السفينغوزين: التركيب والهيكل والوظائف والأمراض - مادة الاحياء - 2025

و سفينغوزين هو aminoalcohol مجمع ذات أهمية كبيرة، لأنه هو مكون مقدمة من الإسفنجية بشكل عام. إن أكثر أنواع الدهون الفوسفورية المعقدة ذات الصلة أو الدهون السفينغولية هي السفينغوميلين والجليكوسفينغوليبيد. تؤدي هذه الوظائف وظائف محددة في الحفاظ على بنية أغشية الخلايا العصبية ، مما يسمح لها بأداء وظائفها.

تشترك جميع الشحميات السفينجولية في أنها تتكون من نفس المادة الأساسية ، سيراميد ، الذي يتكون من سفينجوزين بالإضافة إلى أسيتيل CoA ، لذلك يطلق عليه أيضًا N-acylphingosine.

التركيب الكيميائي للسفينجوزين

من بين الفسفوليبيدات المعقدة ، يعتبر السفينغوميلين من أهمها وأكثرها وفرة في الدماغ والأنسجة العصبية. يوجد بشكل أساسي كمكوِّن لغمد المايلين الذي يغطي الأعصاب.

في حين أن جليكوسفينجوليبيدات تحتوي على شحميات سفينجولية تحتوي على الجلوكوز. من بين أبرزها cerebrosides (galactocerebroside و glucocerebroside) و gangliosides. هذه الأخيرة تشارك في نقل النبضات العصبية ، لأنها تشكل النهايات العصبية.

تم العثور على البعض الآخر أيضًا ، مثل الكبريتات والكبريتات ، والتي تعد جزءًا من أغشية البلازما للكائن الحي بأكمله ، وهي مهمة كمستقبلات الغشاء.

نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

يتم تصنيع الكحول الأميني سفينجوزين في الشبكة الإندوبلازمية. تحدث عملية التوليف على النحو التالي:

سيرين الأحماض الأمينية ، بمجرد تنشيطه عن طريق الارتباط بفوسفات البيريدوكسال في وجود أيونات المنغنيز ، يرتبط بالميتويل- CoA لتشكيل 3-كيتوسفينجانين. هذا التفاعل يطلق CO ₂.

يتكون السفينغوزين بعد مرحلتين من الاختزال. الأول يتضمن إنزيم اختزال 3-كيتوسفينجانين. يستخدم هذا التفاعل NADPH كمانح H ⁺ ، مكونًا ثنائي هيدرو سفينغوزين.

في المرحلة الثانية ، يعمل إنزيم اختزال السفينجانين بمشاركة بروتين فلافوبروتين حيث يتم الحصول على السفينجوزين.

من ناحية أخرى ، يمكن تصنيع السفينجوزين عن طريق هدم سفينجوليبيد. على سبيل المثال ، عندما يتم تحلل السفينجوميلين ، يتم إنتاج الأحماض الدهنية وحمض الفوسفوريك والكولين والسفينجوزين.

بناء

الاسم الكيميائي للكحول الأميني سفينجوزين هو 2-أمينو-4-أوكتاديسين-1،3-ديول. يمكن وصف التركيب الكيميائي على أنه سلسلة هيدروكربونية تتكون من إجمالي 18 ذرة كربون ، مع مجموعة أمينية وكحول.

المميزات

سفينغوزين

في ظل الظروف العادية ، يتم إعادة استخدام السفينجوزين الناتج عن هدم السفينجوليبيد لتجديد وتشكيل شحميات سفينجولية جديدة.

يشارك السفينغوزين في عمليات تنظيم التمثيل الغذائي الخلوي المتعلقة بمسارات إشارات الدهون ، كوسيط خارج الخلية ، يعمل على بروتين كيناز سي ، الذي يتحكم في الإنزيمات المشاركة أثناء عملية نمو الخلايا وموتها.

كما أنه يعمل كرسول ثانٍ داخل الخلايا. هذه المادة قادرة على إيقاف دورة الخلية ، وتحفيز الخلية على موت الخلية المبرمج أو موت الخلايا المبرمج.

بسبب هذه الوظيفة ، فقد أثار اهتمام الباحثين كعلاج ضد السرطان ، إلى جانب عامل نخر الورم α.

تؤدي الزيادة في تحلل السفينجوميلين إلى تراكم السفينجانين والسفينجوزين (قواعد السفينجوزين). هذه المواد بتركيزات عالية تمنع الأداء السليم لأغشية الخلايا.

يمكن أن يحدث تراكم السفينجوزين في حالات التسمم بسبب استهلاك الحبوب الملوثة بالفومونيزين ، وهو نوع من السموم الفطرية التي تنتجها الفطريات من جنس Fusarium أثناء التخزين.

يثبط الفومونيزين إنزيم سيراميد synthetase ، مما يعني أنه لا يمكن تكوين سيراميد (N-acyl sphingosine).

في المقابل ، لا يسمح أيضًا بتوليف السفينجوميلين ، وبالتالي فإن السفينجوزين مع السفينجانين مركّزان جدًا ، مما يؤدي إلى حدوث تأثيرات ضارة.

مشتق سفينجوزين (سفينجوزين 1 فوسفات)

من فسفرة السفينغوزين بواسطة إنزيمين (سفينغوزين كيناز 1 وسفينغوزين كيناز 2) ، يتم تشكيل مشتقه المسمى سفينغوزين 1-فوسفات.

