SPHINGOSINE: TỔNG HỢP, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG VÀ BỆNH - SINH HỌC - 2025

Các sphingosine là một aminoalcohol phức tạp vô cùng quan trọng, bởi vì nó là một thành phần tiền thân của sphingolipids nói chung. Các phospholipid hoặc sphingolipid phức tạp có liên quan nhất là sphingomyelin và glycosphingolipid. Chúng thực hiện các chức năng cụ thể trong việc bảo tồn cấu trúc của màng tế bào thần kinh, cho phép chúng thực hiện các chức năng của mình.

Tất cả các sphingolipid đều có điểm chung là chúng được tạo thành với cùng một chất cơ bản, ceramide, được tạo thành từ sphingosine cộng với Acetyl CoA, do đó nó còn được gọi là N-acylphingosine.

Cấu trúc hóa học của sphingosine

Trong số các phospholipid phức tạp, sphingomyelin là một trong những chất quan trọng nhất và có nhiều trong não và mô thần kinh. Nó chủ yếu được tìm thấy như một thành phần của lớp vỏ myelin bao bọc các dây thần kinh.

Trong khi glycosphingolipid là sphingolipid chứa glucose. Trong số đó nổi bật nhất là các chất béo não (galactocerebroside và glucocerebroside) và gangliosides. Loại thứ hai tham gia vào việc truyền các xung thần kinh, vì chúng tạo nên các đầu dây thần kinh.

Những chất khác cũng được tìm thấy, chẳng hạn như các globosit và sulphat, là một phần của màng sinh chất của toàn bộ sinh vật, quan trọng như các thụ thể màng.

Tổng hợp

Sphingosine rượu amin được tổng hợp trong lưới nội chất. Quá trình tổng hợp xảy ra như sau:

Axit amin serine, một khi được kích hoạt bằng cách liên kết với pyridoxal phosphate với sự hiện diện của các ion mangan, liên kết với palmitoyl-CoA để tạo thành 3-ketosphinganine. Phản ứng này giải phóng CO ₂ .

Sphingosine được hình thành sau hai giai đoạn khử. Đầu tiên liên quan đến enzyme 3-ketosphinganine reductase. Phản ứng này sử dụng NADPH làm chất cho H ⁺ , tạo thành dihydrosphingosine.

Trong giai đoạn thứ hai, enzyme sphinganine reductase hoạt động, với sự tham gia của flavoprotein, nơi thu được sphingosine.

Mặt khác, sphingosine có thể được tổng hợp bằng cách dị hóa sphingolipid. Ví dụ, khi sphingomyelin bị thủy phân, axit béo, axit photphoric, choline và sphingosine được tạo ra.

Kết cấu

Tên hóa học của rượu amino sphingosine là 2-amino-4-octadecene-1,3-diol. Cấu trúc hóa học có thể được mô tả như một chuỗi hydrocacbon bao gồm tổng số 18 nguyên tử cacbon, với một nhóm amin và rượu.

Đặc trưng

Sphingosine

Trong điều kiện bình thường, sphingosine được tạo ra từ quá trình dị hóa của sphingolipid được tái sử dụng để tái tạo và hình thành sphingolipid mới.

Sphingosine tham gia vào các quá trình điều hòa chuyển hóa tế bào liên quan đến các con đường tín hiệu lipid, như một chất trung gian ngoại bào, hoạt động trên protein kinase C, kiểm soát các enzym liên quan trong quá trình tăng trưởng và chết của tế bào.

Nó cũng hoạt động như một sứ giả thứ hai nội bào. Chất này có khả năng dừng chu kỳ tế bào, khiến tế bào chết theo chương trình hoặc chết theo chương trình.

Do chức năng này, nó đã thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu như một liệu pháp chống lại bệnh ung thư, cùng với yếu tố hoại tử khối u α.

Sự gia tăng sự phân hủy của sphingomyelin gây ra sự tích tụ của sphinganine và sphingosine (các gốc sphingoid). Những chất này ở nồng độ cao sẽ ức chế hoạt động thích hợp của màng tế bào.

Sự tích tụ sphingosine này có thể xảy ra trong các trường hợp ngộ độc do tiêu thụ ngũ cốc bị nhiễm fumonisins, một loại độc tố nấm do nấm thuộc giống Fusarium sinh ra trong quá trình bảo quản.

Fumonisin ức chế enzym ceramide synthetase, dẫn đến hậu quả là không thể hình thành ceramide (N-acyl sphingosine).

Đổi lại, nó không cho phép tổng hợp sphingomyelin, do đó sphingosine cùng với sphinganine quá đậm đặc, tạo ra tác dụng phụ.

Dẫn xuất sphingosine (sphingosine 1-phosphate)

Từ sự phosphoryl hóa sphingosine bởi hai enzyme (sphingosine kinase 1 và sphingosine kinase 2), dẫn xuất của nó được gọi là sphingosine 1-phosphate được hình thành.

