Dipalmitoilfosfatidilcolină, mai bine cunoscut în literatură ca lecitina dipalmitoil sau DPL este un compus lipidic în natură care aparține grupului de fosfolipide, în special familia glicerofosfolipide și toate fosfatidilcoline.
Lipidul menționat este principalul agent tensioactiv al agentului tensioactiv pulmonar și în acest organ este produs în esență de macrofage alveolare din calea difosfatului de citidină sau calea CDP-colină.
Structura Dipalmitoylphosphatidylcholine (Sursa: Fvasconcellos prin Wikimedia Commons)
Surfactantul pulmonar este un amestec complex de lipide și proteine care se găsește în aproximativ 10-15 miligrame pe kilogram de greutate corporală la animalele adulte, iar concentrația sa într-un plămân este echivalentă cu aproximativ 120 miligrame pe mililitru.
Lipidele, inclusiv dipalmilofosfatidilcolina, alte fosfolipide și colesterolul reprezintă mai mult de 85% din greutatea agentului tensioactiv pulmonar. Această fosfolipidă importantă (DPL) este responsabilă de reducerea tensiunii de suprafață din alveole în timpul expirării.
Biosinteza sa poate apărea de novo prin calea CDP-fosfocolină sau prin metilarea secvențială a fosfatidiletanolaminei (catalizată de o fosfatidiletanolamină N-metiltransferază); sau poate fi sintetizat prin schimbul de bază al altor fosfolipide, cum ar fi fosfatidilserină, fosfatidilinositol, fosfatidiletanolamină sau altele.
Structura
Structura dipalmiofosfosidilcolinei, așa cum indică numele său, constă dintr-un schelet compus dintr-o moleculă de glicerol la care două molecule de acid palmitic sunt esterificate la carbuni la pozițiile 1 și 2, și o porție de colină legată de fosfat al carbon în poziția C3 a aceluiași schelet.
Această structură, ca și cea a tuturor lipidelor, se caracterizează prin natura sa amfipatică, care are legătură cu prezența unei porțiuni polare hidrofile, reprezentată de colina atașată grupului fosfat și o porțiune apolară hidrofobă, reprezentată de cei doi lanțuri alifatice esterificate.
Acidul hexadecanoic, acidul palmitic sau palmitat, este un acid gras saturat cu lanț lung (16 atomi de carbon) (numai legături unice carbon-carbon) și este unul dintre cei mai comuni acizi grași din natură (animale, microorganisme și în special în plante).
Deoarece lanțurile de acid palmitic sunt saturate, dipalmiloftosfatidilcolina sau lecitina dipalmiloil este, de asemenea, parte a lecitinelor "disaturate" care pot fi găsite în membranele celulare.
Colina, un element esențial în dieta multor animale, este un tip de sare cuaternară de amoniu care este solubil în apă și are o încărcare netă pozitivă; adică este o moleculă cationică, pentru care fosfatidilcolinele sunt lipide polare.
Caracteristici
Structural
La fel ca restul fosfatidilcolinelor, dipalmiloilfosfatidilcolina este una dintre principalele și cele mai abundente componente ale straturilor lipidice care alcătuiesc membranele biologice ale tuturor ființelor vii.
Conformarea sa îi permite să formeze cu ușurință straturi de straturi, unde cozile hidrofobe se „ascund” de mediul hidrofil spre regiunea centrală, iar capetele polare sunt în contact direct cu apa.
Pentru toate fosfatidilcolinele, în general, este posibil să se formeze o fază "lamelară" în dispersii apoase. Acestea sunt cunoscute sub denumirea de lipozomi, care sunt straturi concentrice (sferice) de lipide cu apă prinsă între straturile stratificate.
În membranele bogate în colesterol, această lipidă este asociată într-un raport de șapte molecule de lecitină dipalmoiil pentru fiecare moleculă de colesterol, iar funcția sa este de a evita contactul între două molecule de colesterol și de a le stabiliza în structura membranei.
