SPHINGOSINE: SINTEZĂ, STRUCTURĂ, FUNCȚII ȘI BOLI - BIOLOGIE - 2025

Sfingosină este un aminoalcool complex de mare importanță, deoarece este un precursor al sfingolipidelor în general. Cele mai relevante fosfolipide sau sfingolipide complexe sunt sfingomielina și glicosfingolipidele. Acestea îndeplinesc funcții specifice în conservarea structurii membranelor celulelor nervoase, permițându-le să-și îndeplinească funcțiile.

Toate sfingolipidele au în comun faptul că sunt formate cu aceeași substanță de bază, ceramida, care este formată din sfingosină plus Acetil CoA, de aceea se mai numește N-acilfingosină.

Structura chimică a sfingosinei

Printre fosfolipidele complexe, sfingomielina este una dintre cele mai importante și abundente la nivelul creierului și țesutului nervos. Se găsește în principal ca o componentă a tecii de mielină care acoperă nervii.

În timp ce glicosfingolipidele sunt sfingolipide care conțin glucoză. Printre cele mai proeminente se numără cerebrosidele (galactocerebroside și glucocerebroside) și gangliosidele. Acestea din urmă sunt implicate în transmiterea impulsurilor nervoase, deoarece alcătuiesc terminațiile nervoase.

Se mai găsesc și altele, cum ar fi globozidele și sulfații, care fac parte din membranele plasmatice ale întregului organism, fiind importante ca receptori ai membranei.

Sinteză

Sfinozina amino alcoolică este sintetizată în reticulul endoplasmatic. Procesul de sinteză are loc după cum urmează:

Aminoacidul serin, odată activat prin legarea la fosfat piridoxal în prezența ionilor de mangan, se leagă de palmitoi-CoA pentru a forma 3-ketosfinganina. Această reacție eliberează CO ₂ .

Sfingozina se formează după două etape de reducere. Prima implică enzima 3-ketfosfinanină reductază. Această reacție folosește NADPH ca donator de H ⁺ , formând dihidrosfingozina.

În a doua etapă, enzima spinganină reductază acționează, cu participarea unei flavoproteine, unde se obține sfingosina.

Pe de altă parte, sfingosina poate fi sintetizată prin catabolismul sfingolipid. De exemplu, atunci când sfingomielina este hidrolizată, se generează acid gras, acid fosforic, colină și sfingosină.

Structura

Denumirea chimică a amino alcoolului sfingosinei este 2-amino-4-octadecen-1,3-diol. Structura chimică poate fi descrisă ca un lanț de hidrocarburi compus dintr-un total de 18 atomi de carbon, cu o grupare amino și alcool.

Caracteristici

sfingozină

În condiții normale, sfingosina produsă de catabolismul sfingolipidelor este reutilizată pentru reînnoirea și formarea de noi sfingolipide.

Sphingosina este implicată în procesele de reglare metabolică celulară legate de căile de semnalizare a lipidelor, ca mediator extracelular, care acționează asupra proteinei kinazei C, care controlează enzimele implicate în procesul de creștere și moarte celulară.

De asemenea, acționează ca un al doilea mesager intracelular. Această substanță este capabilă să oprească ciclul celular, inducând celula la moartea sau apoptoza programată a celulelor.

Datorită acestei funcții, a generat interes pentru cercetători ca terapie împotriva cancerului, împreună cu factorul de necroză tumorală α.

O creștere a degradării sfingomielinelor determină o acumulare de sfinganină și sfinozină (baze de sferoid). Aceste substanțe în concentrații mari inhibă buna funcționare a membranelor celulare.

Această acumulare de sfingosină poate apărea în cazuri de otrăvire datorită consumului de boabe contaminate cu fumonisine, un tip de micotoxine produse de ciuperci din genul Fusarium în timpul depozitării.

Fumonisina inhibă enzima ceramidă sintaza, ceea ce are drept consecință că ceramida (N-acil sfingosină) nu poate fi formată.

La rândul său, nu permite sinteza sfingomielinei, prin urmare, sfingosina împreună cu sfinganina sunt prea concentrate, generând efecte adverse.

