Sphingolipidi so med gradniki na območju celična membrana, skupaj z glicerofosfolipidi in holesterol. Kemično izvirajo iz sfingozina, nenasičenega amino alkohol s 18 ogljika atomi. V glavnem živčni sistem in možganov so bogati s sfingolipidi.
Kaj so sfingolipidi?
Vse celične membrane vsebujejo glicerofosfolipide, holesterol in sfingolipidi. Sfingolipidi so sestavljeni iz hrbtenice sfingozina, ki ima maščobno kislino, esterificirano v svojo amino skupino. Sfingozin je amino alkohol vsebuje verigo 18 ogljika atomi. Sphingolipide lahko razdelimo v tri skupine. To so ceramidi, sfingomijelini in glikosfingolipidi. Ceramidi predstavljajo najpreprostejše sfingolipide. Tu se sfingozin zaestri z maščobno kislino. Rezultat tega je oblikovanje dvoživčne amfifilne strukture z dvojnimi lipidnimi plastmi. Amfifilnost ustvarjata oba ogljikovodikova repa, ki sta usmerjena v nasprotno smer. Sfingomijelini se esterificirajo na hidroksilni skupini hrbtenice sfingozina z a fosforna kislina, ki pa se esterificira z ali alkohol ali holin. Končno imajo glikosfingolipidi glikozidno vez z a sladkorja ostanek na hidroksilni skupini hrbtenice sfingozina. Cerebrozidi so monoheksoza, gangliozidi pa imajo oligosaharozo glikozidno vezano.
Funkcija, delovanje in vloge
Sphingolipidi opravljajo različne funkcije. Njihova struktura ima glavno vlogo. Sfingolipidi z najpreprostejšo strukturo, keramidi, so še posebej vključeni v gradnjo poroženele plasti koža. Zaradi svoje amfifilnosti lahko tvorijo dvoslojni lipid, ki ščiti koža iz dehidracija. Poleg te funkcije pa keramide opravljajo tudi številne druge naloge. Sem spadajo prenos signala ali naloge pri nadzoru delitve celic. Sfingomijelini, skupaj z glicerofosfolipidi in holesterol, so odgovorni za fluidnost celičnih membran in transport snovi. Tudi funkcije glikosfingolipidov so raznolike. Glikosfingolipidi vsebujejo glikozidno vezano heksozo ali oligosaharid na hidroksilni skupini hrbtenice sfingozina, kot smo že omenili. Tako imajo hidrofobni ceramidni del in hidrofilni del sladkorja del. To sladkorja del je nameščen na površini celična membrana, kar lahko povzroči celico-celico interakcije skozi oprijem celic. Zato imajo velik pomen za prenos signala živčnih celic. Vendar pa so za celico pomembno odgovorni tudi glikosfingolipidi interakcije drugih celic.
Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti
Biokemijska sinteza sfingolipidov poteka v endoplazemskem retikulumu in Golgijevem aparatu. Od tam se s pomočjo veziklov prepeljejo do membran. V membranah se sfingolipidi nadalje preoblikujejo, tako da lahko tam izpolnjujejo svoje številne funkcije. Vse celične membrane vsebujejo sfingolipide. Vendar pa njihov koncentracija je še posebej visoka v možganov celic in živčnih celic. To še posebej velja za gangliozide. Na primer oni pobotati se šest odstotkov lipidov v sivi snovi možganov. Cerebrozidov, esterificiranih s heksozo, je več v možganih in jetra. V možganih je večinoma glikozidno vezan sladkor galaktoza, medtem ko so cerebrozidi, ki jih najdemo v jetra vsebujejo predvsem glukoze. Najenostavnejši sfingolipidi, keramidi, najdemo zlasti v koža in tam v stratum corneum (poroženela plast). Kot smo že omenili, lahko tam zaradi svoje amfifilne narave tvorijo pregrado, ki kožo ščiti pred njimi vode izguba. Ceramidi se seveda nahajajo tudi v drugih celičnih membranah, saj imajo še več funkcij v smislu prenosa signala in nadzora celic. Sfingomijelin najdemo tudi v vseh celičnih membranah. Vendar je najvišja Gostota je spet v nevronih.
Bolezni in motnje
V povezavi s sfingolipidi se lahko pojavijo tako imenovane bolezni skladiščenja. To so običajno genetske bolezni za katerega je značilen manjkajoč ali neaktiven encim. Posledično razgradnja ustreznih sfingolipidov ni več mogoča. Sfingolipid se kopiči v celici in vodi do njene propada. Številne bolezni skladiščenja se po dolgih letih trpljenja končajo usodno. Tipične bolezni shranjevanja lipidov vključujejo Tay-Sachsov sindrom in Niemann-Pickovo bolezen. Med te bolezni se sfingolipidi tako kopičijo v celicah. Tay-Sachsovo bolezen povzroča avtosomno recesivna mutacija a gen kodira encim β-heksosaminidaza A. Ta encim je odgovoren za razgradnjo gangliozida GM2. Zaradi odpovedi se gangliozid GM2 kopiči zlasti v nevronih. Pacient trpi za motnjami osrednjega živca in motorike ter duševnimi zaostalost. V prvih treh letih življenja ta bolezen povzroči smrt. Niemann-Pickova bolezen se podeduje tudi avtosomno recesivno. Pri tej bolezni se sfingomielini kopičijo v celičnih membranah. Posebej so prizadete endotelijske, mezenhimske in parenhimske celice. Moti se tudi esterifikacija holesterola, tako da se tudi ta odlaga v celicah. Obstajajo različne oblike Niemann-Pickove bolezni. Ti so odvisni od ustrezne aktivnosti sfingomielinaze. Pri klasični obliki bolezni se simptomi začnejo v prvem letu življenja. Smrt se običajno zgodi pred koncem tretjega leta življenja. Če se bolezen začne pozneje, se simptomi razvijajo počasneje. Potem je za bolezen Niemann-Pick značilno naraščanje jetra in Vranica povečanje, konvulzije, motnje gibanja, tresenje mišic in duševno zaostalost. Druga sfingolipidoza je Gaucherjeva bolezen. Gaucherjeva bolezen je Gaucherjeva bolezen. Glukocerebrozidi se nenehno odlagajo v različnih telesnih celicah, kot so jetra, Vranica, kostni mozeg in makrofagi. V večini primerov ta bolezen pri dveh letih povzroči smrt. Vendar pa lahko Gaucherjevo bolezen zdravimo z nadomestitvijo encima glukocerebrosidaze.
