Σύνθεση, δομή, λειτουργίες και ασθένειες της σφιγγοσίνης

Το σφιγγοσίνη είναι μια σύνθετη αμινοαλκοόλη μεγάλης σημασίας, επειδή είναι ένα πρόδρομο συστατικό των σφιγγολιπιδίων γενικά. Τα πλέον συναφή πολύπλοκα φωσφολιπίδια ή σφιγγολιπίδια είναι σφιγγομυελίνη και γλυκοσφιγγολιπίδια. Αυτοί εκπληρώνουν συγκεκριμένες λειτουργίες στη διατήρηση της δομής των μεμβρανών των νευρικών κυττάρων, επιτρέποντας την εκπλήρωση των λειτουργιών τους.

Όλα τα σφιγγολιπίδια έχουν κοινό ότι αυτά σχηματίζονται με την ίδια βάση ουσίας, κεραμίδιο, το οποίο αποτελείται από περισσότερα σφιγγοσίνης ακετυλο CoA, ως εκ τούτου ονομάζεται επίσης Ν-ακυλοσφιγγοσίνη.

Στα σύνθετα φωσφολιπίδια, η σφιγγομυελίνη είναι μία από τις πιο σημαντικές και άφθονες στον εγκέφαλο και τον νευρικό ιστό. Βρίσκεται κυρίως ως συστατικό της θήκης μυελίνης που καλύπτει τα νεύρα.

Ενώ τα γλυκοσφιγγολιπίδια είναι σφιγγολιπίδια που περιέχουν γλυκόζη. Μεταξύ των σημαντικότερων είναι τα εγκεφαλοειδή (γαλακτοκερεροβόλπιο και γλυκοσερεμπροσίδη) και τα γαγγλιοσίδια. Αυτά τα τελευταία παρεμβαίνουν στη μετάδοση των νευρικών παρορμήσεων, επειδή συμμορφώνονται με τις νευρικές απολήξεις.

Υπάρχουν επίσης και άλλα, όπως τα σφαιρίδια και τα σουλφατίδια, τα οποία αποτελούν μέρος των μεμβρανών του πλάσματος ολόκληρου του οργανισμού και είναι σημαντικά ως υποδοχείς μεμβράνης.

Ευρετήριο

• 1 Περίληψη
• 2 Δομή
• 3 Λειτουργίες
  • 3.1 Σφιγγοσίνη
  • 3.2 Παράγωγο σφιγγοσίνης (1-φωσφορική σφιγγοσίνη)
• 4 Ασθένειες που προκαλούνται από έλλειψη σφιγγοσίνης
  • 4.1 Η λιπογρανουλομάτωση του Farber ή η ασθένεια του Farber
• 5 Αναφορές

Σύνθεση

Η αμινοαλκοόλη σφιγγοσίνη συντίθεται στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Η διαδικασία σύνθεσης λαμβάνει χώρα ως εξής:

Το αμινοξύ σερίνη, μία φορά ενεργοποιείται από τη δέσμευση των φωσφορικών πυριδοξάλης σε παρουσία ιόντων μαγγανίου, ενώνει το παλμιτοϋλο-ΟοΑ για να σχηματίσουν 3-ketosphinganine. Αυτή η αντίδραση απελευθερώνει CO₂.

Η σφιγγοσίνη σχηματίζεται μετά από δύο μειωτικά στάδια. Το ένζυμο 3-κετοεσφιγγανινο αναγωγάση παρεμβαίνει στην πρώτη. Αυτή η αντίδραση χρησιμοποιεί NADPH ως δότη Η⁺, σχηματίζοντας διϋδροσφιγγοσίνη.

Στο δεύτερο στάδιο το ένζυμο αναγωγάση σφιγνανίνης δρα, με τη συμμετοχή μιας φλαβοπρωτεΐνης, όπου λαμβάνεται σφιγγοσίνη.

Από την άλλη πλευρά, η σφιγγοσίνη μπορεί να συντεθεί με τον καταβολισμό των σφιγγολιπιδίων. Για παράδειγμα, όταν η σφιγγομυελίνη υδρολύεται λιπαρό οξύ, παράγεται φωσφορικό οξύ, χολίνη και σφιγγοσίνη.

Δομή

Η χημική ονομασία της αμινοαλκοόλης σφιγγοσίνη είναι η 2-αμινο-4-οκταδεκένιο-1,3-διόλη. Η χημική δομή μπορεί να περιγραφεί ως αλυσίδα υδρογονάνθρακα αποτελούμενη από συνολικά 18 άνθρακες, με ομάδα αμινο και αλκοόλης.

