LA COMPOSIZIONE DELLA MEMBRANA CELLULARE:

La membrana cellulare rappresenta una delle strutture fondamentali e degli elementi funzionali degli organismi viventi, tant’è che senza la membrana la cellula NON ESISTE.

La membrana è una miscela complessa di lipidi allo stato fluido, dove sono immerse proteine ed altre molecole come il colesterolo che funge da regolatore dello stato stesso. La membrana costituisce per la cellula la via di comunicazione con le altre cellule dello stesso tessuto e di tessuti diversi, nonché la via di passaggio e scambio di nutrienti necessari per la vita.

La modalità di organizzazione delle membrane dipende dal tipo di acidi grassi presenti nei fosfolipidi, i costituenti molecolari fondamentali della membrana cellulare, ed è importante sottolineare che ciascun tessuto ha la sua tipica composizione di acidi grassi.

È riconosciuto ampiamente che il ruolo degli acidi grassi sia quello di mantenere un’idonea struttura del doppio strato, per ottenere favorevoli caratteristiche di fluidità e permeabilità, e per dare l’ottimale disposizione e funzione a canali e recettori proteici al suo interno. Ciò permette alla cellula di mantenere la sua identità e le sue funzioni, nonché di collegarsi efficientemente con l’esterno, ricevendo e creando segnalazioni, di scambiare nutrienti e di espellere le sostanze del catabolismo.

LA LIPIDOMICA DI MEMBRANA CELLULARE ED IL BILANCIAMENTO DI ACIDI GRASSI:

La lipidomica proposta da Lipinutragen si focalizza alla membrana cellulare proprio per il suo ruolo cruciale sopra descritto. Valutando i livelli di acidi grassi presenti in membrana ed effettuandone una lettura ragionata, in base alle correlazioni che esistono con vie biosintetiche ben note e di indiscussa importanza, si evidenziano scompensi della composizione di membrana che sono una base molecolare per la creazione di sconforto e problematiche a livello cellulare.

L’approccio lipidomico, interpretando le trasformazioni che la membrana può subire in relazione ad eventi fisiologici oppure patologici, dà un’indicazione precisa e sostanziale sulla reale disponibilità e quantità dei diversi tipi di acidi grassi presenti in quell’organismo.

Come evento fisiologico vi è la risposta cellulare allo stress, che determina una naturale risposta metabolica se tutte le componenti di membrana sono bilanciate.

Invece, se vi sono condizioni di alimentazione, stile di vita e metabolismo che determinano uno sbilanciamento, come anche la condizione determinata da un eccesso di stress da radicali liberi (fumo, radiazioni, inquinamento, luce, etc…), la modifica della composizione lipidica di una membrana cellulare cambia fino a scompaginare le percentuali relative degli acidi grassi componenti.

Con l’analisi lipidomica, tale sbilanciamento viene prontamente individuato e corretto con una nutra-strategia personalizzata.

LE CATEGORIE DI ACIDI GRASSI:

Le due categorie principali di acidi grassi sono:

-acidi grassi saturi (saturated fatty acids, SFA) , con una tipica struttura lineare che si può organizzare in modo fortemente impaccato, che di conseguenza porta a riduzione di permeabilità e fluidità della membrana;

-acidi grassi insaturi (unsaturated fatty acid, UFA), con una tipica struttura ripiegata data dalla presenza di insaturazioni o doppi legami lungo la catena di atomi di carbonio. Quando è presente solo un doppio legame, la struttura si dice MONOINSATURA (monounsaturated fatty acid, MUFA). La tipica forma ripiegata si spiegaper la particolare configurazione del doppio legame, dove le catene di atomi di carbonio ai lati del doppio legame si dispongono dalla stessa parte (geometria CIS = dallo stesso lato). Ciò avviene nella biosintesi in cui l’acido grasso saturo viene trasformato, tramite un enzima detto DESATURASI, per creazione di un’insaturazione lungo la catena, in specifiche posizioni (solitamente nelle posizioni 5, 6 oppure 9) e soltanto nella configurazione CIS. Pertanto, nelle cellule eucariotiche sono presenti acidi grassi insaturi come isomeri geometrici CIS. La struttura ripiegata è importantissima, perché permette di distanziare maggiormente gli acidi grassi nella disposizione del doppio strato di membrana, conferendo maggiore mobilità, quindi fluidità e permeabilità alle zone insature di membrana. Senza la presenza delle insaturazioni, la membrana non può funzionare, pertanto la conservazione della geometria dei doppi legami è una delle necessità più impellenti per la cellula eucariotica. Gli acidi grassi insaturi possono avere più di un doppio legame, e in tal caso si chiamano polinsaturi (polyunsaturated fatty acids, PUFA) divisi in due famiglie, acidi grassi omega-6 ed omega-3. Questi particolari componenti sono anche detti ESSENZIALI (EFA, Essential Fatty Acids)perché essi provengono solo dalla nutrizione. L’acido LINOLEICO, precursore degli omega-6, e l’acido ALFA-LINOLENICO, precursore degli omega-3, DEVONO infatti essere presi dagli alimenti, quindi se non si consumano gli alimenti che li contengono, si crea una situazione di deficit. Ciascuno di questi due acidi grassi sono successivamente processati da enzimi nell’organismo, dando luogo a tutti i costituenti delle due famiglie di acidi grassi polinsaturi omega-3 ed omega-6.

