini e adulti. Pertanto, il grasso dei neonati contiene relativamente meno acido oleico (69%) rispetto a quello degli adulti (90%) e, al contrario, più acido palmitico (nei bambini - 29%, negli adulti - 8%), il che spiega il punto di fusione più elevato dei grassi (nei bambini - 43 °C, negli adulti - 17,5 °C). Questo aspetto dovrebbe essere tenuto in considerazione quando si organizza l'assistenza ai bambini nel primo anno di vita e quando si prescrivono loro farmaci per uso parenterale.

Dopo la nascita, il fabbisogno energetico per garantire tutte le funzioni vitali aumenta drasticamente. Allo stesso tempo, l'apporto di nutrienti da parte del corpo materno cessa e l'apporto energetico con il cibo nelle prime ore e nei primi giorni di vita è insufficiente, non coprendo nemmeno i bisogni del metabolismo basale. Poiché il corpo del bambino dispone di sufficienti riserve di carboidrati per un periodo relativamente breve, il neonato è costretto a utilizzare immediatamente le riserve di grasso, il che si manifesta chiaramente con un aumento della concentrazione di acidi grassi non esterificati (NEFA) nel sangue, con una contemporanea diminuzione della concentrazione di glucosio. I NEFA sono una forma di trasporto dei grassi.

Parallelamente all'aumento del contenuto di NEFA nel sangue dei neonati, la concentrazione di chetoni inizia ad aumentare dopo 12-24 ore. Esiste una dipendenza diretta tra il livello di NEFA, glicerolo e chetoni e il valore energetico degli alimenti. Se a un bambino viene somministrata una quantità sufficiente di glucosio subito dopo la nascita, il contenuto di NEFA, glicerolo e chetoni sarà molto basso. Pertanto, il neonato copre i suoi costi energetici principalmente attraverso il metabolismo dei carboidrati. Con l'aumentare della quantità di latte che il bambino riceve, il suo valore energetico aumenta a 467,4 kJ (40 kcal/kg), che copre almeno il metabolismo di base, mentre la concentrazione di NEFA diminuisce. Studi hanno dimostrato che l'aumento del contenuto di NEFA, glicerolo e la comparsa di chetoni sono associati alla mobilizzazione di queste sostanze dal tessuto adiposo e non rappresentano un semplice aumento dovuto all'assunzione di cibo. Per quanto riguarda gli altri componenti dei grassi - lipidi, colesterolo, fosfolipidi, lipoproteine - è stato stabilito che la loro concentrazione nel sangue dei vasi ombelicali dei neonati è molto bassa, ma aumenta dopo 1-2 settimane. Questo aumento della concentrazione delle frazioni di grasso non trasportate è strettamente correlato alla loro assunzione con il cibo. Ciò è dovuto al fatto che l'alimento del neonato - il latte materno - ha un alto contenuto di grassi. Studi condotti su neonati prematuri hanno prodotto risultati simili. Sembra che dopo la nascita di un neonato prematuro, la durata dello sviluppo intrauterino sia meno importante del tempo trascorso dopo la nascita. Dopo l'inizio dell'allattamento al seno, i grassi assunti con il cibo sono soggetti a degradazione e riassorbimento sotto l'influenza degli enzimi lipolitici del tratto gastrointestinale e degli acidi biliari nell'intestino tenue. Acidi grassi, saponi, glicerolo, mono-, di- e persino trigliceridi vengono riassorbiti nella mucosa del tratto medio e inferiore dell'intestino tenue. Il riassorbimento può avvenire sia per pinocitosi di piccole goccioline di grasso da parte delle cellule della mucosa intestinale (chilomicroni di dimensioni inferiori a 0,5 μm), sia sotto forma di formazione di complessi idrosolubili con sali biliari e acidi, esteri del colesterolo. Attualmente, è stato dimostrato che i grassi con una catena carboniosa corta (C12) vengono assorbiti direttamente nel sangue attraverso il sistema vascolare. I grassi con una catena carboniosa più lunga entrano nella linfa e, attraverso il dotto toracico comune, confluiscono nel sangue circolante. A causa dell'insolubilità dei grassi nel sangue, il loro trasporto nell'organismo richiede forme specifiche. Innanzitutto, si formano le lipoproteine. La trasformazione dei chilomicroni in lipoproteine avviene sotto l'azione dell'enzima lipoproteina lipasi ("fattore chiarificante"), il cui cofattore è l'eparina. Sotto l'azione della lipoproteina lipasi, gli acidi grassi liberi vengono scissi dai trigliceridi, che vengono legati alle albumine e quindi facilmente assorbiti. È noto che le α-lipoproteine contengono 2/3 dei fosfolipidi e circa 1/4 del colesterolo nel plasma sanguigno,β-lipoproteine: 3/4 del colesterolo e 1/3 dei fosfolipidi. Nei neonati, la quantità di α-lipoproteine è significativamente più alta, mentre le β-lipoproteine sono poche. Solo a 4 mesi il rapporto tra le frazioni α e β delle lipoproteine si avvicina ai valori normali per un adulto (frazioni α delle lipoproteine: 20-25%, frazioni p delle lipoproteine: 75-80%). Questo ha una certa importanza per il trasporto delle frazioni adipose.