Derivat de sfinzină (sfingosină 1-fosfat)

Din fosforilarea sfingosinei de două enzime (sfingosin kinază 1 și sfinozin kinază 2), se formează derivatul său numit sfingosină 1-fosfat.

Sphingosina 1-fosfat are efectul opus precursorului său. Stimulează creșterea celulară (mitogenă), prevenind chiar acțiunea apoptotică a unor medicamente utilizate în terapeutică împotriva cancerului, adică acțiunea sa este antiapoptotică.

Această substanță a fost găsită în concentrații mari în diferite procese maligne și țesuturi tumorale. În plus, există o expresie exagerată a receptorilor acestei substanțe lipide.

Pe de altă parte, sfingosina 1-fosfat împreună cu ceramida 1-fosfat acționează în reglarea celulelor imune, legându-se de receptorii specifici prezenți în respectivele celule.

Limfocitele prezintă în special acest tip de receptori, fiind atrași de prezența 1-fosfat sferozinei. În așa fel încât limfocitele părăsesc ganglionii limfatici, acestea trec la limfă și mai târziu la circulație.

Apoi sunt concentrate în locul în care se sintetizează sfingolipida și astfel participă la procesele inflamatorii.

Odată ce limfocitele se leagă de substanță prin receptorul său și induc un răspuns celular, interiorizează receptorii, fie pentru reciclarea lor, fie pentru distrugerea lor.

Această acțiune a fost observată de cercetători, care au dezvoltat substanțe similare cu sfingosina 1-fosfat pentru a ocupa receptori specifici, pentru a stimula interiorizarea și distrugerea receptorului, fără a provoca activarea celulară și, prin urmare, a reduce răspunsul imun.

Acest tip de substanță este util în special ca terapie imunosupresivă în bolile autoimune, cum ar fi scleroza multiplă.

Boli cauzate de deficitul de sfingosină

Lipogranulomatoza Farber sau boala lui Farber

Aceasta este o boală ereditară autosomală recesivă rară, foarte rară, cu doar 80 de cazuri raportate la nivel mondial.

Cauza bolii este o mutație a genei ASAH1 care codifică acidul enzimatic lizozomic ceramidaza. Această enzimă are funcția de a hidroliza ceramida și de a o transforma în sfingosină și acizi grași.

Lipsa enzimei provoacă o acumulare de ceramidă, o deficiență care se manifestă în primele luni de viață (3 - 6 luni). Boala nu se manifestă în același mod la toți indivizii afectați, fiind observate cazuri ușoare, moderate și severe.

Cazurile ușoare au o speranță de viață mai lungă și pot atinge adolescența și chiar vârsta adultă, dar forma severă este întotdeauna fatală la începutul vieții.

Printre cele mai frecvente manifestări clinice ale bolii se numără: răgușeală severă datorată implicării în laringe care poate duce la afonie din cauza inflamației corzilor vocale, dermatite, deformări ale scheletului, durere, inflamație, paralizie, deteriorare neurologică sau retard mental.

În cazuri severe, se poate prezenta cu hidrops fetalis, hepatosplenomegalie, letargie și infiltrații granulomatoase în plămâni și organe ale sistemului reticuloendotelial, cum ar fi splina și ficatul, cu o speranță de viață foarte scurtă.

Pentru cazurile cu o speranță de viață mai lungă nu există un tratament specific, sunt tratate doar simptomele.

Referințe

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Consumul de fumonisine și deteriorarea sănătății umane. Sănătate publică Mex. 2010; 52 (5): 461-467. Disponibil pe: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Rolul sfingosinei și ceramide kinazelor în răspunsurile inflamatorii. Immunol Lett. 2005; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE și colab. Singingipipide și cancer: ceramidă și sfingosină-1-fosfat în reglarea morții celulare și a rezistenței la medicamente. Oncol viitor. 2010; 6 (10): 1603-24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sifingosina 1-fosfat și receptorul său S1P1: regulatori ai răspunsului imun. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Disponibil în Scielo. Org
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Biochimia lui Harper. 12 - ^lea ediție, Editorial Modern manual. DF Mexic.