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 и проявления АТФ-азной активности и транспорта электронов.

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

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

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 простогландина Е₂, повышении проницаемости мембран гранулоцитов при активации фагоцитоза.

Фосфоглицериды — основной класс биологических мембран. Как указывает, фосфоглицериды состоят из молекулы , две гидроксильные группы которого фицированы жирными кислотами, а третья— татком фосфорной кислоты, этерифицировн спиртом. Большая часть полярных липидов и сходное строение с небольшими отклонениями.

Жирные ацильные цепи отличаются по структуре, особенно в расположении двойных связей, кото- рые определяют свойства белково-липидного бислоя. Д длина 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 фосфатидилэтаполамин. Хотя сфинголипиды лишены глицеринового остова в от- личие от фосфатидилглицерина, общая копформа- ция двух типов липидов почти одинакова. Миелин, липидное вещество, окружающее и изолирующее многие нервные волокна, состоит в осповном из сфингомиелина.

Гликосфинголипиды — крупное подсемейство сфинголипидов, которые содержат сахар, при- соединенные в позиции С-10. Простейшие гли- косфинголипиды — это цереброзиды, содержащие единственный простой углевод, например, галакто- зу или глюкозу. Цереброзиды находятся в мембра- нах центральной нервной системы и участвуют и изоляции нейрона. Вторая подгруппа семейст- ва — ганглиозиды, к которым отпосятся 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, так как они 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 О 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 Гуптера, синдром Гурлера, синдром Сапфилиппо (табл. ).

Фосфоинозитиды — еще один важный класс мембранных липидов. Липиды этого семейства н пепосредственно участвуют в передаче некоторых сигналов в клетку (это обсуждается в главе 9). Инозитолсодержащие фосфолипиды — обязатель- ные компоненты всех эукариотических клеток, они составляют 2 — 8% от общего содержания всех ли- пидов. Существует три основных вида ипозитолсо- держащих фосфолипидов:

5. Фосфоинозитолфосфат (Р1)

6. Фосфоинозитол-4-фосфат (Р1Р)

7. Фосфоинозитол-4,5-фосфат (Р1Р2)

Фосфоинозитол-фосфат составляет примерно 80% всех фосфоинозитидов, находящихся в мем- бране. Инозитолы синтезируются в эндоплазмати- ческом ретикулуме путем серии ферментативных реакций. В образовании различных фосфорилиро- ванных форм ипозитола участвуют различные фосфокиназы. Фосфат присоединяется к гидроксильной группе ипозитольного. При поступлении сигнала активируется семейство мембран-ассоциированных белков специфические липазы, которые отщепляют ипозитольную группу от липида.

Этот процесс расщепления приводит к образован ию двух высокоактивных молекул:

1. Фосфорилированного ипозитола, этой стадии имеет три фосфатных присоединенных в положениях 1, 4, 5. Эти небольшие гидрофи молекулы связываются с внутренним центрами, которые открывают кальцыевые каналы и пропускают ионы кальция в золь.

2. Диацилглицерин (1:)Аб), липидпый Р1, также является высокоактивным веществом , но он остается в липидном По-видимому, РАб перемещается в плос. мембраны в положение рядом с киназой, прежде находилась вблизи внутренней части липида (в ответ на повышенную центрацию ионов кальция внутри клетки.

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.

Последствия дефицита ПНЖК

• Атеросклероз

• Желчно-каменная болезнь

• Нарушение образования простагландинов

• Изъязвления ЖКТ

• Нарушение сперматогенеза