Lo scambio di grassi avviene costantemente tra depositi di grasso, fegato e tessuti. Nei primi giorni di vita del neonato, il contenuto di acidi grassi esterificati (AGE) non aumenta, mentre la concentrazione di AGE aumenta significativamente. Di conseguenza, nelle prime ore e nei primi giorni di vita, la riesterificazione degli acidi grassi nella parete intestinale è ridotta, come confermato anche dal carico di acidi grassi liberi.

La steatorrea è spesso osservata nei bambini nei primi giorni e settimane di vita. Pertanto, l'escrezione di lipidi totali con le feci nei bambini di età inferiore a 3 mesi è in media di circa 3 g/die, poi tra i 3 e i 12 mesi diminuisce a 1 g/die. Allo stesso tempo, anche la quantità di acidi grassi liberi nelle feci diminuisce, il che riflette un migliore assorbimento dei grassi nell'intestino. Pertanto, la digestione e l'assorbimento dei grassi nel tratto gastrointestinale in questa fase sono ancora imperfetti, poiché la mucosa intestinale e il pancreas subiscono un processo di maturazione funzionale dopo la nascita. Nei neonati prematuri, l'attività della lipasi è solo il 60-70% dell'attività riscontrata nei bambini di età superiore a 1 anno, mentre nei neonati a termine è più elevata, circa l'85%. Nei neonati, l'attività della lipasi raggiunge quasi il 90%.

Tuttavia, l'attività della lipasi da sola non determina l'assorbimento dei grassi. Un altro componente importante che promuove l'assorbimento dei grassi sono gli acidi biliari, che non solo attivano gli enzimi lipolitici, ma influenzano anche direttamente l'assorbimento dei grassi. La secrezione di acidi biliari ha caratteristiche legate all'età. Ad esempio, nei neonati prematuri, la secrezione di acidi biliari da parte del fegato è solo il 15% della quantità che si forma durante il periodo di pieno sviluppo della sua funzione nei bambini di 2 anni. Nei neonati a termine, questo valore aumenta al 40% e nei bambini del primo anno di vita è del 70%. Questa circostanza è molto importante dal punto di vista nutrizionale, poiché metà del fabbisogno energetico dei bambini è coperto dai grassi. Trattandosi di latte materno, la digestione e l'assorbimento sono pressoché completi. Nei neonati a termine, l'assorbimento dei grassi dal latte materno avviene al 90-95%, nei neonati prematuri è leggermente inferiore, all'85%. Con l'allattamento artificiale, questi valori diminuiscono del 15-20%. È stato dimostrato che gli acidi grassi insaturi vengono assorbiti meglio di quelli saturi.

I tessuti umani possono scomporre i trigliceridi in glicerolo e acidi grassi e sintetizzarli nuovamente. La scomposizione dei trigliceridi avviene sotto l'azione delle lipasi tissutali, passando attraverso stadi intermedi di di- e monogliceridi. Il glicerolo viene fosforilato e incluso nella catena glicolitica. Gli acidi grassi subiscono processi ossidativi localizzati nei mitocondri delle cellule e vengono scambiati nel ciclo di Knoop-Lino, la cui essenza è che a ogni ciclo si forma una molecola di acetil coenzima A e la catena dell'acido grasso si riduce di due atomi di carbonio. Tuttavia, nonostante il notevole aumento di energia durante la scomposizione dei grassi, l'organismo preferisce utilizzare i carboidrati come fonte di energia, poiché le possibilità di regolazione autocatalitica della crescita energetica nel ciclo di Krebs, attraverso le vie del metabolismo dei carboidrati, sono maggiori rispetto al metabolismo dei grassi.

