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Composizione chimica dell’olio di oliva

Composizione chimica dell’olio di oliva: contenuti in breve

Caratteristiche chimiche dell’olio di oliva

Olio di Oliva
Fig. 1 – Olio Extravergine di Oliva

Dal punto di vista chimico nell’olio di oliva è possibile individuare, sulla base del comportamento in presenza di soluzioni fortemente alcaline (soluzioni concentrate di KOH o NaOH) e calore, due frazioni:

  • la frazione saponificabile, che rappresenta il 98-99% del peso totale, ed è formata da sostanze che, nelle condizioni suddette, formano saponi;
  • la frazione insaponificabile, che costituisce il restante 1-2% del peso, e che nelle condizioni suddette non forma saponi.

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Frazione saponificabile dell’olio di oliva

E’ composta da acidi grassi, saturi ed insaturi, quasi per intero legati al glicerolo a formare trigliceridi (o triacilgliceroli). In misura molto minore si ritrovano anche digliceridi (o diacilgliceroli), monogliceridi (o monoacilgliceroli) e acidi grassi liberi.
Gli acidi grassi insaturi costituiscono il 75-85% del totale degli acidi grassi. I più abbondanti sono gli acidi oleico (O) e linoleico (L); in quantità inferiori si ritrovano anche gli acidi palmitoleico, eptadecenoico, gadoleico e alfa-linolenico (Ln).

Olio di Oliva
Fig. 2 – Tabella IOOC degli acidi grassi

L’acido oleico è l’acido grasso più abbondante dell’olio di oliva, con una concentrazione che, in base alle norme stabilite dall’International Olive Oil Council (IOOC) deve essere compresa tra il 55% e 83% del totale degli acidi grassi.
L’acido linoleico è l’acido grasso polinsaturo più abbondante, con una concentrazione che deve essere comprese tra il 2,5% ed il 21%. A causa del suo elevato grado di insaturazione è soggetto facilmente ad ossidazione; questo significa che un olio che ne contenga quantità elevate irrancidisce con più facilità, e dunque può essere conservato per un tempo minore rispetto ad un olio che ne contenga meno.
In una alimentazione di tipo mediterraneo, l’olio di oliva è la principale fonte di grassi: dunque l’acido oleico, tra gli acidi grassi monoinsaturi, ed il linoleico, tra i polinsaturi, sono i principali acidi grassi presenti.
L’acido alfa-linolenico deve essere presente in quantità molto bassa, secondo gli standard IOOC ≤1%. Si tratta di un acido grasso polinsaturo della famiglia omega-3, che può apportare benefici dal punto di vista nutrizionale, ma, a causa della forte insaturazione, al pari dell’acido linoleico, è molto suscettibile ad ossidazione, e quindi favorisce l’irrancidimento dell’olio che lo contiene.
Gli acidi grassi saturi costituiscono circa il 15-25% del totale degli acidi grassi.
I più abbondanti sono gli acidi palmitico (P) (7,5-20%) e stearico (S) (0,5-5%); in tracce possono essere presenti anche gli acidi miristico, eptadecanoico, arachidico, beenico e lignocerico.

La presenza di acidi grassi che non dovrebbero essere presenti, o che dovrebbero essere presenti in percentuali diverse rispetto a quelle osservate, sono indici di adulterazione dell’olio, che è stato “tagliato” con altri oli di semi. A questo riguardo particolare attenzione viene rivolta agli acidi miristico, arachidico, beenico, lignocerico, gadoleico e alfa-linolenico, le cui percentuali ammissibili sono specificate dal regolamento IOOC.

La composizione in acidi grassi è influenzata da diversi fattori.

uno con elevato contenuto di acido oleico e basso di acido linoleico e palmitico;
l’altro con un elevato contenuto in acido linoleico e palmitico e basso di acido oleico.

  • Il tipo di cultivar.
  • Il grado di maturazione delle olive al momento dell’estrazione dell’olio.
    Va notato che l’acido oleico è formato per primo nel frutto, e i dati sembrano indicare una forte rapporto antagonistico tra l’acido oleico e gli acidi palmitico, palmitoleico e linoleico.

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Trigliceridi dell’olio di oliva

Olio di oliva
Fig. 3 – Posizioni sn dei Trigliceridi

Come detto, gli acidi grassi dell’olio di oliva sono quasi per intero legati a formare molecole di trigliceridi.
In piccola percentuale si ritrovano anche legati in molecole di digliceridi, monogliceridi, oppure in forma libera.
Durante la biosintesi dei trigliceridi, grazie alla presenza di specifici enzimi, solo circa il 2% delle molecole del glicerolo legherà in posizione sn-2 una molecola di acido palmitico (anche la percentuale di acido stearico in posizione 2 è molto bassa); per la maggior parte la posizione sn-2 sarà invece occupata da acido oleico.
Al contrario, se si considerano oli che abbiano subito processi di esterificazione artificiali, viene a mancare la specificità dell’azione enzimatica, per cui la percentuale di acido palmitico in posizione sn-2 aumenta in modo significativo.
Nota: sn- è l’acronimo dell’inglese sterospecific numbering, che significa numerazione sterospecifica.

Tra i trigliceridi presenti in proporzioni più significative si ritrovano:

  • OOO (40-59%);
  • POO (12-20%);
  • OOL (12,5-20%);
  • POL (5,5-7%);
  • SOO (3-7%).