Λειτουργίες

Σφιγγοσίνη

Υπό κανονικές συνθήκες, η σφιγγοσίνη που παράγεται από τον καταβολισμό των σφιγγολιπιδίων επαναχρησιμοποιείται για την ανανέωση και το σχηματισμό νέων σφιγγολιπιδίων.

διεργασίες ΣΦΙΓΓΟΣΙΝΙΚΗΣ που εμπλέκονται στην κυτταρική μεταβολική σηματοδότηση σχετίζονται ρύθμιση τις οδούς λιπιδίου, όπως εξωκυτταρική μεσολαβητής ενεργεί για πρωτεΐνη κινάση C, η οποία ελέγχει τα ένζυμα που εμπλέκονται στη διαδικασία της ανάπτυξης και κυτταρικού θανάτου.

Λειτουργεί επίσης ως δεύτερος ενδοκυτταρικός αγγελιοφόρος. Αυτή η ουσία είναι ικανή να σταματήσει τον κυτταρικό κύκλο, προκαλώντας το κύτταρο στο προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο ή απόπτωση.

Λόγω αυτής της λειτουργίας, έχει προκαλέσει ενδιαφέρον για τους ερευνητές ως θεραπεία του καρκίνου, μαζί με παράγοντα νέκρωσης όγκου α.

Η αύξηση της αποικοδόμησης των σφιγγομυελινών προκαλεί συσσώρευση σφιγγανίνης και σφιγγοσίνης (σφιγγοειδείς βάσεις). Αυτές οι ουσίες σε υψηλές συγκεντρώσεις εμποδίζουν την καλή λειτουργία των κυτταρικών μεμβρανών.

Αυτή η συσσώρευση σφιγγοσίνης μπορεί να συμβεί σε περιπτώσεις δηλητηρίασης με κατανάλωση σπόρων μολυσμένων με φουμονισίνες, τύπου μυκοτοξινών που παράγονται από μύκητες Fusarium κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης.

Η φουμονισίνη αναστέλλει το ένζυμο συνθετάση κεραμιδίου, το οποίο έχει σαν αποτέλεσμα τον σχηματισμό κεραμιδίου (Ν-ακυλο σφιγγοσίνη).

Ταυτόχρονα, δεν επιτρέπει τη σύνθεση της σφιγγομυελίνης, επομένως η σφιγγοσίνη μαζί με τη συγκέντρωση σφιγγανίνης πάρα πολύ, δημιουργώντας ανεπιθύμητες ενέργειες.

Προέρχεται από σφιγγοσίνη (1-φωσφορική σφιγγοσίνη)

Από τη φωσφορυλίωση της σφιγγοσίνης από δύο ένζυμα (κινάση σφιγγοσίνης 1 και κινάση σφιγγοσίνης 2) παράγεται το παράγωγό της που ονομάζεται 1-φωσφορική σφιγγοσίνη.

Η 1-φωσφορική σφιγγοσίνη έχει αντίθετο αποτέλεσμα με τον πρόδρομο της. Διεγείρει την κυτταρική ανάπτυξη (μιτογόνο), αποτρέποντας ακόμη και την αποπτωτική δράση μερικών φαρμάκων που χρησιμοποιούνται σε θεραπευτικές ενέργειες κατά του καρκίνου, δηλαδή η δράση της είναι αντιποπτική.

Αυτή η ουσία έχει βρεθεί σε υψηλές συγκεντρώσεις σε διάφορες κακοήθεις διαδικασίες και ιστούς όγκου. Επιπλέον, υπάρχει μια υπερβολική έκφραση των υποδοχέων αυτής της λιπιδικής ουσίας.

Από την άλλη πλευρά, η 1-φωσφορική σφιγγοσίνη μαζί με 1-φωσφορική κεραμίδη δρα στη ρύθμιση των ανοσοκυττάρων, συνδέοντας τους συγκεκριμένους υποδοχείς που υπάρχουν στα εν λόγω κύτταρα.

Ειδικά τα λεμφοκύτταρα παρουσιάζουν αυτόν τον τύπο υποδοχέων, που προσελκύονται από την παρουσία 1-φωσφορικής σφιγγοσίνης. Με τέτοιο τρόπο ώστε τα λεμφοκύτταρα να αφήνουν τους λεμφαδένες, περνούν στην λεμφαδένα και αργότερα στην κυκλοφορία.

Στη συνέχεια επικεντρώνονται στο σημείο όπου συντίθεται το σφιγγολιπίδιο και έτσι συμμετέχουν στις φλεγμονώδεις διαδικασίες.

