SZFINGOZIN: SZINTÉZIS, SZERKEZET, FUNKCIÓK ÉS BETEGSÉGEK - BIOLÓGIA - 2026

A szfingozin nagy jelentőségű komplex aminoalkohol, mivel általában a szfingolipidek prekurzora. A legrelevánsabb komplex foszfolipidek vagy szfingolipidek a szingomyelin és a glikoszfingolipidek. Ezek speciális funkciókat látnak el az idegsejtek membránjainak megőrzésében, lehetővé téve funkcióik teljesítését.

Az összes szfingolipidnek közös, hogy ugyanazon alapanyaggal, a ceramiddal képződnek, amely szfingozinból és az Acetyl CoA-ból áll, ezért N-acil-fingozinnak is nevezik.

A szfingozin kémiai szerkezete

A komplex foszfolipidek között a szfingomielin az egyik legfontosabb és legszélesebb az agyban és az idegszövetben. Elsősorban az idegeket lefedő mielin hüvely alkotórészeként található meg.

Míg a glikoszfingolipidek glükóztartalmú szfingolipidek. A legszembetűnőbbek a cerebrosidok (galaktocerebrosid és glucocerebroside) és a gangliozidok. Ez utóbbi részt vesz az idegimpulzusok továbbításában, mert ezek képezik az idegvégződéseket.

Találtak másokat is, például a globosidokat és a szulfátokat, amelyek az egész szervezet plazmamembránjainak részei, és amelyek fontosak a membránreceptorokként.

Szintézis

A szfingozin amino-alkoholt az endoplazmatikus retikulumban szintetizálják. A szintézis folyamata a következőképpen történik:

A szerin aminosav, miután mangánionok jelenlétében piridoxál-foszfáttal kötődött, kötődik a palmitoil-CoA-hoz, és így 3-ketoszfininint képez. Ebben a reakcióban a CO ₂.

A szfingozin két redukciós szakasz után képződik. Az első a 3-ketoszfinganin-reduktáz enzimet foglalja magában. Ez a reakció a NADPH-t használja H ⁺ donorként, és dihidroszifingosint képez.

A második szakaszban a szfinganin-reduktáz enzim működik, flavoprotein részvételével, ahol szfingozint nyernek.

Másrészt a szfingozint szfingolipid katabolizmus útján szintetizálhatjuk. Például, amikor a szfingomielint hidrolizálják, zsírsav, foszforsav, kolin és szfingozin képződnek.

Szerkezet

A szfingozin-amino-alkohol kémiai neve 2-amino-4-oktadecén-1,3-diol. A kémiai szerkezet szénhidrogénláncnak tekinthető, amely összesen 18 szénatomból áll, aminocsoporttal és alkohollal.

Jellemzők

Szfingozinok

Normál körülmények között a szfingolipidek katabolizmusával előállított szfingozint újra felhasználják új szfingolipidek megújulására és képződésére.

A szfingizin részt vesz a lipid jelátviteli útvonalakhoz kapcsolódó celluláris anyagcsere-szabályozási folyamatokban, mint egy extracelluláris mediátor, amely a protein-kináz C-re hat, és szabályozza a sejtnövekedés és -halál folyamatában részt vevő enzimeket.

Az intracelluláris második hírvivőként is működik. Ez az anyag képes megállítani a sejtciklusot, és a sejtet programozott sejthalálhoz vagy apoptózishoz idézheti elő.

Ennek a funkciónak köszönhetően a kutatók iránti érdeklődés felkelt, mint a rák elleni terápia, valamint a daganatos nekrózis faktor α.

A szingomielinek lebomlásának fokozódása a szfinganin és a szfingozin (szfingoid bázisok) felhalmozódását idézi elő. Ezek az anyagok nagy koncentrációban gátolják a sejtmembránok megfelelő működését.

A szfingozin felhalmozódása mérgezés esetén fordulhat elő, a fusonizinekkel szennyezett szemek fogyasztása miatt.

A fumonisin gátolja a ceramid-szintetáz enzimet, ami azt jelenti, hogy a ceramid (N-acil-szfingozin) nem képződhet.

Ez viszont nem engedi meg a szingomielin szintézisét, ezért a szfingozin és a szfinganin túl koncentráltak, káros hatásokat váltva ki.

Szfingozin-származék (szfingozin-1-foszfát)

A szfingozin két enzim foszforilezésével (szfingozin-kináz 1 és szfingozin-kináz 2) a szfingozin-1-foszfátnak nevezett származék képződik.