Si ritrovano anche quantità minori di POP, POS, OLnL, OLnO, PLL, PLnO.
La trilinoleina (LLL) è un trigliceride contenente tre molecole di acido linoleico. Un suo basso livello è indice di buona qualità dell’olio.
Non sono stati osservati trigliceridi con soli acidi grassi saturi e neppure contenenti solo residui di acido alfa-linolenico.

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Digliceridi e monogliceridi dell’olio di oliva

La loro presenza è dovuta sia ad una incompleta sintesi dei trigliceridi che a parziali reazioni di idrolisi dei trigliceridi stessi.
La concentrazione dei digliceridi nell’olio di oliva vergine varia tra 1% ed il 2,8%.
Nell’olio fresco prevalgono gli 1,2-digliceridi, rappresentando oltre l’80% dei digliceridi. Nel corso della conservazione dell’olio si verifica una isomerizzazione con un progressivo incremento della forma 1,3, più stabile, che dopo circa 10 mesi diviene la forma principale. Dunque il rapporto tra 1,2- ed 1,3-digliceridi può essere utilizzato come indicatore del grado di invecchiamento dell’olio.
I monogliceridi sono presenti in quantità inferiori rispetto ai digliceridi, meno dello 0,25%, con gli 1-monogliceridi ben più abbondanti dei 2-monogliceridi.

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Frazioni insaponificabile dell’olio di oliva

E’ composta da un elevato numero di molecole differenti molto importanti dal punto di vista nutrizionale, in quanto contribuiscono in modo considerevole a quelli che sono gli effetti salutari dell’olio di oliva. Inoltre sono responsabili della stabilità e del sapore dell’olio di oliva, e sono utilizzati anche per determinarne una eventuale adulterazione con altri oli.
Vi si ritrovano tocoferoli, steroli, polifenoli, pigmenti, idrocarburi, alcol aromatici ed alifatici, acidi triterpenici, cere, e composti minori.
Il loro contenuto è influenzato da fattori in parte analoghi a quelli visti per la composizione in acidi grassi, quali:

  • il tipo di cultivar;
  • il grado di maturazione dell’oliva;
  • la zona di produzione;
  • l’anno di raccolta e le modalità di raccolta delle olive;
  • il tempo di stoccaggio delle olive;
  • il tipo di lavorazione per l’estrazione dell’olio;
  • le condizioni di conservazione dell’olio.

Da sottolineare che negli oli di oliva raffinati molti di questi composti non sono presenti in quanto rimossi durante la lavorazione.

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Polifenoli

Rappresentano il 18-37% della frazione insaponificabile.
Sono un gruppo molto eterogeneo di molecole con proprietà sia nutrizionali che organolettiche (ad esempio oleuropeina ed idrossitirosolo danno all’olio un gusto amaro e pungente).
Per una loro più ampia trattazione si rimanda a: “Polifenoli dell’olio di oliva: variabilità e composizione”.

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Idrocarburi

Olio di Oliva
Fig. 4 – Squalene

Rappresentano il 30-50% della frazione insaponificabile.
I principali sono lo squalene ed il beta-carotene.
Lo squalene, isolato per la prima volta dal fegato di squalo, è il principale componente della frazione insaponificabile, e rappresenta oltre il 90% della frazione idrocarburica; la sua concentrazione oscilla tra i 200 ed i 7500 mg/kg di olio.
E’ un intermedio nella via di sintesi del nucleo a 4 anelli degli steroidi. Sembra essere responsabile, almeno in parte, degli effetti benefici dell’olio di oliva.
Nella frazione idrocarburica dell’olio vergine di oliva, oltre allo squalene, si ritrovano anche idrocarburi diterpenici e triterpenici, poliolefine isoprenoidi ed n-paraffine.
Il beta-carotene agisce sia come antiossidante, proteggendo l’olio durante la conservazione, che come colorante (vedi sotto).

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Steroli

Sono un’importante gruppo di lipidi dell’olio di oliva che hanno:

  • diversi effetti salutari;
  • si correlano con la qualità dell’olio;
  • sono ampiamente utilizzati per testarne la genuinità.
    A questo riguardo c’è da sottolineare il fatto che sono molecole specie specifiche, per cui trovare ad esempio nell’olio di oliva elevate concentrazioni di brassicasterolo, uno sterolo tipico delle Brassicaceae, come la colza, indica una sua adulterazione con olio di canola.

Si individuano 4 classi di steroli: steroli comuni, 4-metilsteroli, alcol triterpenici, e dialcol triterpenici. Il loro livello nell’olio di oliva oscilla tra 1000 mg/kg, il valore minimo richiesto dagli standard IOOC, e 2000 mg/kg. I valori più bassi si osservano negli oli raffinati, dove il processo di raffinazione può causare perdite anche del 25%.

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Steroli comuni o 4α-desmetilsteroli
Olio di Oliva
Fig. 5 – beta-Sitosterolo

Gli steroli comuni sono presenti per la maggior parte in forma libera ed esterificata, sebbene siano stati rinvenuti anche come lipoproteine e steril glucosidi. I principali sono il beta-sitosterolo, che rappresenta dal 75 al 90% del totale degli steroli, il Δ5-avenasterolo, tra il 5 ed il 20%, ed il campesterolo, 4%. Altre molecole presenti in quantità inferiori o tracce sono ad esempio il stigmasterolo, 2%, colesterolo, brassicasterolo, ergosterolo.

