Образование и метаболизм фосфолипидов

Одним из важнейших классов липидов у человека и высших животных являются фосфолипиды (ФЛ). Они гетерогенны, состоят из 4-компонентов: спирта, высшей жирной кислоты, азотистого основания и фосфорной кислоты. По спиртовой группе подразделяются на глицерофосфолипиды и сфинголипиды. Первые подразделяются на фосфатилхолины и фосфатидилэтаноламины. В организме человека 68 % всех ФЛ составляют фосфатилхолины, в их составе находится две жирные кислоты – ненасыщенная и насыщенная.

Биосинтез ФЛ наиболее активен в печени и слизистой оболочке тонкого кишечника, откуда они поступают в русло крови. Всасывание ФЛ из желудочно-кишечного тракта происходит в основном из желчи, а с пищей поступает около 1-2 г в сутки.

ФЛ составляют структуру, определяют функциональные свойства центральной и периферической нервной системы. Они служат своеобразным биоизолятором для нервных структур при воздействии чрезмерных раздражителей. Разрушение липидного слоя аксона делает его невозбудимым.

ФЛ необходимы как обязательный компонент окислительного фосфорилирования в организме, проявления АТФ-азной активности и транспорта электронов.

Фосфатидилхолин обладает положительным инотропным действием на миокард, реализует кардитонический эффект адреналина, обладает холинолитическими свойствами, вызывает ионизацию Са и сокращение миофибрилл.

Фосфатидилхолин, холин и их предшественники (метионин, серин) обладают липотропным эффектом, предохраняя печень от накопления жира.

Из-за наличия в их структуре ненасыщенных жирных кислот они выступают как антиоксиданты или как субстраты свободно-радикального окисления.

Катаболизм ФЛ клеточных мембран осуществляется с помощью фосфолипаз, причиной повышения активности которых может быть повреждение мембран гипоксическими и иммунными факторами. Биологическая роль фосфолипазы А₂ заключается в удалении жирных кислот, подвергшихся перекисному окислению, участии в синтезе простагландина Е₂, повышении проницаемости мембран гранулоцитов при активации фагоцитоза.

Фосфоглицериды – основной класс биологических мембран. Они состоят из молекулы глицерина , две гидроксильные группы которого этерифицированы жирными кислотами, а третья – ос татком фосфорной кислоты. Жирные ацильные цепи отличаются по структуре, особенно в расположении двойных связей, кото- рые определяют свойства белково-липидного бислоя. Д лина ацильной цепи и число двойных связей игра- ют важную роль в изменении текучести мембраны.

Сфинголипиды – производные С18-аминоспир- тов – второй основной тип мембранных липидов. Наиболее распрострапенные сфинголипиды – это церамиды, которые содержат или фосфатидилхо- лин, или фосфатидилэтаноламин. Хотя сфинголипиды лишены глицеринового остова в от- личие от фосфатидилглицерина, общая конформа- ция двух типов липидов почти одинакова. Миелин, липидное вещество, окружающее и изолирующее многие нервные волокна, состоит в основном из сфингомиелина.

Гликосфинголипиды – крупное подсемейство сфинголипидов, которые содержат сахар, при- соединенный в позиции С-10. Простейшие гли- косфинголипиды – это цереброзиды, содержащие единственный простой углевод (галакто- зу или глюкозу). Цереброзиды находятся в мембра- нах центральной нервной системы и участвуют и изоляции нейрона.

Вторая подгруппа семейст- ва – ганглиозиды, к которым относятся более 60 видов молекул. Эти вещества содержат сложные углеводы, которые выполняют несколько функций. Их полисахаридные «головы» выступают над по- верхностью клетки и служат специфическими ре- цепторами для различных молекул. Ганглиозиды – специфические детерминанты межклеточного взаимодействия, игра- ют важную роль в росте и дифференцировке ткани. Нарушение обмена ганглиозидов может приводить к аутосомно-рецессивному заболеванию – ганг- лиозидозу.