Sphingosine 1-phosphate có tác dụng ngược lại với tiền chất của nó. Nó kích thích sự phát triển của tế bào (phân bào), thậm chí ngăn chặn hoạt động apoptotic của một số loại thuốc được sử dụng trong điều trị chống lại bệnh ung thư, tức là, hoạt động của nó là chống nhiễm trùng.

Chất này đã được tìm thấy ở nồng độ cao trong các quá trình ác tính khác nhau và các mô khối u. Ngoài ra, có một biểu hiện phóng đại của các thụ thể của chất lipid này.

Mặt khác, sphingosine 1-phosphate cùng với ceramide 1-phosphate hoạt động trong việc điều hòa các tế bào miễn dịch, liên kết với các thụ thể cụ thể có trong các tế bào nói trên.

Đặc biệt, các tế bào bạch huyết thể hiện loại thụ thể này, bị thu hút bởi sự hiện diện của sphingosine 1-phosphate. Theo cách mà các tế bào bạch huyết rời khỏi các hạch bạch huyết, chúng sẽ di chuyển đến các tế bào bạch huyết và sau đó đến hệ tuần hoàn.

Sau đó, chúng tập trung ở nơi mà sphingolipid đang được tổng hợp và đây là cách chúng tham gia vào quá trình viêm.

Một khi các tế bào lympho liên kết với chất này thông qua thụ thể của nó và tạo ra phản ứng tế bào, chúng sẽ xâm nhập vào bên trong các thụ thể, để tái chế hoặc phá hủy chúng.

Hành động này đã được quan sát bởi các nhà nghiên cứu, những người đã phát triển các chất tương tự như sphingosine 1-phosphate để chiếm các thụ thể cụ thể, nhằm kích thích nội tại và phá hủy thụ thể, mà không gây ra hoạt hóa tế bào và do đó làm giảm phản ứng miễn dịch.

Loại chất này đặc biệt hữu ích như một liệu pháp ức chế miễn dịch trong các bệnh tự miễn dịch như bệnh đa xơ cứng.

Các bệnh do thiếu sphingosine

Farber's lipogranulomatosis hoặc bệnh Farber

Đây là một bệnh di truyền lặn trên autosomal rất hiếm gặp, chỉ có 80 trường hợp được báo cáo trên toàn thế giới.

Nguyên nhân của căn bệnh này là do đột biến gen ASAH1 mã hóa enzym ceramidase của lysosome. Enzyme này có chức năng thủy phân ceramide và chuyển hóa thành sphingosine và các axit béo.

Sự thiếu hụt enzym gây ra sự tích tụ ceramide, sự thiếu hụt biểu hiện trong những tháng đầu đời (3 - 6 tháng). Căn bệnh này không biểu hiện giống nhau ở tất cả những người bị ảnh hưởng, với các trường hợp nhẹ, trung bình và nặng được quan sát thấy.

Các trường hợp nhẹ có tuổi thọ cao hơn, có thể đến tuổi thiếu niên, thậm chí trưởng thành, nhưng thể nặng luôn gây tử vong khi bắt đầu cuộc đời.

Trong số các biểu hiện lâm sàng thường gặp nhất của bệnh là: khàn tiếng trầm trọng do liên quan đến thanh quản, có thể dẫn đến mất tiếng do viêm dây thanh, viêm da, biến dạng xương, đau, viêm, liệt, suy giảm thần kinh hoặc chậm phát triển trí tuệ.

Trong một số trường hợp nghiêm trọng, nó có thể biểu hiện với thai ứ nước, gan lách to, hôn mê và thâm nhiễm u hạt trong phổi và các cơ quan của hệ thống lưới nội mô như lá lách và gan, với tuổi thọ rất ngắn.

Đối với những trường hợp có tuổi thọ cao hơn thì không có thuốc điều trị đặc hiệu mà chỉ điều trị các triệu chứng.

Người giới thiệu

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Tiêu thụ fumonisin và gây hại cho sức khỏe con người. Sức khỏe cộng đồng Mex. Năm 2010; 52 (5): 461-467. Có tại: scielo.org.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. Vai trò của sphingosine và ceramide kinase trong phản ứng viêm. Immunol Lett. Năm 2005; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, et al. Sphingolipids và ung thư: ceramide và sphingosine-1-phosphate trong việc điều chỉnh tế bào chết và kháng thuốc. Oncol tương lai. Năm 2010; 6 (10): 1603-24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. Sphingosine 1-phosphate và thụ thể S1P1 của nó: chất điều hòa phản ứng miễn dịch. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Có sẵn trong Scielo. Tổ chức
5. Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Hóa sinh của Harper. ^Tái bản ^{lần thứ} 12 , Sách hướng dẫn hiện đại biên tập. DF Mexico.