DIPALMITOYLPHOSPHATIDYLCHOLINE: CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Các dipalmitoylphosphatidylcholine, tốt hơn được biết đến trong các tài liệu như lecithin dipalmitoyl hoặc DPL là một lipid hợp chất trong tự nhiên thuộc nhóm các phospholipid, đặc biệt là gia đình của glycerophospholipids và tất cả các phosphatidylcholine.

Cho biết lipid là chất hoạt động bề mặt chính của chất hoạt động bề mặt phổi và trong cơ quan này, nó được sản xuất chủ yếu bởi các đại thực bào phế nang từ con đường cytidine diphosphate hoặc CDP-choline.

Cấu trúc của Dipalmitoylphosphatidylcholine (Nguồn: Fvasconcellos qua Wikimedia Commons)

Chất hoạt động bề mặt phổi là một hỗn hợp phức tạp của lipid và protein được tìm thấy trong khoảng 10 đến 15 miligam trên kg trọng lượng cơ thể ở động vật trưởng thành và nồng độ của nó trong phổi tương đương với khoảng 120 miligam trên mililit.

Lipid, bao gồm dipalmitoylphosphatidylcholine, các phospholipid khác và cholesterol, chiếm hơn 85% trọng lượng của chất hoạt động bề mặt phổi. Phospholipid quan trọng này (DPL) chịu trách nhiệm cho việc giảm sức căng bề mặt của phế nang trong quá trình thở ra.

Quá trình sinh tổng hợp của nó có thể xảy ra de novo thông qua con đường CDP-phosphocholine, hoặc bằng cách methyl hóa tuần tự phosphatidylethanolamine (xúc tác bởi phosphatidylethanolamine N-methyltransferase); hoặc nó có thể được tổng hợp bằng cách trao đổi bazơ của các phospholipid khác như phosphatidylserine, phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine hoặc các chất khác.

Kết cấu

Cấu trúc của dipalmitoylphosphatidylcholine, như tên gọi của nó, bao gồm một xương sống bao gồm một phân tử glycerol mà hai phân tử axit palmitic được este hóa ở các nguyên tử cacbon ở vị trí 1 và 2, và một phần choline liên kết với phốt phát của cacbon ở vị trí C3 của cùng một khung xương.

Cấu trúc này, giống như cấu trúc của tất cả các lipid, được đặc trưng bởi bản chất lưỡng tính của nó, liên quan đến sự hiện diện của một phần phân cực ưa nước, được đại diện bởi choline gắn với nhóm photphat, và một phần ap cực kỵ nước, được đại diện bởi hai các chuỗi béo este hóa.

Axit hexadecanoic, axit palmitic hoặc palmitate, là một axit béo no chuỗi dài (16 nguyên tử cacbon) (chỉ liên kết đơn cacbon-cacbon), và là một trong những axit béo phổ biến nhất trong tự nhiên (động vật, vi sinh vật và đặc biệt là ở thực vật).

Vì chuỗi axit palmitic đã bão hòa, nên dipalmitoylphosphatidylcholine hoặc dipalmitoyl lecithin cũng là một phần của lecithin "không bão hòa" có thể được tìm thấy trong màng tế bào.

Choline, một nguyên tố thiết yếu trong chế độ ăn của nhiều loài động vật, là một loại muối amoni bậc bốn hòa tan trong nước và mang điện tích dương thuần; nghĩa là, nó là một phân tử cation, trong đó phosphatidylcholine là lipid phân cực.

Đặc trưng

Cấu trúc

Giống như phần còn lại của phosphatidylcholine, dipalmitoylphosphatidylcholine là một trong những thành phần chính và phong phú nhất của lớp kép lipid tạo nên màng sinh học của mọi sinh vật.

Cấu tạo của nó cho phép nó dễ dàng hình thành các lớp kép, nơi các đuôi kỵ nước “ẩn náu” khỏi môi trường ưa nước về phía trung tâm và các đầu phân cực tiếp xúc trực tiếp với nước.

Nói chung, đối với tất cả các phosphatidylcholine, có thể tạo thành pha "phiến" trong hệ phân tán trong nước. Chúng được gọi là liposome, là các lớp lipid đồng tâm (hình cầu) với nước bị giữ lại giữa các lớp kép.

Trong màng giàu cholesterol, lipid này liên kết với tỷ lệ bảy phân tử dipalmitoyl lecithin cho mỗi phân tử cholesterol và chức năng của nó là tránh tiếp xúc giữa hai phân tử cholesterol và ổn định chúng trong cấu trúc màng.