1-فوسفات سفينجوزين له تأثير معاكس لسابقه. إنه يحفز نمو الخلايا (الانقسام الخيطي) ، حتى أنه يمنع عمل موت الخلايا المبرمج لبعض الأدوية المستخدمة في علاجات السرطان ، أي أن عملها مضاد للخلايا.

تم العثور على هذه المادة بتركيزات عالية في مختلف العمليات الخبيثة وأنسجة الورم. بالإضافة إلى ذلك ، هناك تعبير مبالغ فيه عن مستقبلات هذه المادة الدهنية.

من ناحية أخرى ، يعمل سفينجوزين 1-فوسفات مع سيراميد 1-فوسفات في تنظيم الخلايا المناعية ، ويرتبط بالمستقبلات المحددة الموجودة في الخلايا المذكورة.

تقدم الخلايا الليمفاوية بشكل خاص هذا النوع من المستقبلات ، حيث تنجذب إلى وجود سفينجوزين 1-فوسفات. وبهذه الطريقة تغادر الخلايا الليمفاوية العقد الليمفاوية ، فإنها تنتقل إلى الليمفاوية ثم إلى الدورة الدموية لاحقًا.

ثم يتركزون في المكان الذي يتم فيه تصنيع السفينجوليبيد وهذه هي الطريقة التي يشاركون بها في العمليات الالتهابية.

بمجرد أن ترتبط الخلايا الليمفاوية بالمادة من خلال مستقبلاتها وتحفز الاستجابة الخلوية ، فإنها تستوعب المستقبلات ، إما لإعادة تدويرها أو تدميرها.

لوحظ هذا الإجراء من قبل الباحثين ، الذين طوروا مواد مشابهة لسفينجوزين 1-فوسفات لتحتل مستقبلات محددة ، من أجل تحفيز استيعاب وتدمير المستقبلات ، دون التسبب في تنشيط الخلايا وبالتالي تقليل الاستجابة المناعية.

هذا النوع من المواد مفيد بشكل خاص كعلاج مثبط للمناعة في أمراض المناعة الذاتية مثل التصلب المتعدد.

الأمراض التي يسببها نقص السفينغوزين

داء فاربر الشحمي أو مرض فاربر

هذا مرض وراثي جسمي متنحي نادر ، نادر جدًا ، حيث تم الإبلاغ عن 80 حالة فقط في جميع أنحاء العالم.

سبب المرض هو طفرة في جين ASAH1 الذي يرمز لأنزيم حمض الليزوزومات سيراميداز. هذا الإنزيم له وظيفة التحلل المائي للسيراميد وتحويله إلى سفينجوزين وأحماض دهنية.

يؤدي نقص الإنزيم إلى تراكم السيراميد ، وهو نقص يظهر في الأشهر الأولى من العمر (3-6 أشهر). لا يظهر المرض بنفس الطريقة في جميع الأفراد المصابين ، مع ملاحظة حالات خفيفة ومتوسطة وشديدة.

الحالات الخفيفة لها متوسط ​​عمر أطول ، ويمكن أن تصل إلى سن المراهقة وحتى سن الرشد ، لكن الشكل الحاد يكون قاتلاً دائمًا في بداية الحياة.

من بين المظاهر السريرية الأكثر شيوعًا للمرض: بحة شديدة بسبب تورط الحنجرة التي يمكن أن تؤدي إلى فقدان الصوت بسبب التهاب الحبال الصوتية ، والتهاب الجلد ، والتشوهات الهيكلية ، والألم ، والالتهاب ، والشلل ، والتدهور العصبي أو التخلف العقلي.

في الحالات الشديدة ، يمكن أن تظهر مع استسقاء الجنين ، تضخم الكبد الطحال ، الخمول والتسلل الحبيبي في الرئتين وأعضاء الجهاز الشبكي البطاني مثل الطحال والكبد ، مع متوسط ​​العمر المتوقع قصير جدًا.

بالنسبة للحالات ذات العمر المتوقع الأطول لا يوجد علاج محدد ، يتم علاج الأعراض فقط.

المراجع

1. Torres-Sánchez L، López-Carrillo L. استهلاك الفومونيزينات والأضرار التي تلحق بصحة الإنسان. الصحة العامة مكس. 2010 ؛ 52 (5): 461-467. متاح على: scielo.org.
2. Baumruker T ، Bornancin F ، Billich A. دور sphingosine و ceramide kinases في الاستجابات الالتهابية. إمونول ليت. 2005 ؛ 96 (2): 175-85.
3. بونوسامي S ، مايرز-نيدهام إم ، سينكال سي ، وآخرون. السفينجوليبيدات والسرطان: سيراميد وسفينجوزين -1 فوسفات في تنظيم موت الخلايا ومقاومة الأدوية. Oncol المستقبل. 2010 ؛ 6 (10): 1603-24.
4. بازوا فالنتي س ؛ Garcia-Sainz A. Sphingosine 1-phosphate ومستقبله S1P1: منظمات الاستجابة المناعية. كلية الطب (ميكس) ، 2012 ؛ 55 (6): 53-57. متوفر في Scielo. منظمة
5. موراي آر ، جرانر د ، مايز ف ، رودويل ف. (1992). الكيمياء الحيوية هاربر. الطبعة الثانية ^عشر الدليل التحريري الحديث. DF المكسيك.