A szfingosin-1-foszfátnak az ellenkezője van a prekurzortól. Serkenti a sejtnövekedést (mitogén), sőt megakadályozza a rák elleni gyógyszerekben alkalmazott egyes gyógyszerek apoptotikus hatását is, azaz antipoptotikus.

Ezt az anyagot magas koncentrációban találták különféle rosszindulatú folyamatokban és tumorsejtekben. Ezen túlmenően ezen lipid anyag receptorai túlzottan expresszálódnak.

Másrészt a szfingozin-1-foszfát és a ceramid 1-foszfát együtt működik az immunsejtek szabályozásában, kötődve az említett sejtekben lévõ specifikus receptorokhoz.

Különösen a limfociták képviselik az ilyen típusú receptorokat, és ezeket a szfingozin-1-foszfát vonzza. Olyan módon, hogy a limfociták elhagyják a nyirokcsomókat, átjutnak a nyirokba és később a keringésbe.

Ezután azon a helyen koncentrálódnak, ahol a szfingolipid szintetizálódik, és így vesznek részt a gyulladásos folyamatokban.

Miután a limfociták a receptoron keresztül kapcsolódnak az anyaghoz és sejtválaszt indukálnak, a receptorokat internalizálják, akár újrahasznosítják, akár megsemmisítik őket.

Ezt a hatást a kutatók figyelték meg, akik a szfingin-1-foszfáthoz hasonló anyagokat fejlesztettek ki specifikus receptorok elfoglalására, hogy stimulálják a receptor internalizációját és pusztulását anélkül, hogy a sejtek aktiválódnának, és ezáltal csökkentenék az immunválaszt.

Ez a fajta anyag különösen hasznos immunszuppresszív terápiában autoimmun betegségekben, például sclerosis multiplexben.

Szfingozin-hiány okozta betegségek

Farber lipogranulomatosis vagy Farber-kór

Ez egy ritka autoszomális recesszív örökletes betegség, nagyon ritka, világszerte csak 80 esetet jelentettek.

A betegség oka az ASAH1 gén mutációja, amely a lizoszomális enzim savas ceramidázt kódolja. Ennek az enzimnek a funkciója a ceramid hidrolízise és szfingozinná és zsírsavakká történő átalakítása.

Az enzim hiánya a ceramid felhalmozódását idézi elő, amely hiány az élet első hónapjaiban (3–6 hónap) jelentkezik. A betegség nem minden érintett személynél azonos módon jelentkezik, enyhe, közepes és súlyos eseteket figyeltek meg.

Az enyhe esetek várható élettartama hosszabb, serdülőkorba vagy akár felnőttkorba is eljuthat, de a súlyos forma az élet elején mindig végzetes.

A betegség leggyakoribb klinikai megnyilvánulásai között szerepel: a gégbe való bevonódás miatti súlyos rekedtség, amely aphóniához vezethet a hangszálak gyulladása miatt, dermatitisz, csontváz deformációk, fájdalom, gyulladás, bénulás, neurológiai romlás vagy mentális retardáció miatt.

Súlyos esetekben hydrops magzati, hepatosplenomegáliás, letargiás és granulomatus infiltrációkkal járhat a retikuloendoteliális rendszer tüdeiben és szerveiben, például a lépben és a májban, nagyon rövid élettartammal.

Hosszabb élettartamú esetekben nincs speciális kezelés, csak a tüneteket kezelik.

Irodalom

1. Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Fumonizinok fogyasztása és az emberi egészség károsodása. Közegészségügyi Mex. 2010-ben; 52 (5): 461-467. Elérhető a scielo.org oldalon.
2. Baumruker T, Bornancin F, Billich A. A szfingozin és a ceramid kinázok szerepe a gyulladásos reakciókban. Immunol Lett. 2005-ben; 96 (2): 175-85.
3. Ponnusamy S, Meyers-Needham M., Senkal CE, et al. Szfingolipidek és rák: ceramid és szfingozin-1-foszfát a sejthalál és a gyógyszerrezisztencia szabályozásában. Jövő Oncol. 2010-ben; 6 (10): 1603-24.
4. Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. A szfingozin-1-foszfát és annak S1P1 receptora: az immunválasz szabályozói. Fac. Med. (Mex.), 2012; 55 (6): 53-57. Scielo-ban kapható. Org
5. Murray R, Granner D., Mayes P, Rodwell V. (1992). Harper biokémiája. 12 ^-én kiadás, Editorial Modern Manual. DF Mexico.