СФИНГОЗИН: СИНТЕЗ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ЗАБОЛЕВАНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

Сфингазина является сложным аминоспиртом большого значения, так как он является компонентом предшественника сфинголипидов в целом. Наиболее подходящими комплексными фосфолипидами или сфинголипидами являются сфингомиелин и гликосфинголипиды. Они выполняют определенные функции по сохранению структуры мембран нервных клеток, позволяя им выполнять свои функции.

Общим для всех сфинголипидов является то, что они образованы из одного и того же основного вещества, церамида, который состоит из сфингозина и ацетил-КоА, поэтому его также называют N-ацилфингозином.

Химическая структура сфингозина

Среди сложных фосфолипидов сфингомиелин является одним из наиболее важных и распространенных в головном мозге и нервной ткани. В основном он входит в состав миелиновой оболочки, покрывающей нервы.

А гликосфинголипиды - это глюкозосодержащие сфинголипиды. Среди наиболее известных - цереброзиды (галактоцереброзид и глюкоцереброзид) и ганглиозиды. Последние участвуют в передаче нервных импульсов, поскольку составляют нервные окончания.

Также обнаружены другие, такие как глобозиды и сульфаты, которые являются частью плазматических мембран всего организма и играют важную роль в качестве мембранных рецепторов.

Синтез

Аминоспирт сфингозин синтезируется в эндоплазматическом ретикулуме. Процесс синтеза происходит следующим образом:

Аминокислота серин, активированная после связывания с пиридоксальфосфатом в присутствии ионов марганца, связывается с пальмитоил-КоА с образованием 3-кетосфинганина. Эта реакция высвобождает CO ₂ .

Сфингозин образуется после двух стадий восстановления. В первом участвует фермент 3-кетосфинганинредуктаза. В этой реакции в качестве донора H ⁺ используется НАДФН с образованием дигидросфингозина.

На втором этапе действует фермент сфинганинредуктаза при участии флавопротеина, из которого получается сфингозин.

С другой стороны, сфингозин может быть синтезирован путем катаболизма сфинголипидов. Например, при гидролизе сфингомиелина образуются жирная кислота, фосфорная кислота, холин и сфингозин.

Структура

Химическое название аминоспирта сфингозина - 2-амино-4-октадецен-1,3-диол. Химическая структура может быть описана как углеводородная цепь, состоящая из 18 атомов углерода, аминогруппы и спирта.

Характеристики

сфингозин

В нормальных условиях сфингозин, продуцируемый катаболизмом сфинголипидов, повторно используется для обновления и образования новых сфинголипидов.

Сфингозин участвует в процессах регуляции клеточного метаболизма, связанных с сигнальными путями липидов, в качестве внеклеточного медиатора, действующего на протеинкиназу С, которая контролирует ферменты, участвующие в процессе роста и гибели клеток.

Он также действует как вторичный внутриклеточный мессенджер. Это вещество способно останавливать клеточный цикл, вызывая запрограммированную клеточную гибель или апоптоз.

Благодаря этой функции он вызвал интерес у исследователей как средство против рака вместе с фактором некроза опухоли α.

Увеличение деградации сфингомиелинов вызывает накопление сфинганина и сфингозина (сфингоидных оснований). Эти вещества в высоких концентрациях препятствуют правильному функционированию клеточных мембран.

Такое накопление сфингозина может происходить в случае отравления из-за употребления в пищу зерна, загрязненного фумонизинами, типом микотоксинов, вырабатываемых грибами рода Fusarium во время хранения.

Фумонизин ингибирует фермент церамидсинтетазу, что означает, что церамид (N-ацилсфингозин) не может образовываться.

В свою очередь, он также не позволяет синтезировать сфингомиелин, поэтому сфингозин вместе со сфинганином слишком концентрированы, вызывая побочные эффекты.

Производное сфингозина (сфингозин-1-фосфат)

В результате фосфорилирования сфингозина двумя ферментами (сфингозинкиназа 1 и сфингозинкиназа 2) образуется его производное, называемое сфингозин-1-фосфатом.