Μόλις τα λεμφοκύτταρα δεσμευτούν στην ουσία μέσω του υποδοχέα της και προκαλούν κυτταρική απόκριση, εσωτερικοποιούνται στους υποδοχείς είτε για να τα ανακυκλώσουν είτε για να τα καταστρέψουν.

Αυτή η δράση παρατηρήθηκε από ερευνητές οι οποίοι έχουν αναπτύξει παρόμοιων ουσιών για την 1-φωσφορικής σφιγγοσίνης να καταλάβει ειδικούς υποδοχείς, έτσι ώστε η εσωτερίκευση και η καταστροφή του υποδοχέα διεγείρεται, χωρίς να προκαλεί ενεργοποίηση κυττάρου και έτσι να μειώσει την ανοσολογική απάντηση.

Αυτός ο τύπος ουσίας είναι ιδιαίτερα χρήσιμος ως ανοσοκατασταλτική θεραπεία σε αυτοάνοσες ασθένειες όπως πολλαπλή σκλήρυνση.

Ασθένειες που προκαλούνται από ανεπάρκεια σφιγγοσίνης

Τη λιπογρανουλομάτωση του Farber ή τη νόσο του Farber

Πρόκειται για μια σπάνια ασθένεια με αυτοσωμικό υπολειπόμενο κληρονομικό χαρακτήρα, πολύ σπάνια, με μόλις 80 περιπτώσεις παγκοσμίως.

Η αιτία της νόσου είναι μια μετάλλαξη του γονιδίου ASAH1 που κωδικοποιεί το όξινο λυσοσωμικό ένζυμο κεραμιδάσης. Η λειτουργία αυτού του ενζύμου είναι να υδρολυθεί το κεραμίδιο και να μετατραπεί σε σφιγγοσίνη και λιπαρά οξέα.

Η έλλειψη του ενζύμου προκαλεί συσσώρευση κεραμίδης, μια ανεπάρκεια που εκδηλώνεται στους πρώτους μήνες ζωής (3-6 μήνες). Η ασθένεια δεν εκδηλώνεται με τον ίδιο τρόπο σε όλα τα προσβεβλημένα άτομα, παρατηρώντας ήπιες, μέτριες και σοβαρές περιπτώσεις.

Οι ήπιες περιπτώσεις έχουν μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής, φτάνοντας στην εφηβεία και ακόμη και στην ενηλικίωση, αλλά η σοβαρή μορφή είναι πάντα θανατηφόρος στην αρχή της ζωής.

Ανάμεσα στα πιο κοινά κλινικά συμπτώματα που πάσχουν από τη νόσο είναι: σοβαρή εμπλοκή βραχνάδα στο λάρυγγα που μπορεί να φτάσει afonía από φλεγμονή των φωνητικών χορδών, δερματίτιδα, σκελετικές παραμορφώσεις, πόνο, πρήξιμο, παράλυση, νευρολογική βλάβη ή νοητική υστέρηση.

Σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί να παρουσιάσει με εμβρυϊκό ύδρωπα, ηπατοσπληνομεγαλία, λήθαργο και κοκκιωματώδη διηθήσεις στους πνεύμονες και τα όργανα του δικτυοενδοθηλιακού συστήματος όπως η σπλήνα και το ήπαρ, με ένα πολύ μικρό προσδόκιμο ζωής.

Σε περιπτώσεις με μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής δεν υπάρχει ειδική θεραπεία, μόνο τα συμπτώματα αντιμετωπίζονται.

Αναφορές

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Κατανάλωση φουμονισινών και βλάβες στην ανθρώπινη υγεία. Δημόσια υγεία Μεξικό. 2010; 52 (5): 461-467. Διατίθεται στο: scielo.org.
2. Baumruker Τ, Bornancin F, Billich Α. Ο ρόλος της σφιγγοσίνης και των κεραμιδικών κινάσεων. Immunol Lett.2005; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham Μ, Senkal CE, et αϊ. Σφιγκολιπίδια και καρκίνος: κεραμίδιο και σφιγγοσίνη-1-φωσφορική στη ρύθμιση του κυτταρικού θανάτου και της αντοχής του φαρμάκου. Μελλοντικό Oncol. 2010; 6 (10): 1603-24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz Α. 1-φωσφορική σφιγγοσίνη και υποδοχέας S1P1: ρυθμιστές της ανοσοαπόκρισης. Fac. Med. (Μεξ.), 2012; 55 (6): 53-57. Διατίθεται στο Scielo. Org
5. Murray R, Granner ϋ, Mayes Ρ, Rodwell ν. (1992). Βιοχημεία του Harper. 12 ^ava editorial, Editorial Το σύγχρονο εγχειρίδιο. DF Mexico.