Sfingolipīdi: funkcija un slimības

Sfingolipīdi ir vieni no tā pamatelementiem šūnu membrānu, kopā ar glicerofosfolipīdiem un holesterīns. Ķīmiski tie ir iegūti no sfingozīna, nepiesātināta amino alkohols ar 18 ogleklis atomi. Galvenokārt nervu sistēmas un smadzenes ir bagāti ar sfingolipīdiem.

Kas ir sfingolipīdi?

Visas šūnu membrānas satur glicerofosfolipīdus, holesterīns un sfingolipīdi. Sfingolipīdi sastāv no mugurkaula sfingozīna, kura taukskābe ir esterificēta tā aminogrupā. Sfingozīns ir amino alkohols satur 18 ķēdi ogleklis atomi. Sfingolipīdus var iedalīt trīs grupās. Tie ir keramīdi, sfingomielīni un glikosfingolipīdi. Keramīdi ir vienkāršākie sfingolipīdi. Šeit sfingozīns tiek esterificēts ar taukskābi. Tā rezultātā veidojas amfifiliska dubultā struktūra ar dubultiem lipīdu slāņiem. Amfifilitāti rada divas ogļūdeņraža astes, kuras katra norāda pretējā virzienā. Sfingomielīnus esterificē sfingozīna mugurkaula hidroksilgrupā ar a fosforskābe, kas savukārt ir esterificēts ar vai nu alkohols vai holīns. Visbeidzot, glikosfingolipīdiem ir glikozīdu saite ar a cukurs atlikums sfingozīna mugurkaula hidroksilgrupā. Cerebrozīdi ir monoheksoze, turpretī gangliozīdiem ir oligosaharoze glikozīdi saistīta.

Funkcija, darbība un lomas

Sfingolipīdi veic dažādas funkcijas. Viņu struktūrai ir galvenā loma. Vienkāršākās struktūras sfingolipīdi - keramīdi - ir īpaši iesaistīti ragu ragveida slāņa veidošanā āda. Amfifilitātes dēļ tie var veidot lipīdu divslāni, kas aizsargā āda no dehidrēšana. Papildus šai funkcijai keramīdi veic arī daudzus citus uzdevumus. Tie ietver signāla pārraidi vai uzdevumus šūnu dalīšanas kontrolē. Sfingomielīni kopā ar glicerofosfolipīdiem un holesterīns, ir atbildīgi par šūnu membrānu plūstamību un vielu transportēšanu. Glikosfingolipīdu funkcijas ir arī dažādas. Glikosfingolipīdi satur glikozīdi saistītu heksozi vai oligosaharīdu sfingozīna mugurkaula hidroksilgrupā, kā minēts iepriekš. Tādējādi viņiem ir hidrofobiska keramīda daļa un hidrofils cukurs daļa. Šis cukurs daļa ir novietota uz virsmas šūnu membrānu, kā rezultātā var veidoties šūna mijiedarbība caur šūnu adhēziju. Tāpēc tiem ir liela nozīme nervu šūnu signāla pārnešanā. Tomēr glikosfingolipīdi ir arī ievērojami atbildīgi par šūnu mijiedarbība no pārējām šūnām.

Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Sfingolipīdu bioķīmiskā sintēze notiek endoplazmas tīklojumā un Golgi aparātā. No turienes tos ar pūslīšu palīdzību transportē uz membrānām. Membrānās sfingolipīdi tiek tālāk pārveidoti, lai viņi tur varētu izpildīt savas neskaitāmās funkcijas. Visas šūnu membrānas satur sfingolipīdus. Tomēr viņu koncentrācija ir īpaši augsts smadzenes šūnas un nervu šūnas. Tas jo īpaši attiecas uz gangliozīdiem. Piemēram, viņi veido seši procenti no lipīdi pelēkajā vielā smadzenes. Smadzenēs ir vairāk cerebrozīdu, kas esterificēti ar heksozi, un aknas. Smadzenēs galvenokārt ir glikozīdiem saistīts cukurs galaktozes, bet cerebrozīdi, kas atrasti aknas satur galvenokārt glikoze. Vienkāršākie sfingolipīdi, keramīdi, ir atrodami it īpaši āda un tur stratum corneum (ragveida slānis). Kā jau minēts, amfifilā rakstura dēļ tie var veidot barjeru, kas aizsargā ādu ūdens zaudējums. Protams, keramīdi ir atrodami arī citās šūnu membrānās, jo tām ir vēl vairāk funkciju, kas jāveic signāla pārnešanas un šūnu kontroles ziņā. Sfingomielīns ir atrodams arī visās šūnu membrānās. Tomēr tā augstākā Blīvums atkal atrodas neironos.

Slimības un traucējumi

Saistībā ar sfingolipīdiem var rasties tā sauktās uzglabāšanas slimības. Tie parasti ir ģenētiskās slimības ko raksturo trūkstošs vai neaktīvs ferments. Tā rezultātā attiecīgo sfingolipīdu noārdīšanās vairs nav iespējama. Sfingolipīds uzkrājas šūnā un noved pie tā bojāejas. Pēc daudzu gadu ciešanām daudzas uzglabāšanas slimības beidzas letāli. Tipiskas lipīdu uzglabāšanas slimības ir Tay-Sachs sindroms un Niemann-Pick slimība. Šo slimību gaitā šūnās tādējādi uzkrājas sfingolipīdi. Tay-Sachs slimību izraisa autosomāli recesīva a gēns kas kodē fermentu β-heksosaminidāzi A. Šis ferments ir atbildīgs par gangliozīda GM2 noārdīšanos. Neveiksmes dēļ gangliozīds GM2 īpaši uzkrājas neironos. Pacients cieš no centrālajiem nervu un kustību traucējumiem, kā arī garīgiem atpalicība. Pirmajos trīs dzīves gados šī slimība noved pie nāves. Nīmana-Pika slimība tiek iedzimta arī autosomāli recesīvā veidā. Šajā slimībā sfingomielīni uzkrājas šūnu membrānās. Īpaši tiek skartas endotēlija, mezenhimālās un parenhīmas šūnas. Tiek traucēta arī holesterīna esterifikācija, tāpēc arī tas tiek nogulsnēts šūnās. Pastāv dažādas Nīmana-Pika slimības formas. Tie ir atkarīgi no attiecīgās sfingomielināzes aktivitātes. Klasiskajā slimības formā simptomi sākas pirmajā dzīves gadā. Nāve parasti notiek pirms trešā dzīves gada beigām. Ja slimība sākas vēlāk, simptomi attīstās lēnāk. Tad Nīmana-Pika slimību raksturo pieaugums aknas un liesa paplašināšanās, krampji, kustību traucējumi, muskuļu trīce un garīga atpalicība. Vēl viena sfingolipidoze ir Gošē slimība. Gošē slimība ir Gošē slimība. Glikocerebrozīdi pastāvīgi nogulsnējas dažādās ķermeņa šūnās, piemēram, aknās, liesa, kaulu smadzenes un makrofāgi. Vairumā gadījumu šī slimība divu gadu vecumā noved pie nāves. Tomēr Gošē slimību var ārstēt ar glikocerebrozidāzes enzīma aizstāšanu.