SFINGOZÍN: SYNTÉZA, ŠTRUKTÚRA, FUNKCIE A CHOROBY - BIOLÓGIE - 2026

Sfingozín je komplexný aminoalkoholov veľký význam, pretože je prekurzorom zložkou sfingolipidy všeobecne. Najvýznamnejšie komplexné fosfolipidy alebo sfingolipidy sú sfingomyelín a glykosfingolipidy. Tieto plnia špecifické funkcie pri zachovaní štruktúry membrán nervových buniek, čo im umožňuje plniť ich funkcie.

Všetky sfingolipidy majú spoločné to, že sú tvorené rovnakou základnou látkou, ceramidom, ktorý je tvorený sfingozínom plus Acetyl CoA, preto sa tiež nazýva N-acylfingozín.

Chemická štruktúra sfingozínu

Sphingomyelín je medzi komplexnými fosfolipidmi jedným z najdôležitejších a hojných v mozgu a nervovom tkanive. Nachádza sa hlavne ako súčasť myelínového obalu, ktorý pokrýva nervy.

Zatiaľ čo glykosfingolipidy sú sfingolipidy obsahujúce glukózu. Medzi najvýznamnejšie patria cerebrozidy (galaktocerebrozid a glukocerebozid) a gangliozidy. Posledne menované sú zapojené do prenosu nervových impulzov, pretože tvoria nervové zakončenie.

Nachádzajú sa tiež ďalšie, ako sú globozidy a sírany, ktoré sú súčasťou plazmatických membrán celého organizmu, ktoré sú dôležité ako membránové receptory.

syntéza

Aminoalkohol sfingozín sa syntetizuje v endoplazmatickom retikule. Proces syntézy prebieha nasledovne:

Aminokyselina serín, akonáhle sa aktivuje väzbou na pyridoxal fosfát v prítomnosti iónov mangánu, sa viaže na palmitoyl-CoA za vzniku 3-ketosphinganínu. Táto reakcia sa uvoľňuje CO ₂ .

Sfingozín sa tvorí po dvoch redukčných stupňoch. Prvá zahŕňa enzým 3-ketosphinganín reduktázu. Táto reakcia využíva NADPH ako donora H ⁺ a tvorí dihydrosphingosín.

V druhom štádiu pôsobí enzým sfinganín reduktáza za účasti flavoproteínu, kde sa získava sfingozín.

Na druhej strane sfingozín môže byť syntetizovaný sfingolipidovým katabolizmom. Napríklad, keď je sfingomyelín hydrolyzovaný, generujú sa mastné kyseliny, kyselina fosforečná, cholín a sfingozín.

štruktúra

Chemický názov pre sfingozínový aminoalkohol je 2-amino-4-oktadecén-1,3-diol. Chemickú štruktúru je možné opísať ako uhľovodíkový reťazec pozostávajúci z celkom 18 uhlíkov, s aminoskupinou a alkoholom.

Vlastnosti

sfingozín

Za normálnych podmienok sa sfingozín produkovaný katabolizmom sfingolipidov znovu používa na obnovu a tvorbu nových sfingolipidov.

Sfingozín sa podieľa na bunkových metabolických regulačných procesoch súvisiacich s lipidovými signálnymi dráhami ako extracelulárny mediátor, ktorý pôsobí na proteínkinázu C, ktorá kontroluje enzýmy zapojené do procesu bunkového rastu a smrti.

Pôsobí tiež ako intracelulárny druhý posol. Táto látka je schopná zastaviť bunkový cyklus, čím indukuje bunke programovanú bunkovú smrť alebo apoptózu.

Vďaka tejto funkcii vyvolala záujem vedcov o terapiu proti rakovine spolu s faktorom nekrózy nádorov a.

Zvýšenie degradácie sfingomyelínov spôsobuje akumuláciu sfinganínu a sfingozínu (sfingoidné bázy). Tieto látky vo vysokých koncentráciách inhibujú správne fungovanie bunkových membrán.

K akumulácii sfingozínu môže dôjsť v prípade otravy v dôsledku konzumácie zŕn kontaminovaných fumonizínmi, čo je typ mykotoxínov produkovaných hubami z rodu Fusarium počas skladovania.

Fumonizín inhibuje enzým ceramid syntetázu, čo má za následok, že sa nemôže vytvoriť ceramid (N-acyl sfingozín).

Naopak neumožňuje syntézu sfingomyelínu, preto je sfingozín spolu so sfinganínom príliš koncentrovaný, čo má nepriaznivé účinky.