Сфингозин-1-фосфат оказывает противоположное действие своему предшественнику. Он стимулирует рост клеток (митогенный), даже предотвращая апоптотическое действие некоторых лекарств, используемых в терапии рака, то есть его действие является антиапоптотическим.

Это вещество обнаружено в высоких концентрациях в различных злокачественных процессах и опухолевых тканях. Кроме того, наблюдается повышенная экспрессия рецепторов этого липидного вещества.

С другой стороны, сфингозин-1-фосфат вместе с церамид-1-фосфатом действует в регуляции иммунных клеток, связываясь со специфическими рецепторами, присутствующими в указанных клетках.

Лимфоциты особенно представляют этот тип рецепторов, их привлекает присутствие сфингозин-1-фосфата. Таким образом, лимфоциты выходят из лимфатических узлов, переходят в лимфу, а затем в кровоток.

Затем они концентрируются в том месте, где синтезируется сфинголипид, и таким образом участвуют в воспалительных процессах.

Как только лимфоциты связываются с веществом через его рецептор и вызывают клеточный ответ, они интернализируют рецепторы, чтобы переработать их или уничтожить.

Это действие наблюдали исследователи, которые разработали вещества, похожие на сфингозин-1-фосфат, для захвата определенных рецепторов, чтобы стимулировать интернализацию и разрушение рецептора, не вызывая клеточной активации и, таким образом, снижая иммунный ответ.

Этот тип вещества особенно полезен в качестве иммуносупрессивной терапии при аутоиммунных заболеваниях, таких как рассеянный склероз.

Заболевания, вызванные дефицитом сфингозина

Липогранулематоз Фарбера или болезнь Фарбера

Это редкое аутосомно-рецессивное наследственное заболевание, очень редкое, во всем мире зарегистрировано всего 80 случаев.

Причина заболевания - мутация в гене ASAH1, который кодирует лизосомальный фермент кислотную церамидазу. Этот фермент имеет функцию гидролиза церамида и превращения его в сфингозин и жирные кислоты.

Недостаток фермента вызывает накопление церамида, дефицит, который проявляется в первые месяцы жизни (3-6 месяцев). Заболевание не проявляется одинаково у всех пораженных людей, наблюдаются легкие, средние и тяжелые случаи.

В легких случаях продолжительность жизни выше, и они могут достигать подросткового и даже зрелого возраста, но тяжелая форма всегда приводит к летальному исходу в начале жизни.

Среди наиболее частых клинических проявлений болезни: сильная охриплость из-за поражения гортани, которая может привести к афонии из-за воспаления голосовых связок, дерматиту, деформации скелета, боли, воспалению, параличу, неврологическому ухудшению или умственной отсталости.

В тяжелых случаях он может проявляться водянкой плода, гепатоспленомегалией, летаргией и гранулематозными инфильтрациями в легких и органах ретикулоэндотелиальной системы, таких как селезенка и печень, с очень короткой продолжительностью жизни.

Для случаев с большей продолжительностью жизни нет специального лечения, лечится только симптомы.

Ссылки

1. Торрес-Санчес Л., Лопес-Каррильо Л. Потребление фумонизинов и ущерб здоровью человека. Общественное здравоохранение Mex. 2010; 52 (5): 461-467. Доступно на: scielo.org.
2. Баумрукер Т, Борнанцин Ф, Биллич А. Роль сфингозин и церамидкиназ в воспалительных реакциях. Immunol Lett. 2005; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE и др. Сфинголипиды и рак: церамид и сфингозин-1-фосфат в регуляции гибели клеток и устойчивости к лекарствам. Будущее Онкол. 2010; 6 (10): 1603-24.
4. Базуа-Валенти S; Гарсия-Сайнс А. Сфингозин-1-фосфат и его рецептор S1P1: регуляторы иммунного ответа. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Доступно в Scielo. организация
5. Мюррей Р., Граннер Д., Мэйс П., Родвелл В. (1992). Биохимия Харпера. 12- ^е издание, Современное редакционное пособие. DF Мексика.