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4-Metilsteroli

Sono intermedi nella biosintesi degli steroli, e si ritrovano sia in forma libera che esterificata. Sono presenti in piccole quantità, molto minori rispetto a quelle degli steroli comuni e degli alcol triterpenici, oscillando tra 50 e 360 mg/kg. Le molecole principali sono l’obtusifoliolo, il gramisterolo, cicloeucalenolo, e il citrostadienolo.

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Alcol triterpenici o 4,4-dimetilsteroli

Sono una classe molto complessa di steroli, e si ritrovano sia in forma libera che esterificata. Sono presenti in quantità variabili tra 350 e 1500 mg/kg.
I principali sono β-amirina, butirrospermolo, 24 metilen cicloartanolo, e cicloartenolo; altre molecole presenti in quantità inferiori sono ad esempio il ciclobranolo, il ciclosadolo, dammaradienolo, ed il germanicolo.

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Dialcol triterpenici

I principali dialcol triterpenici dell’olio di oliva sono l’eritrodiolo e l’uvaolo.
L’eritrodiolo è presente sia in forma libera che esterificata, in quantità totale, nell’olio vergine di oliva, oscillante tra i 19 ed i 69 mg/kg, mentre la forma libera è in genere inferiore a 50 mg/kg.

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Tocoferoli

I tocoferoli rappresentano il 2-3% della frazione insaponificabile, ed includono la vitamina E.
Degli otto vitameri della vitamina E, nell’olio di oliva vergine l’alfa-tocoferolo costituisce circa il 90% dei tocoferoli. E’ presente in forma libera ed in quantità molto variabile, ma comunque in media superiore ai 100 mg/kg d’olio. Grazie alle sue proprietà antiossidanti in vivo, la sua abbondante presenza è un fattore molto positivo per la salute. La concentrazione dell’alfa-tocoferolo sembra essere correlata agli alti livelli di clorofille e alla concomitante richiesta di disattivazione dell’ossigeno singoletto.
Beta-tocoferolo, delta-tocoferolo e gamma-tocoferolo sono in genere presenti in basse quantità.

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Pigmenti

In questo gruppo si ritrova le clorofille ed i carotenoidi.
Le clorofille sono presenti come feofitine, in particolare nella forma alfa (una clorofilla cui è stato rimosso il magnesio), e conferiscono all’olio di oliva il caratteristico colore verde. Sono molecole fotosensibilizzanti per cui contribuiscono alla foto-ossidazione dell’olio stesso.
I principali carotenoidi sono il beta-carotene e la luteina; sono presenti anche xantofille, quali anteraxantina, beta-criptoxantina, luteoxantina, mutatoxantina, neoxantina, violaxantina.
Il colore dell’olio di oliva è la risultante della presenza di clorofille e carotenoidi e delle loro tonalità verde e giallo. La loro presenza è strettamente correlata.

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Acidi triterpenici

Gli acidi triterpenici sono componenti importanti dell’oliva dove sono presenti in tracce.
I principali acidi triterpenici presenti nell’olio vergine di oliva sono l’acido oleanolico e l’acido maslinico, ritrovandosi nella sansa da cui possono essere estratti in piccola quantità durante la lavorazione.

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Alcol alifatici ed aromatici

I più importanti sono gli alcol grassi e gli alcol diterpenici.
Gli alcol alifatici hanno un numero di atomi di carbonio pari, compreso tra 20 e 30, e per la maggior parte sono localizzati all’interno del nocciolo, da dove sono parzialmente estratti attraverso processi meccanici.

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Alcol grassi

Sono alcol saturi lineari con più di 16 atomi di carbonio, presenti nell’olio vergine di oliva in quantità di solito non superiori a 250 mg/kg. Possono essere presenti sia in forma libera che esterificata.
I principali sono il docosanolo, tetracosanolo, esacosanolo, e l’octacosanolo, mentre le molecole con un numero dispari di atomi di carbonio sono presenti in tracce. Tetracosanolo ed esacosanolo sono quelli presenti in quantità maggiore.
Le cere, componenti minori dell’olio di oliva, sono esteri degli alcol grassi con acidi grassi.
Le principali cere presenti sono esteri dell’acido palmitico ed oleico. Possono essere utilizzate come criterio per differenziare i vari tipi di olio di oliva; ad esempio nell’olio vergine ed extravergine di oliva devono essere presenti in quantità inferiori a 150 mg/kg, in accordo con gli standard stabiliti dalla IOOC.

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Alcol diterpenici

Fitolo e geranilgeraniolo sono due alcol diterpenici aciclici, presenti sia in forma libera che esterificata. Tra gli esteri nella frazione cerosa dell’olio extravergine di oliva si ritrovano quelli con l’oleato, eicosanoato, eicosenoato, docosanoato e tetracosanoato, principalmente in forma di fitil derivati.

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Composti volatili

Nell’olio di oliva sono stati identificati oltre 280 composti volatili, tra cui idrocarburi, i più abbondanti, alcol, aldeidi, chetoni, esteri, acidi, eteri ed altri. Solo circa 70 di questi composti sono presenti a livelli superiori a quella che è la soglia di percezione oltre la quale le molecole contribuiscono all’aroma dell’olio vergine di oliva.

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Componenti minori

Tra i componenti minori si ritrovano fosfolipidi, di cui i principali sono la fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilinositolo e fosfatidilserina.
Possono essere presenti, negli oli non filtrati, quantità minime di proteine.

