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

В сфингозин е сложен аминоалкохол от голямо значение, тъй като тя е прекурсор компонент на спинголипиди като цяло. Най-подходящите сложни фосфолипиди или сфинголипиди са сфингомиелин и гликосфинголипиди. Те изпълняват специфични функции в запазването на структурата на мембраните на нервните клетки, което им позволява да изпълняват функциите си.

Всички сфинголипиди имат общо, че се образуват с едно и също основно вещество - церамид, който е съставен от сфингозин плюс Ацетил КоА, следователно той се нарича още N-ацилфингозин.

Химична структура на сфингозин

Сред сложните фосфолипиди сфингомиелинът е един от най-важните и изобилни в мозъка и нервната тъкан. Той се намира главно като съставна част на миелиновата обвивка, която покрива нервите.

Докато гликосфинголипидите са съдържащи глюкоза сфинголипиди. Сред най-изявените са цереброзидите (галактоцереброзид и глюкоцереброзид) и ганглиозиди. Последните участват в предаването на нервните импулси, защото съставляват нервните окончания.

Откриват се и други, като globosides и сулфати, които са част от плазмените мембрани на целия организъм и са важни като мембранните рецептори.

синтез

Амино алкохолът сфингозин се синтезира в ендоплазмения ретикулум. Процесът на синтез протича по следния начин:

Аминокиселинният серин, веднъж активиран чрез свързване с пиридоксал фосфат в присъствието на манганови йони, се свързва с палмитоил-КоА, като образува 3-кетосфинганин. Тази реакция освобождава CO ₂.

Сфингозинът се образува след два редуциращи етапа. Първият включва ензима 3-кетосфинганин редуктаза. Тази реакция използва NADPH като донор на Н ⁺, образувайки дихидросфингозин.

На втория етап ензимът сфинганин редуктаза действа, с участието на флавопротеин, където се получава сфингозин.

От друга страна, сфингозинът може да се синтезира чрез сфинголипиден катаболизъм. Например, когато сфингомиелинът се хидролизира, се генерират мастни киселини, фосфорна киселина, холин и сфингозин.

структура

Химическото наименование за амино алкохол на сфингозин е 2-амино-4-октадецен-1,3-диол. Химическата структура може да бъде описана като въглеводородна верига, съставена от общо 18 въглерода, с аминогрупа и алкохол.

Характеристика

Sphingosine

При нормални условия сфингозинът, произведен от сфинголипидния катаболизъм, се използва повторно за обновяване и образуване на нови сфинголипиди.

Сфингозинът участва в процесите на клетъчна метаболитна регулация, свързани с липидните сигнални пътища, като извънклетъчен медиатор, действащ на протеин киназа С, която контролира ензимите, участващи в процеса на растежа и смъртта на клетките.

Той също така действа като вътреклетъчен втори пратеник. Това вещество е в състояние да спре клетъчния цикъл, да предизвика клетката до програмирана клетъчна смърт или апоптоза.

Благодарение на тази функция, той предизвика интерес у изследователите като терапия срещу рак, заедно с фактор на тумор некроза α.

Увеличаването на разграждането на сфингомиелините причинява натрупване на сфинганин и сфингозин (сфингоидни основи). Тези вещества във високи концентрации инхибират правилното функциониране на клетъчните мембрани.

Това натрупване на сфингозин може да възникне в случаи на отравяне поради консумация на зърна, замърсени с фумонизини, вид микотоксини, произведени от гъби от рода Fusarium по време на съхранение.

Фумонизин инхибира ензима серамидна синтетаза, което означава, че серамид (N-ацил сфингозин) не може да се образува.

От своя страна, той също не позволява синтеза на сфингомиелин, следователно сфингозин заедно със сфинганин са твърде концентрирани, създавайки неблагоприятни ефекти.

Производно на сфингозин (сфингозин 1-фосфат)

От фосфорилирането на сфингозин от два ензима (сфингозин киназа 1 и сфингозин киназа 2) се образува неговото производно, наречено сфингозин 1-фосфат.

