Fosfolipidy są istotnie zaangażowani w budowę błon komórkowych. Są to złożone lipidy zawierające wiązanie estrowe kwasu fosforowego. Są również amfifilowe, ponieważ mają obszar hydrofilowy i lipofilowy.
Co to są fosfolipidy?
Fosfolipidy to estry glicerolu lub sfingozyny z dwiema cząsteczkami kwasów tłuszczowych i jedną resztą kwasu fosforowego, które z kolei mogą być estryfikowane różnymi alkoholami. Są podstawowym budulcem błon komórkowych i organelli komórkowych.
Tam tworzą podwójną warstwę lipidową, która oddziela przestrzeń wewnątrzkomórkową od przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Oba pokoje mają środowisko wodne, którego cząsteczki nie stykają się ze sobą. Każda z cząsteczek fosfolipidów zawiera obszar hydrofilowy i lipofilowy. Obszar hydrofilowy jest reprezentowany przez glicerynę i grupę fosforanową, a także często przez alkohol zestryfikowany na grupie fosforanowej. Obszar lipofilowy znajduje się na resztach kwasów tłuszczowych. Grupy lipofilowe agregują, podczas gdy grupy hydrofilowe są do siebie niechętne.
Podwójna warstwa lipidowa zawiera dwie hydrofilowe warstwy, które ograniczają komórkę od zewnątrz i od wewnątrz. Obszar lipofilowy znajduje się w podwójnej warstwie. Fosfolipidy dzielą się na fosfoglicerydy i sfingomieliny. Ponadto reszty kwasu fosforowego mogą być estryfikowane między innymi choliną, etanoloaminą lub seryną. W przypadku fosfoglicerydów prowadzi to do powstania fosfatydylocholin (lecytyny), fosfatydyloetanoloaminy lub fosfatydyloseryny.
Funkcja, efekt i zadania
Fosfolipidy są głównym składnikiem biomembran i w tej funkcji oddzielają wnętrze komórki od otoczenia. Jednoczesna hydrofilowość i lipofilowość pozwalają fosfolipidom działać jako warstwa graniczna między wodą a olejem.
Tak więc substancje podobne do tłuszczu osadzają się na lipofilowym końcu cząsteczki. Substancje polarne i roztwory wodne wiążą się w obszarze hydrofilowym. Zarówno woda, związki rozpuszczalne w wodzie, jak i związki nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w tłuszczach, są wprowadzane do roztworu w tym samym czasie. W wodzie fosfolipidy zawsze tworzą podwójne warstwy, których hydrofilowe części molekularne są skierowane w stronę wody, a ich lipofilowe regiony cząsteczek są oddalone od wody. Jednocześnie membrany tworzą przestrzenie, w których mogą zachodzić reakcje biochemiczne niezakłócone wpływami zewnętrznymi. Niepolarne regiony fosfolipidów przyczyniają się do ich płynności.
Tutaj gromadzą się niepolarne reszty kwasów tłuszczowych, ale z powodu niepolarności oddziaływania molekularne są tutaj słabe. W ten sposób ogony węglowodorowe mogą nieznacznie przesuwać się względem siebie. Głowice hydrofilowe rzeczywiście są do siebie przeciwne. Istnieją jednak silniejsze siły wiązania dla cząsteczek polarnych. Ze względu na lipofilowy charakter błony komórkowej, dwa środowiska wodne są od siebie oddzielone, dzięki czemu reakcje biochemiczne mogą zachodzić niezakłócone w obu obszarach. Z pomocą białek transportowych cząsteczki lub jony mogą być selektywnie transportowane kanałami wbudowanymi w warstwę podwójnej membrany.
Receptory obecne w podwójnej błonie przekazują sygnały wewnątrz komórki. Pęcherzyki mogą rozszczepiać błonę, która składa się z fosfolipidów, i mogą wchłaniać substancje obce dla komórki lub uwalniać enzymy lub hormony do obszaru zewnątrzkomórkowego. Oprócz funkcji składnika błonowego lecytyna służy również jako materiał wyjściowy do tworzenia neuroprzekaźników acetylocholiny i noradrenaliny. Odgrywa również ważną rolę w trawieniu tłuszczów.
Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości
Fosfatydylocholina (lecytyna), fosfatydyloetanoloamina, fosfatydyloseryna, fosfatydyloinozytol i sfingolipidy są obecne jako fosfolipidy w błonach. Ponadto cholesterol i jego pochodne zapewniają płynność błony. Lipidy zwrócone ku powierzchni komórki mogą być glikozylowane.
Synteza fosfolipidów zachodzi w gładkiej siateczce śródplazmatycznej. Stamtąd cząsteczki są transportowane do miejsca przeznaczenia w postaci pęcherzyków i wbudowywane w błonę. W ludzkim ciele szczególnie duża liczba fosfolipidów znajduje się w mózgu, szpiku kostnym, wątrobie lub sercu, oprócz ich normalnego występowania w każdej błonie komórkowej. Pokarmami szczególnie bogatymi w fosfolipidy są żółtka jaj, nasiona, korzenie, bulwy, grzyby, drożdże i oleje roślinne.
Choroby i zaburzenia
Tak zwany zespół antyfosfolipidowy jest znany w połączeniu z fosfolipidami. Choroba ta występuje głównie u kobiet i charakteryzuje się zwiększoną częstością występowania zakrzepicy tętniczej i żylnej.
Skutkuje to często atakami serca, udarami, zatorami płucnymi lub zakrzepicą. W skórze występuje paradoksalne krwawienie, prowadzące do zwiększonego zużycia płytek krwi. Poronienia są częste. Przyczyną tego stanu jest zaburzenie autoimmunologiczne. Układ odpornościowy jest skierowany przeciwko pewnym fosfolipidom, takim jak kardiolipina lub protrombina. Jednak są to zawsze przeciwciała przeciwko białkom związanym z fosfolipidami. Zespół występuje zarówno samodzielnie, jak iw kontekście różnych chorób autoimmunologicznych należących do grupy postaci reumatycznych.
Najczęstszą chorobą podstawową jest toczeń rumieniowaty układowy (SLE) .Zespół antyfosfolipidowy może również rozwinąć się w kontekście nowotworów złośliwych lub HIV. Wtórny zespół antyfosfolipidowy może również wystąpić w reumatoidalnym zapaleniu stawów, toczniu rumieniowatym lub zespole Sjögrena. Ważną rolę w patogenezie choroby odgrywa białko beta-2-glikoproteina I. Występuje jako monomer we krwi i wiąże się między innymi z błoną komórkową monocytów i płytek krwi, w wyniku czego dochodzi do aktywacji płytek krwi.
Wiążąc się z błoną komórkową, cząsteczka zmienia swoją konformację, co czyni ją podatną na atak ze strony specyficznych przeciwciał. Tworzy się dimer, który może wiązać się z różnymi receptorami znajdującymi się w błonie. W rezultacie aktywuje się tworzenie skrzepliny. Istnieje również szczególna postać choroby, która dotyka szczególnie młodych mężczyzn w wieku od dwóch do czterech lat. Jest to rzadki zespół Hughesa-Stovina z podobnymi objawami.