Durante il catabolismo degli acidi grassi si formano prodotti intermedi: i chetoni (acido β-idrossibutirrico, acido acetoacetico e acetone). La loro quantità ha un certo valore, poiché i carboidrati presenti negli alimenti e alcuni amminoacidi hanno proprietà anti-chetoniche. In termini semplificati, la chetogenicità della dieta può essere espressa dalla seguente formula: (Grassi + 40% proteine) / (Carboidrati + 60% proteine).

Se questo rapporto è maggiore di 2, la dieta ha proprietà chetoniche.

Va tenuto presente che, indipendentemente dal tipo di alimento, esistono caratteristiche legate all'età che determinano la tendenza alla chetosi. I bambini dai 2 ai 10 anni sono particolarmente predisposti. Al contrario, i neonati e i bambini del primo anno di vita sono più resistenti alla chetosi. È possibile che la "maturazione" fisiologica dell'attività degli enzimi coinvolti nella chetogenesi avvenga lentamente. I chetoni si formano principalmente nel fegato. Quando i chetoni si accumulano, si verifica la sindrome del vomito acetonemico. Il vomito si manifesta improvvisamente e può persistere per diversi giorni e persino settimane. Durante la visita dei pazienti, si rileva un odore di mela dalla bocca (acetone) e acetone viene rilevato nelle urine. Allo stesso tempo, il contenuto di zucchero nel sangue è nei limiti della norma. La chetoacidosi è anche caratteristica del diabete mellito, in cui si riscontrano iperglicemia e glicosuria.

A differenza degli adulti, i bambini presentano caratteristiche del profilo lipidico nel sangue legate all'età.

Caratteristiche legate all'età del contenuto di grassi e delle sue frazioni nei bambini

Indicatore	Neonato			G neonato 1-12 mesi	Bambini da 2 anni
	1 ora	24 ore	6-10 giorni		Fino a 14 anni
Lipidi totali, g/l	2.0	2.21	4.7	5.0	6.2
Trigliceridi, mmol/l	0,2	0,2	0,6	0,39	0,93
Colesterolo totale, mmol/l	1.3	-	2.6	3.38	5.12
Colesterolo effettivamente legato, % del totale	35.0	50.0	60.0	65.0	70.0
NEFA, mmol/l	2,2	2.0	1,2	0,8	0,45
Fosfolipidi, mmol/l	0,65	0,65	1.04	1.6	2.26
Lecitina, g/l	0,54	-	0,80	1,25	1.5
Kefalin, g/l	0,08	-	-	0,08	0,085

Come si può osservare dalla tabella, il contenuto di lipidi totali nel sangue aumenta con l'età: solo nel primo anno di vita, aumenta di quasi 3 volte. I neonati presentano un contenuto relativamente elevato (in percentuale sul grasso totale) di lipidi neutri. Durante il primo anno di vita, il contenuto di lecitina aumenta significativamente, con relativa stabilità di cefalina e lisolecitina.

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Disturbo del metabolismo dei grassi

Disturbi del metabolismo dei grassi possono verificarsi in diverse fasi. Sebbene rara, si osserva la sindrome di Sheldon-Reye, un malassorbimento dei grassi causato dall'assenza di lipasi pancreatica. Clinicamente, si manifesta con una sindrome simil-celiaca con steatorrea significativa. Di conseguenza, il peso corporeo dei pazienti aumenta lentamente.

Alterazioni degli eritrociti sono inoltre rilevabili a causa della rottura della struttura della loro membrana e dello stroma. Una condizione simile si verifica dopo interventi chirurgici sull'intestino, in cui vengono resecate sezioni significative.

Si osserva anche una digestione e un assorbimento alterati dei grassi con ipersecrezione di acido cloridrico, che inattiva la lipasi pancreatica (sindrome di Zollinger-Ellison).

Tra le malattie basate su un disturbo del trasporto dei grassi, è nota l'abetalipoproteinemia, ovvero l'assenza di β-lipoproteine. Il quadro clinico di questa malattia è simile a quello della celiachia (diarrea, ipotrofia, ecc.). Nel sangue si riscontra un basso contenuto di grassi (il siero è trasparente). Tuttavia, si osservano più frequentemente diverse iperlipoproteinemie. Secondo la classificazione OMS, si distinguono cinque tipi: I - iperchilomicronemia; II - iper-β-lipoproteinemia; III - iper-β-iperpre-β-lipoproteinemia; IV - iperpre-β-lipoproteinemia; V - iperpre-β-lipoproteinemia e chilomicronemia.