Tính thấm của màng giàu dipalmitoylphosphatidylcholine tăng theo nhiệt độ, điều này có thể là một lợi thế trao đổi chất cho nhiều tế bào.

Là một chất hoạt động bề mặt phổi

Như đã đề cập trước đây, dipalmitoylphosphatidylcholine cần thiết cho việc giảm sức căng bề mặt trong phế nang phổi khi thở ra.

Phần ưa nước của nó (choline) được liên kết với pha lỏng của phế nang, trong khi các chuỗi kỵ nước của axit palmitic tiếp xúc với pha không khí.

“Chất” này được sản xuất và tiết ra bởi các tế bào phế nang loại II trong phổi (tế bào phế nang loại II) và bởi các đại thực bào phế nang, và các thành phần của nó được tổng hợp và lắp ráp trong lưới nội chất. Sau đó, chúng được chuyển đến phức hợp Golgi và sau đó hình thành các thể "phiến" trong bào tương.

Chức năng chính của chất hoạt động bề mặt phổi, và do đó của dipalmitoylphosphatidylcholine cùng với các lipid và protein liên quan khác, là chống lại sự giãn nở của phế nang trong quá trình thúc đẩy và hỗ trợ sự co lại của nó trong quá trình thở ra.

Nó cũng góp phần vào việc duy trì sự ổn định của phế nang, cũng như cân bằng chất lỏng và điều hòa lưu lượng mao mạch đến phổi.

Hiện tại, người ta vẫn chưa biết chính xác liệu việc sản xuất dipalmitoyl lecithin của các đại thực bào phế nang có liên quan đến sự kết hợp lipid này vào chất hoạt động bề mặt phổi hay với hoạt động thực bào của nó hay không, mặc dù có nhiều nghiên cứu về vấn đề này.

Như một loại thuốc

Một số hội chứng căng thẳng hô hấp ở trẻ sơ sinh và người lớn được đặc trưng bởi sự giảm dipalmitoylphosphatidylcholine tại bề mặt phân cách mô-khí. Vì lý do này, có một số báo cáo nghiên cứu liên quan đến việc tạo khí dung với lipid này để khôi phục mối quan hệ giữa áp suất và thể tích trong phổi.

Trong quá trình trao đổi chất

Các sản phẩm phân hủy của dipalmitoylphosphatidylcholine là các yếu tố cần thiết cho nhiều quá trình trao đổi chất:

- Hai chuỗi axit palmitic có thể được sử dụng trong quá trình oxy hóa β của axit béo để thu được một lượng lớn năng lượng hoặc để tổng hợp lipid mới.

- Cặn choline của nhóm “đầu” phân cực của phospholipid này là tiền chất quan trọng cho quá trình sinh tổng hợp các phospholipid khác, là thành phần thiết yếu để hình thành màng sinh học.

- Choline cũng là tiền chất của chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine và là nguồn quan trọng của các nhóm methyl không bền.

- Glycerol 3-phosphate, được tạo ra từ quá trình thủy phân các liên kết este và phosphodiester giữa chuỗi axit béo và dư lượng choline, có thể đóng vai trò như một phân tử tiền chất cho các lipid khác có chức năng quan trọng trong các sự kiện truyền tín hiệu nội bào. .

Người giới thiệu

1. Dowd, J., & Jenkins, L. (1972). Phổi bị sốc: đánh giá. Tạp chí Hiệp hội Gây mê Canada, 19 (3), 309–318.
2. Geiger, K., Gallacher, M., & Hedley-Whyte, J. (1975). Phân bố và thanh thải dipalmitoyl lecithin dạng khí dung trong tế bào. Tạp chí Sinh lý học Ứng dụng, 39 (5), 759–766.
3. Hamm, H., Kroegel, C., & Hohlfeld, J. (1996). Chất hoạt động bề mặt: xem xét các chức năng và mức độ liên quan của nó trong các rối loạn hô hấp ở người lớn. Thuốc hô hấp, 90, 251–270.
4. Lee, AG (1975). Tính chất chức năng của màng sinh học: Phương pháp tiếp cận hóa lý. Prog. Biophy. Nốt ruồi. Biol., 29 (1), 3-56.
5. Mason, RJ, Huber, G., & Vaughan, M. (1972). Tổng hợp Dipalmitoyl Lecithin bởi Đại thực bào phế nang. Tạp chí Điều tra Lâm sàng, 51, 68–73.
6. Zeisel, S., Da Costa, K., Franklin, PD, Alexander, EA, Sheard, NF, & Beiser, A. (1991). Choline, một chất dinh dưỡng cần thiết cho con người. Tạp chí FASEB, 5, 2093–2098.