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Bibliografia

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Pelle, pressione arteriosa, artrite reumatoide e acido gamma-linolenico

Salute della pelle e acido gamma-linolenico

L’acido gamma-linolenico (GLA), un acido grasso essenziale omega-6, come il suo precursore acido linoleico (il più abbondante acido grasso polinsaturo nell’epidermide, dove è coinvolto nel mantenimento della barriera epidermica all’acqua) svolge un ruolo importante nella fisiologia e fisiopatologia della pelle.
Studi condotti sugli esseri umani hanno rivelato che l’acido gamma-linolenico:

  • migliora l’umidità della pelle;
  • migliora la fermezza e la rugosità della pelle;
  • diminuisce la perdita d’acqua transepidermica (una delle anomalie della pelle negli animali sottoposti a carenza di acidi grassi essenziali).
Pelle ed Acido gamma-Linolenico
Fig. 1 – GLA

Utilizzando epidermide di cavia come un modello di epidermide umana (sono funzionalmente simili) è stato dimostrato che la supplementazione di animali con cibi ricchi di acido gamma-linolenico si traduce in una grande produzione nella pelle di PGE1 e 15-HETrE (come già dimostrato in a esperimenti in vitro).
Poiché queste molecole hanno entrambe proprietà anti-inflammatorie/anti-proliferative, la supplementazione con alimenti ricchi di acido gamma-linolenico può essere un’aggiunta alla terapia standard per i disturbi infiammatori/proliferativi della pelle.

Fonti principali di acido gamma-linolenico

Le principali fonti di acido gamma-linolenico sono gli oli di semi di:

Pressione arteriosa e acido gamma-linolenico

La relazione tra assunzione di acidi grassi con la dieta e la pressione arteriosa provengono principalmente da studi condotti su ratti geneticamente modificati che spontaneamente sviluppano ipertensione (un modello animale comunemente usato per l’ipertensione umana.
In questi studi sono state osservate molte anomalie della membrana. Pertanto l’ipertensione nel “modello ratto” potrebbe essere correlata ai cambiamenti nel metabolismo degli acidi grassi polinsaturi a livello della membrana cellulare.
Riguardo agli acidi grassi polinsaturi, vari gruppi di ricerca hanno riportato che l’acido gamma-linolenico riduce la pressione arteriosa in ratti normali e geneticamente modificati (effetto maggiore) ed è stato ipotizzato che si verifichi attraverso l’interferenza con il sistema renina-angiotensina (che promuove la resistenza vascolare e la ritenzione renale), alterando le proprietà della membrana cellulare delle cellule muscolari lisce vascolari e quindi interferendo con l’azione dell’angiotensina II.
Un altro possibile meccanismo d’azione dell’acido gamma-linolenico per ridurre la pressione arteriosa potrebbe essere attraverso il suo metabolita acido diomo-gamma-linolenico (DGLA). DGLA può essere incorporato nei fosfolipidi della membrana delle cellule muscolari lisce vascolari, poi rilasciato dall’azione della fosfolipasi A2 e trasformato dalla COX-1 in PGE1che induce il rilassamento della muscolatura liscia vascolare.

Artrite reumatoide e acido gamma-linolenico

Borago officinalis
Fig. 2 – Boragine

In uno studio condotto da Leventhal e colleghi nel 1993 è stato dimostrato che l’assunzione di una elevata concentrazione di olio di borragine (circa 1400 mg/die di acido gamma-linolenico) per 24 settimane, ha portato ad una riduzione clinicamente significativa dei segni e sintomi di attività dell’artrite reumatoide.
In uno studio successivo condotta da Zurier e colleghi nel 1996, l’assunzione di una dose più alta (circa 2,8 g/die di acido gamma-linolenico) per 6 mesi ha ridotto, in modo clinicamente rilevante, segni e sintomi dell’attività della malattia. I pazienti che sono rimasti per un anno sulla dose di 2,8 g/die  nella dieta hanno mostrato un miglioramento continuato dei sintomi (l’uso di acido gamma-linolenico anche alla dose più alta, è ben tollerato, con minimi effetti collaterali).
Questi dati sottolineano che la quantità giornaliera e la durata dell’assunzione di acido gamma-linolenico con la dieta si correlano con l’efficacia clinica.

Bibliografia

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Acidi grassi polinsaturi omega-6

Metabolismo degli acidi grassi polinsaturi omega-6

Gli acidi grassi polinsaturi omega-6 (ω-6) sono i principali acidi grassi polinsaturi (detti anche PUFA, acronimo dell’inglese polyunsaturated fatty acids) nella dieta occidentale, circa il 90% dei tutti quelli presenti, essendo tra i costituenti della maggior parte dei grassi animali e vegetali.

