Sfingolipider er blant byggesteinene i cellemembran, sammen med glyserofosfolipider og kolesterol. Kjemisk er de avledet fra sfingosin, en umettet amino alkohol med 18 karbon atomer. Hovedsakelig nervesystemet og hjerne er rike på sfingolipider.
Hva er sfingolipider?
Alle cellemembraner inneholder glyserofosfolipider, kolesterol og sfingolipider. Sfingolipider består av ryggraden sfingosin, som har en fettsyre forestret til sin aminogruppe. Sfingosin er en amino alkohol inneholder en kjede på 18 karbon atomer. Sfingolipider kan deles inn i tre grupper. Dette er ceramider, sfingomyeliner og glykosfingolipider. Ceramides representerer de enkleste sfingolipider. Her er sfingosin forestret med en fettsyre. Dette resulterer i dannelsen av en amfifil dobbel struktur med doble lipidlag. Amfifilisiteten er produsert av de to hydrokarbonhalene, som hver peker i motsatt retning. Sfingomyeliner forestres ved hydroksylgruppen i sfingosin-ryggraden med en fosforsyre, som igjen er forestret med enten en alkohol eller kolin. Til slutt har glykosfingolipider en glykosidbinding med a sukker rester ved hydroksylgruppen i sfingosin-ryggraden. Cerebrosider er en monoheksose, mens gangliosider har en oligosakkarose glykosidisk bundet.
Funksjon, handling og roller
Sfingolipider utfører forskjellige funksjoner. Deres struktur spiller en viktig rolle. Sfingolipider med den enkleste strukturen, ceramider, er spesielt involvert i å bygge opp det kåte laget av hud. På grunn av deres amfifilisitet, kan de danne et lipid dobbeltlag som beskytter hud fra dehydrering. I tillegg til denne funksjonen utfører imidlertid ceramider også mange andre oppgaver. Disse inkluderer signaltransduksjon eller oppgaver i kontrollen av celledeling. Sfingomyeliner, sammen med glyserofosfolipider og kolesterol, er ansvarlige for fluiditeten i cellemembraner og transport av stoffer. Funksjonene til glykosfingolipider er også forskjellige. Glykosfingolipidene inneholder en glykosidisk bundet heksose eller oligosakkarid ved hydroksylgruppen i sfingosin-ryggraden, som nevnt tidligere. Dermed har de en hydrofob ceramiddel og en hydrofil sukker del. Dette sukker delen er plassert på overflaten av cellemembran, som kan resultere i celle-celle interaksjoner gjennom celleheft. Derfor har de stor betydning for signaltransduksjon av nerveceller. Imidlertid er glykosfingolipider også betydelig ansvarlige for cellen interaksjoner av de andre cellene.
Dannelse, forekomst, egenskaper og optimale verdier
Den biokjemiske syntesen av sfingolipider finner sted i det endoplasmatiske retikulumet og Golgi-apparatet. Derfra blir de transportert til membraner ved hjelp av vesikler. I membranene transformeres sfingolipidene ytterligere slik at de kan utføre sine mange funksjoner der. Alle cellemembraner inneholder sfingolipider. Imidlertid deres konsentrasjon er spesielt høy i hjerne celler og nerveceller. Dette gjelder spesielt for gangliosider. For eksempel de sminke seks prosent av lipider i den grå saken av hjerne. Cerebrosider forestret med en heksose er mer rikelig i hjernen og leveren. I hjernen er det glykosidisk bundne sukkeret stort sett galaktose, mens cerebrosidene som finnes i leveren inneholder hovedsakelig glukose. De enkleste sfingolipider, ceramider, finnes spesielt i hud og der i stratum corneum (kåt lag). Som allerede nevnt, på grunn av sin amfifile natur kan de danne en barriere der som beskytter huden mot Vann tap. Selvfølgelig finnes ceramider også i de andre cellemembranene, ettersom de har enda flere funksjoner å utføre når det gjelder signaltransduksjon og cellekontroll. Sfingomyelin finnes også i alle cellemembraner. Imidlertid er det høyest tetthet er igjen i nevroner.
Sykdommer og lidelser
I forbindelse med sfingolipider kan såkalte lagringssykdommer forekomme. Disse er vanligvis genetiske sykdommer preget av et manglende eller inaktivt enzym. Som et resultat er nedbrytning av de tilsvarende sfingolipider ikke lenger mulig. Sfingolipiden akkumuleres i cellen og fører til dens død. Mange lagringssykdommer ender dødelig etter mange år med lidelse. Typiske lipidlagringssykdommer inkluderer Tay-Sachs syndrom og Niemann-Pick sykdom. I løpet av disse sykdommene akkumuleres således sfingolipider i cellene. Tay-Sachs sykdom er forårsaket av en autosomal recessiv mutasjon av en gen som koder for enzymet β-heksosaminidase A. Dette enzymet er ansvarlig for nedbrytningen av gangliosidet GM2. På grunn av svikt akkumuleres gangliosid GM2 spesielt i nevroner. Pasienten lider av sentralnervesystemet og motoriske lidelser så vel som psykiske retardasjon. I løpet av de første tre årene av livet fører denne sykdommen til døden. Niemann-Pick sykdom arves også på en autosomal recessiv måte. I denne sykdommen akkumuleres sfingomyeliner i cellemembraner. Endotelceller, mesenkymale og parenkymale celler er spesielt berørt. Forestringen av kolesterol forstyrres også, slik at dette også avsettes i cellene. Det er forskjellige former for Niemann-Pick sykdom. Disse avhenger av den respektive aktiviteten til sfingomyelinasen. I den klassiske sykdomsformen begynner symptomene i løpet av det første leveåret. Døden skjer vanligvis før utgangen av det tredje leveåret. Hvis sykdommen starter senere, utvikler symptomene seg saktere. Da er Niemann-Pick sykdom preget av økning leveren og milt utvidelse, kramper, bevegelsesforstyrrelser, muskelskjelv og mental retardasjon. En annen sfingolipidose er Gauchers sykdom. Gauchers sykdom er Gauchers sykdom. Glukocerebrosider avsettes konstant i forskjellige kroppsceller som lever, milt, beinmarg og makrofager. I de fleste tilfeller fører denne sykdommen til døden i en alder av to år. Imidlertid kan Gauchers sykdom behandles som erstatning av enzymet glukocerebrosidase.