Permeabilitatea membranelor bogate în dipalmilofosfatidilcolină crește cu temperatura, ceea ce poate reprezenta un avantaj metabolic pentru multe celule.
Ca agent tensioactiv pulmonar
Așa cum am menționat anterior, dipalmilofosfatidilcolina este esențială pentru reducerea tensiunii de suprafață în alveolele pulmonare în timpul expirării.
Porțiunea sa hidrofilă (colina) este asociată cu faza lichidă a alveolelor, în timp ce lanțurile de acid palmitic hidrofob sunt în contact cu faza aeriană.
Această „substanță” este produsă și secretată de celule alveolare de tip II din plămâni (pneumocite de tip II) și de macrofage alveolare, iar componentele sale sunt sintetizate și asamblate în reticulul endoplasmic. Acestea sunt apoi transferate în complexul Golgi și apoi formează corpuri „lamelare” în citosol.
Funcția principală a agentului tensioactiv pulmonar și, prin urmare, a dipalmitiloilfosfatidilcolinei, împreună cu alte lipide și proteine asociate, este de a contracara expansiunea alveolară în timpul inspirației și de a sprijini retragerea sa în timpul expirării.
De asemenea, contribuie la menținerea stabilității alveolare, precum și la echilibrul de fluide și la reglarea fluxului capilar la plămâni.
În prezent, nu se cunoaște cu exactitate dacă producția de lecitină dipalmoiil de către macrofage alveolare este asociată cu încorporarea acestui lipid în tensioactivul pulmonar sau cu activitatea fagocitară, deși există multe cercetări în acest sens.
Ca drog
Unele sindroame de stres respirator la nou-născuți și adulți sunt caracterizate de o scădere a dipalmilofosfatidilcolinei la nivelul interfeței aer-țesut. Din acest motiv, există diverse rapoarte de cercetare legate de nebulizarea cu această lipidă pentru a restabili relațiile presiune-volum în plămâni.
În metabolism
Produsele de descompunere a dipalmilofosfatidilcolinei sunt elemente esențiale pentru multe procese metabolice:
- Cele două lanțuri de acid palmitic pot fi utilizate în oxidarea β a acizilor grași pentru a obține cantități mari de energie sau pentru sinteza de noi lipide.
- Reziduul de colină din grupa "cap" polar a acestui fosfolipid este un precursor important pentru biosinteza altor fosfolipide, care sunt componente esențiale pentru formarea membranelor biologice.
- Colina este, de asemenea, un precursor pentru neurotransmițătorul acetilcolină și este o sursă importantă de grupări metilice labile.
- Glicerolul 3-fosfat, produs din hidroliza legăturilor de ester și fosfodiester între lanțurile de acizi grași și reziduurile de colină, poate servi drept moleculă precursoare pentru alte lipide care au funcții importante în evenimentele de semnalizare intracelular. .
Referințe
- Dowd, J., & Jenkins, L. (1972). Plămânul în șoc: o recenzie. Canadian Anesthetists Society Journal, 19 (3), 309–318.
- Geiger, K., Gallacher, M., & Hedley-Whyte, J. (1975). Distribuția și eliberarea celulară a lecitinei dipalmoiil aerosolizate. Journal of Applied Physiology, 39 (5), 759–766.
- Hamm, H., Kroegel, C., și Hohlfeld, J. (1996). Surfactant: o revizuire a funcțiilor și relevanței sale în afecțiunile respiratorii la adulți. Medicină respiratorie, 90, 251-270.
- Lee, AG (1975). Proprietățile funcționale ale membranelor biologice: o abordare fizico-chimică. Prog. Biofilie. Molec. Biol., 29 (1), 3-56.
- Mason, RJ, Huber, G., & Vaughan, M. (1972). Sinteza Lecitinei Dipalmitoyl de către Macrofage Alveolare. Journal of Clinical Investigation, 51, 68-73.
- Zeisel, S., Da Costa, K., Franklin, PD, Alexander, EA, Sheard, NF, & Beiser, A. (1991). Colina, un nutrient esențial pentru oameni. Jurnalul FASEB, 5, 2093–2098.