Acidi grassi polinsaturi omega-6 ed acido linoleico

Metabolismo degli Acidi Grassi Polinsaturi Omega-6
Fig. 1 – Metabolismo degli Acidi Grassi Polinsaturi Omega-6

All’interno della famiglia ω-6 uno degli acidi grassi più importanti e diffusi è l’acido linoleico, il precursore di tutti gli acidi grassi polinsaturi omega-6. È prodotto de novo dall’acido oleico, un acido grasso omega-9, solamente nelle piante in una reazione catalizzata dalla Δ12-desaturasi, dunque l’enzima che forma la famiglia degli acidi grassi polinsaturi omega-6 a partire da quella degli ω-9.
La Δ12-desaturasi catalizza l’inserimento di un doppio legame tra gli atomi di carbonio 6 e 7, numerati a partire dall’estremità metilica della molecola.
L’acido linoleico, insieme con con l’acido alfa-linolenico, è un prodotto primario della sintesi degli acidi grassi polinsaturi nelle piante.
Gli animali, essendo privi della Δ12-desaturasi, non sono in grado di sintetizzare de novo ne l’acido linoleico ne tutta la famiglia degli omega-6 e sono obbligati ad assumerlo dagli alimenti vegetali e/o da animali che se ne cibino; per questo motivo gli acidi grassi polinsaturi omega-6 sono considerati acidi grassi essenziali, i cosiddetti EFA, acronimo dell’inglese essential fatty acids (l’essenzialità degli acidi grassi polinsaturi omega-6, in particolare proprio l’essenzialità dell’acido linoleico, è stata riportata per la prima volta nel 1929 da Burr e Burr).

Acidi grassi polinsaturi omega-6: da acido linoleico ad acido arachidonico

Gli animali sono in grado di allungare e desaturare l’acido linoleico ottenuto con la dieta in una cascata di reazioni che porta alla formazione di PUFA ω-6 a catena molto lunga.
L’acido linoleico viene prima desaturato ad acido gamma-linolenico, un altro importante acido grasso ω-6 con significativi effetti fisiologici, nella reazione catalizzata dalla Δ6-desaturasi. Si pensa che la velocità di questa reazione in certe condizioni, come negli anziani, in alcune situazioni patologiche e nei neonati prematuri, sia il fattore limitante della cascata; per questo motivo, e per il fatto che l’acido gamma-linolenico si trova in quantità relativamente piccole nella dieta, alcuni oli che lo contengono (oli di semi ottenuti da ribes, primula della sera e borragine) hanno attirato l’attenzione.
A sua volta l’acido gamma-linolenico può essere allungato ad acido diomo-gamma-linolenico in una reazione catalizzata da un elongasi (l’enzima catalizza l’aggiunta di due atomi di carbonio provenienti dal metabolismo del glucosio per allungare la catena dell’acido grasso), che può essere ulteriormente desaturato in quantità molto limitata a dare acido arachidonico, in una reazione catalizzata da un altro enzima limitante la velocità della cascata, la Δ5-desaturasi.
L’acido arachidonico può essere allungato e desaturato ad acido adrenico.

Va notato che gli acidi grassi polinsaturi della famiglia omega-6, e di ogni altra famiglia, possono essere interconvertiti attraverso processi enzimatici solo all’interno della stessa famiglia, non tra famiglie.

Gli acidi grassi polinsaturi con 20 atomi di carbonio appartenenti alle famiglie ω-6 ed ω-3 sono i precursori degli eicosanoidi (prostaglandine, prostacicline, trombossani, e leucotrieni), potenti ormoni ad azione breve e locale.

Mentre la privazione di acidi grassi polinsaturi omega-3 causa la disfunzione in una vasta gamma di modalità comportamentali e fisiologiche, l’omissione dalla dieta degli acidi grassi polinsaturi omega-6 determina una palese disfunzione sistemica.

Negli oli di semi gli acidi grassi polinsaturi omega-6 con catena più lunga di 18 atomi di carbonio sono presenti solo in tracce mentre l’acido arachidonico si trova in tutti i tessuti animali e nei cibi di origine animale.

Bibliografia

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Acidi grassi polinsaturi omega-3

Metabolismo degli acidi grassi polinsaturi omega-3

All’interno della famiglia degli acidi grassi polinsaturi omega-3 (ω-3), gli acidi:

sono acidi grassi importanti.

Acidi grassi polinsaturi omega-3 ed acido α-linolenico

Acidi Grassi Polinsaturi Omega-3: Metabolismo Degli Acidi Grassi Omega-3
Fig. 1 – Metabolismo Degli Acidi Grassi Omega-3

Al pari dell’acido linoleico, un acido grasso omega-6, anche l’acido alfa-linolenico è un prodotto primario della sintesi degli acidi grassi polinsaturi o PUFA, acronimo dell’inglese polyunsaturated fatty acids, nelle piante ed è il precursore di tutti gli acidi grassi polinsaturi omega-3.
E’ prodotto de novo dall’acido linoleico solo nelle piante (la reazione si verifica nei cloroplasti del fitoplancton e delle piante terrestri) in una reazione catalizzata dall’enzima Δ15-desaturasi, ossia l’enzima che permette la formazione della famiglia di acidi grassi polinsaturi omega-3 a partire da quella degli omega-6 catalizzando l’inserzione di un doppio legame tra gli atomi di carbonio 3 e 4, numerati a partire dall’estremità metilica della molecola.
Da notare che mentre molte piante terrestri non posseggono la capacità di sintetizzare gli acidi grassi polinsaturi omega-3 quelle acquatiche ed il plancton presenti in acque fredde ne producono abbondanti quantità.
Gli animali, essendo privi della Δ15-desaturasi, non sono in grado di sintetizzare l’acido alfa-linolenico e tutta la famiglia degli acidi grassi polinsaturi omega-3 de novo e sono obbligati ad ottenerlo dai vegetali e/o da animali che se ne cibano; per questa ragione gli acidi grassi polinsaturi omega-3 sono considerati essenziali e sono indicati anche come EFA, acronimo dell’inglese essential fatty acids.

