Sfingolipiden behoren tot de bouwstenen van de celmembraan, samen met glycerofosfolipiden en cholesterol Chemisch gezien zijn ze afgeleid van sfingosine, een onverzadigd aminozuur alcohol met 18 carbon atomen. Hoofdzakelijk zenuwstelsel en hersenen zijn rijk aan sfingolipiden.
Wat zijn sfingolipiden?
Alle celmembranen bevatten glycerofosfolipiden, cholesterol en sfingolipiden. Sfingolipiden bestaan uit de ruggengraat sfingosine, dat een vetzuur heeft dat veresterd is tot zijn aminogroep. Sfingosine is een amino alcohol met een ketting van 18 carbon atomen. Sfingolipiden kunnen worden onderverdeeld in drie groepen. Dit zijn de ceramiden, de sfingomyelines en de glycosfingolipiden. Ceramiden vertegenwoordigen de eenvoudigste sfingolipiden. Hier wordt sfingosine veresterd met een vetzuur. Dit resulteert in de vorming van een amfifiele dubbele structuur met dubbele lipidelagen. De amfifiliciteit wordt geproduceerd door de twee koolwaterstofstaarten, die elk in de tegenovergestelde richting wijzen. Sfingomyelines worden veresterd op de hydroxylgroep van de sfingosineskelet met een fosforzuur, die op zijn beurt wordt veresterd met een alcohol of choline. Ten slotte hebben glycosfingolipiden een glycosidebinding met een suiker residu op de hydroxylgroep van de sfingosineskelet. Cerebrosiden zijn een monohexose, terwijl gangliosiden een oligosaccharose glycosidisch gebonden hebben.
Functie, actie en rollen
Sfingolipiden vervullen verschillende functies. Hun structuur speelt een grote rol. De sfingolipiden met de eenvoudigste structuur, ceramiden, zijn met name betrokken bij de opbouw van de hoornlaag van de huid Vanwege hun amfifiliciteit kunnen ze een lipide dubbellaag vormen die de huid oppompen van uitdroging Naast deze functie vervullen ceramiden echter ook tal van andere taken. Deze omvatten signaaltransductie of taken bij de controle van celdeling. Sfingomyelins, samen met glycerofosfolipiden en cholesterol, zijn verantwoordelijk voor de vloeibaarheid van celmembranen en het transport van stoffen. De functies van glycosfingolipiden zijn ook divers. De glycosfingolipiden bevatten een glycosidisch gebonden hexose of oligosaccharide aan de hydroxylgroep van de sfingosine-ruggengraat, zoals eerder vermeld. Ze hebben dus een hydrofoob ceramidegroep en een hydrofiel suiker deel. Dit suiker -deel wordt op het oppervlak van de celmembraan, wat kan resulteren in celcel interacties door celadhesie. Daarom zijn ze van groot belang voor de signaaltransductie van zenuwcellen. Glycosfingolipiden zijn echter ook significant verantwoordelijk voor de cel interacties van de andere cellen.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
De biochemische synthese van sfingolipiden vindt plaats in het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat. Van daaruit worden ze met behulp van blaasjes naar membranen getransporteerd. In de membranen worden de sfingolipiden verder getransformeerd zodat ze daar hun talrijke functies kunnen vervullen. Alle celmembranen bevatten sfingolipiden. Echter, hun concentratie is bijzonder hoog in hersenen cellen en zenuwcellen. Dit geldt vooral voor gangliosiden. Ze zijn bijvoorbeeld make-up zes procent van de lipiden in de grijze massa van de hersenen Cerebrosides veresterd met een hexose komen meer voor in de hersenen en lever In de hersenen zit de glycosidisch gebonden suiker meestal galactose, terwijl de cerebrosiden in de lever bevatten voornamelijk glucose De eenvoudigste sfingolipiden, de ceramiden, worden vooral aangetroffen in de huid en daar in het stratum corneum (hoornlaag). Zoals eerder vermeld, kunnen ze vanwege hun amfifiele aard daar een barrière vormen die de huid beschermt water verlies. Natuurlijk worden ceramiden ook gevonden in de andere celmembranen, omdat ze nog meer functies te vervullen hebben in termen van signaaltransductie en celcontrole. Sfingomyeline wordt ook in alle celmembranen aangetroffen. Het is echter het hoogst dichtheid zit weer in neuronen.
Ziekten en aandoeningen
In verband met sfingolipiden kunnen zogenaamde stapelingsziekten optreden. Deze zijn meestal genetische ziekten gekenmerkt door een ontbrekend of inactief enzym. Als gevolg hiervan is de afbraak van de overeenkomstige sfingolipiden niet meer mogelijk. Het sfingolipide hoopt zich op in de cel en leidt tot zijn ondergang. Veel stapelingsziekten eindigen fataal na vele jaren van lijden. Typische lipidenstapelingsziekten zijn onder meer het Tay-Sachs-syndroom en de ziekte van Niemann-Pick. Tijdens deze ziekten hopen zich dus sfingolipiden op in de cellen. De ziekte van Tay-Sachs wordt veroorzaakt door een autosomaal recessieve mutatie van een gen coderend voor het enzym β-hexosaminidase A. Dit enzym is verantwoordelijk voor de afbraak van het ganglioside GM2. Door het falen ervan hoopt ganglioside GM2 zich vooral op in neuronen. De patiënt lijdt aan aandoeningen van het centrale zenuwstelsel en motoriek, evenals aan mentale stoornissen vertraging Binnen de eerste drie levensjaren leidt deze ziekte tot de dood. De ziekte van Niemann-Pick wordt ook op autosomaal recessieve wijze overgeërfd. Bij deze ziekte hopen sfingomyelines zich op in celmembranen. Met name endotheel-, mesenchymale en parenchymcellen worden aangetast. Ook de verestering van cholesterol wordt verstoord, zodat deze ook in de cellen wordt afgezet. Er zijn verschillende vormen van de ziekte van Niemann-Pick. Deze zijn afhankelijk van de respectieve activiteit van het sfingomyelinase. In de klassieke vorm van de ziekte beginnen de symptomen tijdens het eerste levensjaar. De dood vindt meestal plaats vóór het einde van het derde levensjaar. Als de ziekte later begint, ontwikkelen de symptomen zich langzamer. Dan wordt de ziekte van Niemann-Pick gekenmerkt door een toename lever en milt vergroting, convulsies, bewegingsstoornissen, spiertrillingen en mentale vertraging Een andere sfingolipidose is de ziekte van Gaucher. De ziekte van Gaucher is de ziekte van Gaucher. Glucocerebrosides worden constant afgezet in verschillende lichaamscellen zoals lever, milt, beenmerg en macrofagen. In de meeste gevallen leidt deze ziekte tot de dood op tweejarige leeftijd. De ziekte van Gaucher kan echter worden behandeld door vervanging van het enzym glucocerebrosidase.