Различия между хорошо известными антигенами групп крови А, В и 0 определяются особенностями расположения углеводов в гликолипидах плазматической мембраны клетки. Как было сказано выше, плазматическая мембрана постоянно обновляется; следовательно, клетка должна обладать способно- стыо разрушать сложные гликолипиды. При неко- торых заболеваниях человека ферменты, необходи- мые для разрушения этих гликолипидов, либо от- сутствуют, либо дефектны. При таких состояниях клетка не может расщеплять гликолипиды. Это приводит к их накоплению в клетке, и, в конце кон- цов, к гибели клетки. Заболевания, вызванные не- способностью клетки к расщеплению сложных гли- колипидов, называется мукополисахаридозами, среди которых наиболее значимы синдром Гунтера, синдром Гурлера, синдром Санфилиппо (табл.19).

Фосфоинозитиды – важный класс мембранных липидов. Липиды этого семейства н епосредственно участвуют в передаче некоторых сигналов в клетку. Инозитолсодержащие фосфолипиды – обязатель- ные компоненты всех эукариотических клеток, составляют 2-8% от общего содержания всех ли- пидов. Существует три основных вида инозитолсо- держащих фосфолипидов:

• фосфоинозитолфосфат (РI);

• фосфоинозитол-4-фосфат (РIР);

• фосфоинозитол-4,5-фосфат (РIР₂).

Фосфоинозитолфосфат составляет примерно 80 % всех фосфоинозитидов, находящихся в мем- бране. Инозитолы синтезируются в эндоплазмати- ческом ретикулуме . В образовании различных фосфорилиро- ванных форм инозитола участвуют различные фосфокиназы. При поступлении сигнала активируется семейство мембран-ассоциированных белков специфические липазы, которые отщепляют инозитольную группу от липида.

Этот процесс расщепления приводит к образован ию двух высокоактивных молекул: фосфорилированного инозитола, участвующего в открытии кальциевых каналов, и диацилглицерина – одного из источников образования арахидоновой кислоты и эйкозаноидов в клетке.

Табл.19. Заболевания, связанные с нарушением

метаболизма сфинголипидов^*

Заболевание	дефицит фермента	накапливающееся вещество	симптомы
болезнь Тея-Сакса	гексозаминидаза А	Gм2 –ганглиозид	умственная отсталость, слепота, ранняя смертность
болезнь Гоше	глюкоцереброзидаза	глюкоцереброзид	гепатоспленомегалия, умственная отсталость в форме инфантилизма, дегенерация длинных костей
болезнь Фабри	Α-галактозидаза	глоботриаозилцерамид или церамидтригексозид	почечная недостаточность, кожная сыпь
болезнь Ниманна-Пика	сфингомиелиназа	сфингомиелин	умственная отсталость, гепатоспленомегалия
болезнь Крабе; (глобоидно-клеточная лейкодистрофия)	галакто-цереброизидаза	галактоцереброзид	умственная отсталость, дефицит миелина
болезнь Сандхоффа- Ятцкевича	гексоаминидаза А и В	глобозид или Gм2 -ганглиозид	симптомы сходные с болезнью Тея-Сакса, но прогрессируют быстрее
Gм1-ганглиозидоз	Gм1-ганглиозид; Β-галактозидаза	Gм1-ганглиозид	умственная отсталость, нарушение скелета, гепатомегалия
сульфатидный липидоз; метахроматическая лейкодистрофия	арилсульфатаза А	сульфатид	умственная отсталость, метахромазия нервов
фукозидоз	α-L- фукозидаза	пентагексозилфукогликолипид	дегенерация головного мозга, утолщение кожи, мышечная спастичность
липогранулематоз Фарбера	кислая церамидаза	церамид	гепатоспленомегалия, болезненное распухание суставов

* - материал для ознакомления.

«Толстеют из-за вкусной еды. Поэтому вся здоровая еда – невкусная»