Acidi grassi polinsaturi omega-3: da acido α-linolenico a EPA e DHA

Acidi grassi polinsaturi omega-3: Cibi Ricchi in Acidi Grassi Omega-3
Fig. 2 – Cibi Ricchi in Acidi Grassi Omega-3

Gli animali sono in gradi di allungare e desaturare l’acido α-linolenico in una cascata di reazioni a formare acidi grassi polinsaturi omega-3 a catena molto lunga ma gli animali terrestri hanno una limitata capacità di fare ciò. L’efficienza della sintesi diminuisce lungo la cascata: la conversione dell’acido α-linolenico ad EPA è limitata (negli esseri umani il fattore limitante è l’attività della Δ6-desaturasi) e la sintesi del DHA è ancora più limitata della precedente. Questa via metabolica si ritrova principalmente nel fegato e nel microcircolo cerebrale della barriera ematoencefalica, ma anche nell’endotelio celebrale e negli astrociti.

Pesci, molluschi e crostacei, a differenza degli animali terrestri, sono in grado di convertire in maniera efficace l’acido alfa-linolenico, ottenuto dai cloroplasti del fitoplancton marino, in EPA e DHA (quest’ultimo è presente in concentrazione elevata in molti oli di pesce ma attenzione: molti di questi oli sono ricchi anche di acidi grassi saturi).
Da notare che gli acidi grassi polinsaturi della famiglia ω-3, e di tutte le altre famiglie, possono interconvertirsi tramite reazioni enzimatiche solo all’interno della stessa famiglia, non tra famiglie.

EPA e DHA si ritrovano principalmente nelle alghe marine (nelle alghe ingegnerizzate DHA rappresenta circa il 50% del totale degli acidi grassi), nei pesci, crostacei e nei prodotti della pesca (in particolare negli oli di pesci di mare cresciuti in acque fredde).

Funzioni degli acidi grassi polinsaturi omega-3

  • Gli acidi grassi polinsaturi omega-3 in grado di aumentare i livelli delle lipoproteine ad alta densità ossia il colesterolo HDL, il cosiddetto “colesterolo buono”, e dell’interleuchina-2. D’altro canto riducono i livelli delle lipoproteine a bassa densità, ossia il colesterolo LDL, il cosiddetto “colesterolo cattivo” e dell’interleuchina-1.
  • Sono essenziali per il normale funzionamento del cervello e della retina, soprattutto nei prematuri.
  • Sono essenziali per la crescita e lo sviluppo nel corso della vita; ad esempio se la dieta dei bambini non ne apporta quantità sufficienti gli stessi possono soffrire di dermatiti, ritardo nella crescita e disturbi neurologici e visivi.
  • Gli acidi grassi polinsaturi con 20 atomi di carbonio appartenenti alle famiglie omega-3 ed omega-6 sono i precursori degli eicosanoidi (prostaglandine, prostaciclina, trombossani e leucotrieni), potenti ormoni ad azione locale e breve vita.
  • Mentre l’omissione dalla dieta degli acidi grassi polinsaturi omega-6 determina una palese disfunzione sistemica, la privazione di quelli della famiglia omega-3 causa disfunzioni in una vasta gamma di modalità comportamentali e fisiologiche.
Bibliografia

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Acidi grassi essenziali

Acidi grassi essenziali: contenuti in breve

Che cosa sono gli acidi grassi essenziali

Acidi Grassi Essenziali
Fig. 1 – EFA

Gli acidi grassi essenziali o EFA, acronimo dell’inglese essential fatty acids, sono acidi grassi che non possono essere sintetizzati de novo dagli animali, ma da organismi vegetali e microrganismi quali batteri, funghi e muffe, e la cui carenza può essere eliminata solo dalla loro addizione alla dieta.
Esistono due acidi grassi essenziali per l’uomo: l’acido linoleico (18:2n-6) e l’acido α-linolenico (18:3n-3), acidi grassi polinsaturi a 18 atomi di carbonio, appartenenti rispettivamente alla famiglia degli omega-6 ed omega-3.
L’incapacità dell’uomo, come degli altri animali, di sintetizzare questi due acidi grassi deriva dalla mancanza di desaturasi che inseriscano i doppi legami oltre la posizione 9 (atomi di carbonio numerati a partire dall’estremità metilica). Nello specifico:

Acidi Grassi EssenzialiGli animali posseggono invece il corredo enzimatico necessario per allungare e desaturare, anche se con scarsa efficienza, i suddetti acidi grassi a dare acidi grassi polinsaturi con 20, 22, o 24 atomi di carbonio, e fino a 6 doppi legami, quali ad esempio l’acido diomo-gamma-linolenico (20:3n6), l’acido arachidonico (20:4n6), l’acido eicosapentaenoico o EPA (20:5n3), acronimo dell’inglese eicosapentaenoic acid, e l’acido docosaesaenoico o DHA (22:6n3), acronimo dell’inglese docosahexaenoic acid.
Nel caso di mancanza nella dieta di EFA, anche gli acidi grassi da essi sintetizzati diventano essenziali, e per questo da alcuni sono definiti acidi grassi semiessenziali.
Nota: gli acidi grassi essenziali sono polinsaturi, ma non tutti gli acidi grassi polinsaturi sono essenziali, come quelli appartenenti alle famiglie degli omega-7 ed omega-9.