Oltre all’enzima desaturasi, l’altro enzima che lavora con le molecole di acidi grassi si chiama ELONGASI. Esso effettua l’assemblaggio delle catene di atomi di carbonio, procedendo con un assemblaggio di tipo 2+2, quindi le catene degli acidi grassi sono sempre con un numero pari di atomi di carbonio. Alle famiglie omega-6 ed omega-3 appartengono importanti componenti polinsaturi, come l’acido arachidonico (omega-6), l’acido eicosapentaenoico (EPA, omega-3) e l’acido docosaesaenoico (DHA, omega-3) che sono anche caratteristici delle composizioni di tessuti diversi nell’organismo, come la membrana eritrocitaria e le cellule nervose.

LIPIDOMICA DELLO STRESS RADICALICO:

Nel cosiddetto NETWORK ANTIOSSIDANTE, un posto di rilievo è occupato da alcune molecole, dette generalmente antiossidanti, che sono presenti negli alimenti e devono avere un adeguato apporto dietetico per far funzionare l’intero network in senso di protezione di trasformazioni molecolari non volute. Il corretto e bilanciato funzionamento dei sistemi di controllo ha importanza cruciale per il metabolismo cellulare e per ottenere un controllo dell’invecchiamento.

Attualmente, la visione del ruolo dell’eccesso di stress radicalico ed ossidativo si estende dall’invecchiamento e fotodanneggiamento, fino a comprendere l’alterazione molecolare di DNA o proteine che genera patologie umane, riguardanti il sistema nervoso, cardiovascolare, immunitario.

Alcuni dei prodotti di attacco dei radicali liberi ai lipidi insaturi sono noti come LIPIDI TRANS e sono prodotti endogeni dal metabolismo cellulare. I grassi TRANS più famosi sono però quelli formati dalla manipolazione chimica dei grassi nella frittura o industria alimentare, e quindi costituenti cibi insani (junk food), come quelli presenti nelle catene di fast-food. Le strutture molecolari dei grassi trans sono tutte da considerarsi non naturali per le cellule perché i grassi naturali sono solo CIS.

Una piccola quota di acidi grassi trans si forma da batteri nello stomaco dei ruminanti (0.1-0.4%) ed è sempre stato presente nelle cellule umane a causa di assunzione di carne, latte, etc… Insieme alla quota di acidi grassi TRANS endogeni, a loro volta formati da radicali liberi, sono componenti che attivano nella membrana un precoce segnale di attivazione di difese. In quantità superiori a 0.4% si può individuare un incremento di produzione endogena (o di assunzione) e si deve intervenire per proteggere la cellula, in quanto le attività biologiche dei grassi trans sono dannose, comprendendo dalle inibizioni enzimatiche fino all’apoptosi o morte programmata cellulare.

COSA FORNISCE L’ANALISI LIPIDOMICA di MEMBRANA?

Dall’analisi si ottiene un quadro completo sull’assetto lipidico della membrana cellulare, in particolare:

  1. rapporto tra acidi grassi saturi e monoinsaturi (SFA e MUFA) – riflesso delle proprietà di fluidità e permeabilità di membrana – che incrementa a causa di scompensi metabolico-nutrizionali e alterazione del normale funzionamento delle vie enzimatiche (acido palmitico, stearico, palmitoleico);
  2. equilibrio instaurato tra le famiglie degli acidi grassi polinsaturi omega-6 ed omega-3. Nelle indagini epidemiologiche è stato evidenziato che lo sbilanciamento tra le famiglie di omega-6 ed omega-3 nella membrana è la causa più probabile del costante aumento delle patologie allergiche, dermatologiche, immunitarie e asmatiche, e in generale infiammatorie;
  3. la componente di acido arachidonico e di altri PUFA a lunga catena; questi acidi grassi vengono liberati dalla membrana cellulare per svolgere la loro attività di mediatori intracellulari fungendo da precursori di numerose sostanze (prostaglandine, leucotrieni, endocannabinoidi, neuroprostani, resolvine) e sono coinvolti nel controllo ed evoluzione di diversi processi, quali infiammazionedolorerisoluzionericonoscimento immunitario, ecc…

Nel caso di membrana cellulare esposta a stress, anche causato da un eccesso di radicali liberi, il quadro lipidomico può avere le seguenti caratteristiche:

  • Riduzione di componenti PUFA
  • Sbilanciamento delle piste di acidi grassi saturi/monoinsaturi
  • Attivazione della pista omega-6 con segnali dello stato infiammatorio, tra cui aumento dell’acido arachidonico (pro-infiammatorio)
  • Depauperamento di omega-3 (EPA e DHA)
  • Presenza di ACIDI GRASSI TRANS