Сфингозин 1-фосфатът има обратен ефект спрямо предшественика му. Той стимулира клетъчния растеж (митогенен), дори предотвратява апоптотичното действие на някои лекарства, използвани в терапевтични средства срещу рак, тоест действието му е антиапоптотично.

Това вещество е открито във високи концентрации при различни злокачествени процеси и туморни тъкани. Освен това има преувеличена експресия на рецепторите на това липидно вещество.

От друга страна, сфингозин 1-фосфат заедно с серамид 1-фосфат действа в регулацията на имунните клетки, свързвайки се със специфичните рецептори, присъстващи в споменатите клетки.

Лимфоцитите по-специално представят този тип рецептори, привлечени от присъствието на сфингозин 1-фосфат. По такъв начин, че лимфоцитите напускат лимфните възли, те преминават към лимфата, а по-късно и в кръвообращението.

Тогава те се концентрират на мястото, където се синтезира сфинголипидът и така участват във възпалителни процеси.

След като лимфоцитите се свържат с веществото чрез неговия рецептор и предизвикват клетъчен отговор, те интернализират рецепторите, или да ги рециклират, или да ги унищожат.

Това действие е наблюдавано от изследователи, които са разработили вещества, подобни на сфингозин 1-фосфат, за да заемат специфични рецептори, за да стимулират интернализацията и разрушаването на рецептора, без да причиняват клетъчна активация и по този начин да намалят имунния отговор.

Този тип вещества са особено полезни като имуносупресивна терапия при автоимунни заболявания като множествена склероза.

Болести, причинени от дефицит на сфингозин

Липогрануломатоза на Фарбер или болест на Фарбер

Това е рядко автозомно рецесивно наследствено заболяване, много рядко, като в целия свят са регистрирани само 80 случая.

Причината за заболяването е мутация в гена ASAH1, който кодира церамидазата на лизозомалния ензим. Този ензим има функцията да хидролизира церамида и да го превръща в сфингозин и мастни киселини.

Липсата на ензима причинява натрупване на серамид, дефицит, който се проявява през първите месеци от живота (3 - 6 месеца). Заболяването не се проявява по същия начин при всички засегнати индивиди, като се наблюдават леки, умерени и тежки случаи.

Леките случаи имат по-голяма продължителност на живота и могат да достигнат юношеска и дори зряла възраст, но тежката форма винаги е фатална в началото на живота.

Сред най-честите клинични прояви на заболяването са: тежка дрезгавост поради засягане в ларинкса, която може да доведе до афония поради възпаление на гласните струни, дерматит, скелетни деформации, болка, възпаление, парализа, неврологично влошаване или умствена изостаналост.

В тежки случаи може да се прояви с hydrops fetalis, хепатоспленомегалия, летаргия и грануломатозни инфилтрации в белите дробове и органи на ретикулоендотелиалната система като далака и черния дроб с много кратка продължителност на живота.

За случаи с по-голяма продължителност на живота няма специфично лечение, лекуват се само симптомите.

Препратки

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Консумация на фумонизини и увреждане на човешкото здраве. Мексиканско здравеопазване. 2010; 52 (5): 461-467. Достъпно на: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Ролята на сфингозин и серамидни кинази при възпалителни реакции. Имунол Lett. 2005; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE и др. Сфинголипиди и рак: серамид и сфингозин-1-фосфат в регулирането на клетъчната смърт и лекарствената резистентност. Бъдещият Онкол. 2010; 6 (10): 1603-24.
4. Базуа-Валенти S; Garcia-Sainz A. Сфингозин 1-фосфат и неговият S1P1 рецептор: регулатори на имунния отговор. Факт.мед. (Мексико), 2012; 55 (6): 53-57. Предлага се в Scielo. Org
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Биохимия на Харпър. 12 ^-то издание, Съвременен редакционен наръчник. DF Мексико.