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Funzioni degli acidi grassi essenziali e dei loro derivati a catena lunga

Acidi grassi essenziali
Fig. 2 – Acido Docosaesaenoico

La prima indicazione della loro esistenza risale al 1918, quando Hans Aron suggerì che il grasso assunto con la dieta potesse essere essenziale per il normale accrescimento degli animali e che, oltre al suo contributo calorico, ci fosse uno speciale valore nutritivo intrinseco derivante dalla presenza di alcune specifiche molecole lipidiche.
Nel 1927, Herbert M. Evans e George Oswald Burr dimostrarono che, nonostante l’aggiunta alla dieta delle vitamine liposolubili A, D ed E, una carenza di grasso influenzava in modo grave sia la crescita che la riproduzione degli animali da esperimento, suggerendo la presenza in esso di una nuova sostanza indispensabile che chiamarono vitamina F.
Nel 1929, undici anni dopo il lavoro di Aron, George Burr e sua moglie Mildred svilupparono l’ipotesi che gli animali a sangue caldo non fossero in grado di sintetizzare quantità apprezzabili di certi acidi grassi e, un anno più tardi, scoprirono che l’acido linoleico era essenziale per gli animali. E’ a questi due ricercatori che si deve la locuzione acido grasso essenziale.
Si dovette tuttavia aspettare quasi 30 anni, nel 1958, per avere la descrizione della prima deficienza di acidi grassi essenziali nell’uomo, in particolare in neonati alimentati con una dieta a base di latte in cui tali acidi grassi non erano presenti.
E nel 1964, grazie alle ricerche di Van Dorp e colleghi e Bergstroem e colleghi, fu scoperta una delle loro funzioni biologiche, quella di essere precursori per la sintesi delle prostaglandine.
Oggi sappiamo che gli acidi grassi essenziali e gli acidi grassi polinsaturi da essi derivanti svolgono numerose funzioni biologiche, alcune delle quali sono di seguito elencate.

  • Sono componenti fondamentali delle membrane biologiche, di cui ne modulano ad esempio la fluidità, in particolare il DHA.
  • Sono essenziali per lo sviluppo ed il funzionamento del sistema nervoso, in particolare l’acido arachidonico ed il DHA.
  • Intervengono nella trasduzione del segnale a livello delle membrane cellulari, in particolare gli omega-6, come l’acido arachidonico presente nei fosfolipidi di membrana.
  • Intervengono nella regolazione dell’espressione dei geni che codificano per enzimi lipolitici e lipogenici. Sono infatti forti induttori dell’ossidazione degli acidi grassi e inibitori della loro sintesi come di quella dei trigliceridi, almeno in modelli animali, il tutto agendo ad esempio come:

attivatori di PPAR-α, acronimo dell’inglese peroxisome proliferator-activated receptor α, che va, tra le altre cose, a stimolare la trascrizione dei geni che codificano per enzimi lipolitici e della β-ossidazione mitocondriale e perossisomiale, e ad inibire la trascrizione dei geni che codificano per enzimi coinvolti nella lipogenesi;

inibitori della trascrizione del gene che codifica per SREBP-1c, acronimo dell’inglese sterol responsive element binding protein-1c, un fattore di trascrizione epatico richiesto per la sintesi indotta dall’insulina degli acidi grassi e dei trigliceridi.
Nota: gli acidi grassi polinsaturi aumentano anche la degradazione dell’mRNA codificante per SREBP 1c, e la degradazione della proteina stessa.

  • Sono precursori di molte molecole di segnalazione ad azione autocrina e paracrina, che agiscono come mediatori in numerosi processi cellulari. Tra le più studiate ci sono probabilmente gli eicosanoidi, un gruppo di acidi grassi ossigenati a 20 atomi di carbonio, derivati degli acidi linoleico, diomo-gamma-linolenico, arachidonico ed EPA, e composti da prostaglandine, trombossani, leucotrieni, lipossine ed acidi epossieicosatrienoici.
  • Sono essenziali, in particolare l’acido linoleico presente negli sfingolipidi dello strato corneo della pelle, per la formazione della barriera che si oppone alla perdita d’acqua dalla pelle stessa.
  • Hanno un ruolo cruciale nella prevenzione di molte malattie, in particolare delle malattie coronariche, agendo come antiipertensivi, antitrombotici, ed ipotrigliceridemizzanti, aumentando in quest’ultimo caso la beta-ossidazione mitocondriale (vedi sopra).
  • Risulta invece solo marginale la funzione di deposito di energia.

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Alimenti ricchi di acidi grassi essenziali

L’acido linoleico, prodotto principalmente da piante terrestri, è il più abbondante acido grasso polinsaturo nella dieta occidentale, e rappresenta l’85-90% di tutti gli omega-6 ingeriti.
Le principali fonti alimentari sono diversi oli vegetali e i semi di molte piante, quali:

  • olio di cartamo, ∼ 740 mg/g;
  • olio di girasole, ∼ 600 mg/g;
  • olio di soia, ∼ 530 mg/g
  • olio di mais, ∼ 500 mg/g
  • olio di semi di cotone, ∼ 480 mg/g
  • noci, ∼ 340 mg/g
  • noci brasiliane, ∼ 250 mg/g
  • olio di arachidi, ∼ 240 mg/100 g
  • olio di canola, ∼ 190 mg/g;
  • arachidi, ∼ 140 mg/g
  • olio di semi di lino, ∼ 135 mg/g

L’acido linoleico è presente in discreta quantità anche in prodotti di origine animale, come le uova di gallina o il lardo, ma solo perché gli animali sono stati allevati con mangimi che lo contengono.
Da notare che alcune tra le principali fonti di acido linoleico, come le noci, l’olio di semi di lino, l’olio di soia, e l’olio di canola sono anche ricche fonti di acido α-linolenico (vedi sotto).
Negli oli di semi, gli omega-6 con catena più lunga di 18 atomi di carbonio, come l’acido diomo-gamma-linolenico è l’acido arachidonico, sono presenti solo in tracce. L’acido arachidonico si trova invece in tutti i tessuti animali e nei cibi di origine animale.