Derivát sfingozínu (sfingozín 1-fosfát)

Z fosforylácie sfingozínu dvoma enzýmami (sfingozínkináza 1 a sfingozínkináza 2) sa vytvára jeho derivát nazývaný sfingozín 1-fosfát.

Sfingozín-1-fosfát má opačný účinok ako jeho prekurzor. Stimuluje bunkový rast (mitogénny), dokonca bráni apoptotickému účinku niektorých liekov používaných v terapeutikách proti rakovine, to znamená, že jeho účinok je antiapoptotický.

Táto látka sa nachádza vo vysokých koncentráciách v rôznych malígnych procesoch a nádorových tkanivách. Okrem toho existuje prehnaná expresia receptorov tejto lipidovej látky.

Na druhej strane sfingozín-1-fosfát spolu s ceramid-1-fosfátom pôsobia na reguláciu imunitných buniek a viažu sa na špecifické receptory prítomné v uvedených bunkách.

Lymfocyty predstavujú najmä tento typ receptorov, ktoré sú priťahované prítomnosťou sfingozín-1-fosfátu. Tak, že lymfocyty opúšťajú lymfatické uzliny, prechádzajú do lymfy a neskôr do obehu.

Potom sa koncentrujú v mieste, kde sa sfingolipid syntetizuje, a takto sa podieľajú na zápalových procesoch.

Keď sa lymfocyty viažu na látku prostredníctvom svojho receptora a indukujú bunkovú odpoveď, internalizujú receptory, buď ich recyklujú alebo zničia.

Túto akciu pozorovali vedci, ktorí vyvinuli látky podobné sfingozín-1-fosfátu, ktoré obsadzujú špecifické receptory, aby stimulovali internalizáciu a deštrukciu receptora bez toho, aby spôsobili bunkovú aktiváciu a tým znížili imunitnú odpoveď.

Tento typ látky je zvlášť užitočný ako imunosupresívna terapia pri autoimunitných ochoreniach, ako je roztrúsená skleróza.

Choroby spôsobené nedostatkom sfingozínu

Farberova lipogranulomatóza alebo Farberova choroba

Toto je zriedkavé autozomálne recesívne dedičné ochorenie, veľmi zriedkavé, s celosvetovým výskytom iba 80 prípadov.

Príčinou choroby je mutácia v géne ASAH1, ktorá kóduje lyzozomálny enzým kyslá ceramidáza. Tento enzým má funkciu hydrolýzy ceramidu a jeho premeny na sfingozín a mastné kyseliny.

Nedostatok enzýmu spôsobuje hromadenie ceramidu, čo je nedostatok, ktorý sa prejavuje v prvých mesiacoch života (3 - 6 mesiacov). Ochorenie sa neprejavuje rovnakým spôsobom u všetkých postihnutých jedincov, pričom sa pozorujú mierne, stredne závažné a závažné prípady.

Mierne prípady majú dlhšiu priemernú dĺžku života a môžu dosiahnuť dospievanie a dokonca aj dospelosť, ale závažná forma je vždy fatálna na začiatku života.

Medzi najčastejšie klinické prejavy choroby patria: ťažká chrapot v dôsledku postihnutia hrtanu, ktorý môže viesť k aphónii v dôsledku zápalu hlasiviek, dermatitídy, deformácií skeletu, bolesti, zápalu, paralýzy, neurologického poškodenia alebo mentálnej retardácie.

V závažných prípadoch sa môže vyskytnúť s hydrops fetalis, hepatosplenomegáliou, letargiou a granulomatóznymi infiltráciami v pľúcach a orgánoch retikuloendoteliálneho systému, ako je napríklad slezina a pečeň, s veľmi krátkou dĺžkou života.

V prípadoch s dlhšou životnosťou neexistuje žiadna špecifická liečba, liečia sa iba príznaky.

Referencie

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Spotreba fumonizínov a poškodenie ľudského zdravia. Verejné zdravie Mex. 2010; 52 (5): 461 - 467. K dispozícii na: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Úloha sfingozínových a ceramidkináz v zápalových reakciách. Immunol Lett. 2005; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, a kol. Sfingolipidy a rakovina: ceramid a sfingozín-1-fosfát v regulácii bunkovej smrti a rezistencie na lieky. Budúci Oncol. 2010; 6 (10): 1603-24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sfingozín 1-fosfát a jeho receptor S1P1: regulátory imunitnej odpovede. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53 - 57. K dispozícii v Scielo. org
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Harper's Biochemistry. 12 ^th edition, Editorial Modern Manual. DF Mexico.