Principali tipi di iperlipidemia

Indicatori	Tipo di iperlipidemia
	IO	IIA	IIv	III	IV	V
Trigliceridi	Aumentato		Aumentato		Aumentato	↑
Chilomicroni						↑
Colesterolo totale		Aumentato	Aumentato
Lipoproteina lipasi	Ridotto
Lipoproteine		Aumentato	Aumentato	Aumentato
Lipoproteine a densità molto bassa			Aumentato		Aumentato	↑

A seconda delle alterazioni del siero sanguigno in caso di iperlipidemia e del contenuto di frazioni grasse, è possibile distinguerli in base alla trasparenza.

Il tipo I è basato su una carenza di lipoproteina lipasi; il siero sanguigno contiene un gran numero di chilomicroni, che lo rendono torbido. Sono spesso presenti xantomi. I pazienti soffrono spesso di pancreatite, accompagnata da attacchi di dolore addominale acuto, e si riscontra anche retinopatia.

Il tipo II è caratterizzato da un aumento del contenuto ematico di β-lipoproteine a bassa densità con un netto aumento del livello di colesterolo e un contenuto di trigliceridi normale o leggermente aumentato. Clinicamente, si riscontrano spesso xantomi su palmi delle mani, glutei, regione periorbitaria, ecc. L'arteriosclerosi si sviluppa precocemente. Alcuni autori distinguono due sottotipi: IIA e IIB.

Tipo III: aumento delle cosiddette β-lipoproteine fluttuanti, colesterolo alto, moderato aumento della concentrazione di trigliceridi. Spesso si riscontrano xantomi.

Tipo IV - livelli aumentati di pre-β-lipoproteine con aumento dei trigliceridi, livelli di colesterolo normali o leggermente elevati; chilomicronemia assente.

Il tipo V è caratterizzato da un aumento delle lipoproteine a bassa densità (LDL) con una riduzione della clearance plasmatica dei grassi alimentari. La malattia si manifesta clinicamente con dolore addominale, pancreatite cronica ricorrente ed epatomegalia. Questo tipo è raro nei bambini.

Le iperlipoproteinemie sono più spesso malattie di origine genetica. Sono classificate come disturbi del trasporto lipidico e l'elenco di queste patologie sta diventando sempre più completo.

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Malattie del sistema di trasporto dei lipidi

• Famiglia:
  • ipercolesterolemia;
  • disturbi della sintesi di apo-B-100;
  • iperlipidemia combinata;
  • iperapolipo-β-lipoproteinemia;
  • dis-β-lipoproteinemia;
  • fitosterolemia;
  • ipertrigliceridemia;
  • iperchilomicronemia;
  • iperlipoproteinemia di tipo 5;
  • iper-α-lipoproteinemia tipo malattia di Tangier;
  • deficit di lecitina/colesterolo aciltransferasi;
  • an-α-lipoproteinemia.
• Abetalipoproteinemia.
• Ipobetalipoproteinemia.

Tuttavia, queste condizioni si sviluppano spesso secondariamente a varie patologie (lupus eritematoso, pancreatite, diabete mellito, ipotiroidismo, nefrite, ittero colestatico, ecc.). Portano a danni vascolari precoci: arteriosclerosi, formazione precoce di cardiopatia ischemica, rischio di sviluppare emorragie cerebrali. Negli ultimi decenni, l'attenzione è cresciuta costantemente sulle origini infantili delle malattie cardiovascolari croniche in età adulta. È stato descritto che anche nei giovani, la presenza di disturbi del trasporto lipidico può portare alla formazione di alterazioni aterosclerotiche nei vasi. Tra i primi ricercatori di questo problema in Russia ci sono stati V.D. Tsinzerling e M.S. Maslov.

Oltre a questo, sono note anche le lipoidosi intracellulari, tra cui la malattia di Niemann-Pick e la malattia di Gaucher, le più comuni nei bambini. Nella malattia di Niemann-Pick, la sfingomielina si deposita nelle cellule del sistema reticoloendoteliale e nel midollo osseo, mentre nella malattia di Gaucher, gli esosecerebrosidi. Una delle principali manifestazioni cliniche di queste patologie è la splenomegalia.

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