L’acido α-linolenico è prodotto anche da vegetali presenti nelle acque fredde, in particolare alghe e fitoplancton.
Tra le fonti più ricche presenti nell’alimentazione umana si ritrovano:

  • olio di semi di lino, ∼ 550 mg/g;
  • olio di colza, ∼ 85 mg/g;
  • olio di soia, ∼ 75 mg/g.

Altri alimenti ricchi di acido α-linolenico sono le noci, con un contenuto di circa 70 mg/g e i semi di soia, circa 10 mg/g.
EPA e DHA si ritrovano principalmente nelle alghe marine, e in alghe ingegnerizzate DHA può rappresentare circa il 50% del totale degli acidi grassi. Per quanto riguarda l’alimentazione umana, EPA e DHA si ritrovano nei pesci, crostacei e nell’olio di pesce, in particolare in quello derivato da pesci grassi cresciuti in acque fredde.

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Dieta occidentale ed acidi grassi essenziali

Negli ultimi 50 anni la dieta di tipo occidentale è divenuta ricca in acidi grassi saturi, povera in omega-3, ricca in omega-6, e con una rapporto omega-3/omega-6 compreso tra 1/10 e 1/20, quindi molto lontano dal rapporto raccomandato di 1:5.
Il basso valore di questo rapporto è dovuto a diversi fattori, alcuni dei quali sono di seguito elencati.

  • Mentre gli alimenti vegetali selvatici sono tipicamente più ricchi in omega-3, nell’agricoltura industriale le colture ricche in omega-6 hanno avuto un successo molto maggiore rispetto a quelle ricche in omega-3.
  • Il basso consumo di prodotti della pesca e di olio di pesce.
  • L’elevato consumo di animali allevati con mangimi a base di mais, quali polli, bovini e suini.
    A questo va aggiunto anche il fatto che il contenuto in omega-3 di alcune specie di pesci allevate è più basso rispetto a quello delle controparti selvatiche, sempre a causa dei mangimi utilizzati.
  • L’elevato consumo di oli ricchi in omega-6 e poveri in omega-3, come l’olio di cartamo, girasole, semi di soia, e mais.
  • La maggior stabilità dei cibi tra i cui ingredienti prevalgano quelli ricchi di omega-6 rispetto a quelli ricchi di omega-3.

Quindi, sebbene sia auspicabile un aumento del consumo di omega-3 questo non avverrà con facilità.

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Rapporto omega-6/omega-3

Molte prove, come i tassi più bassi di incidenza di cancro, autoimmunità e malattia coronarica nelle popolazioni che consumano una dieta con un alto un rapporto tra omega-3 ed omega-6, in particolare gli Eschimesi, i Giapponesi ed altre società dove è elevato il consumo di pesce, suggeriscono che l’aumento del valore di questo rapporto abbia influenzato negativamente la fisiologia umana concorrendo alla promozione, probabilmente assieme a fattori quali il fumo e la sedentarietà, dello sviluppo delle principali classi di patologie.
Nota: i Giapponesi sono l’unica popolazione ad avere un rapporto di 1/2-4.

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Apporti giornalieri raccomandati di acidi grassi essenziali

Di seguito sono riportati gli apporti giornalieri raccomandati o RDA per gli omega-3 e gli omega-6 nell’adulto sano secondo alcune tra le principali società scientifiche ed organismi internazionali, e, come si vedrà, non esiste una visione comune.

  • Omega-3
    L’OMS raccomanda un apporto giornaliero che copra l’0,5-2% del fabbisogno energetico, con un apporto di EPA + DHA di 0,3-0,5 mg e acido α-linolenico pari a 0,8-1,1 g/die.
    L’Academy of Nutrition and Dietetics raccomanda l’assunzione di 500 mg EPA + DHA/die.
    L’European Food Safety Authority raccomanda l’assunzione di 250 mg EPA + DHA/die.
    L’American Heart Association e l’American Diabetes Association consigliano un consumo settimanale di almeno due porzioni di pesce, in particolare pesce grasso.
    L’American Heart Association raccomanda di includere anche oli e alimenti ricchi di acido α-linolenico.
  • Omega-6
    In passato le raccomandazioni riguardo l’assunzione di omega-6, e quindi soprattutto acido linoleico, erano focalizzate alla prevenzione della loro deficienza, mentre attualmente sono rivolte alla ricerca del loro apporto ottimale per ridurre il rischio di malattie croniche, con particolare attenzione riguardo alla malattia coronarica.
    Le attuali raccomandazioni della maggior parte delle società scientifiche suggeriscono un apporto di acido linoleico compreso tra il 5% ed il 10% dell’energia assunta giornalmente, apporto che sembra in grado di ridurre il rischio di malattia coronarica e di morte per malattia coronarica rispetto a valori più bassi.

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