ДИПАЛМИТОИЛФОСФАТИДИЛХОЛИН: СТРУКТУРА И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Дипалмитоилфосфатидилхолин, познатија у литератури као дипалмитоил лецитин или ДПЛ је једињење липид у природи припада групи фосфолипида, конкретно фамилије глицерофосфолипид и свим фосфатидилхолина.

Споменути липид је главно површински активно средство плућне сурфактанте и у овом органу се производи претежно алвеоларним макрофазима из цитидин дифосфата или ЦДП-холина.

Структура Дипалмитоилпхоспхатидилцхолине (Извор: Фвасцонцеллос виа Викимедиа Цоммонс)

Сурфактант плућа је сложена мешавина липида и протеина која се налази у отприлике 10 до 15 милиграма по килограму телесне масе код одраслих животиња, а његова концентрација у плућима је еквивалентна око 120 милиграма по милилитру.

Липиди, укључујући дипалмитоилфосфатидилхолин, друге фосфолипиде и холестерол, чине више од 85% масе сурфактанта плућа. Овај важан фосфолипид (ДПЛ) одговоран је за смањење површинске напетости у алвеолама током истека.

Његова биосинтеза може се десити де ново кроз пут ЦДП-фосфохолина или секвенцијалним метилирањем фосфатидилетаноламина (катализирано фосфатидилетаноламин Н-метилтрансферазом); или се може синтетизовати разменом базе других фосфолипида као што су фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, фосфатидилетаноламин или други.

Структура

Структура дипалмитоилфосфатидилхолина, као што му име говори, састоји се од окоснице састављене од молекула глицерола на који су два молекула палмитинске киселине естерификоване у угљеницима на позицијама 1 и 2, и дела холина везаног за фосфат од угљеник у положају Ц3 истог костура.

Ову структуру, као и за све липиде, карактерише његова амфипатичка природа, која има везе са присуством хидрофилног поларног дела, представљеног холином везаним за фосфатну групу, и хидрофобним аполарним делом, представљеним са два естерификовани алифатички ланци.

Хексадеканојска киселина, палмитинска киселина или палмитат је дуголанчана (16 атома угљеника) засићена масна киселина (само појединачне везе угљеник-угљеник) и једна је од најчешћих масних киселина у природи (животиње, микроорганизми и нарочито у биљкама).

Пошто су ланци палмитинске киселине засићени, дипалмитоилфосфатидилхолин или дипалмитоил лецитин су такође део "незасићених" лецитина који се могу наћи у ћелијским мембранама.

Холин, битан елемент у исхрани многих животиња, је врста квартерне амонијум соли која је растворљива у води и има нето позитиван набој; то јест, то је катионски молекул, за који су фосфатидилхолини поларни липиди.

Карактеристике

Структурни

Као и остали фосфатидилхолини, дипалмитоилфосфатидилхолин је једна од главних и најобилнијих компоненти липидних двослојева који чине биолошке мембране свих живих бића.

Конформација му омогућава да лако формира двослојне, где се хидрофобни репови „скривају“ од хидрофилног медија према централном подручју, а поларне главе су у директном контакту са водом.

За све фосфатидилхолине генерално је могуће формирати "ламеларну" фазу у воденим дисперзијама. Они су познати као липосоми, који су концентрични (сферични) липидни слојеви са водом заробљеном између двослојева.

У мембранама богатим холестеролом овај липид је повезан у односу седам молекула дипалмитоил лецитина за сваки молекул холестерола и његова функција је да избегне контакт два молекула холестерола и стабилише их у мембранској структури.

Пропусност мембрана богатих дипалмитоилфосфатидилхолином повећава се са температуром, што може представљати метаболичку предност за многе ћелије.

Као плућно површински активно средство

Као што је претходно поменуто, дипалмитоилфосфатидилхолин је кључан за смањење површинске напетости у плућним алвеолама током експирације.

Његов хидрофилни део (холин) повезан је са течном фазом алвеола, док су хидрофобни ланци палмитинске киселине у контакту са ваздушном фазом.

Та „супстанца“ се производи и излучује алвеоларним ћелијама типа ИИ у плућима (пнеумоцити типа ИИ) и алвеоларним макрофагама, а њене компоненте се синтетишу и састављају у ендоплазматском ретикулуу. Затим се пребацују у Голгијев комплекс и после тога формирају "ламеларна" тела у цитосолу.

Примарна функција плућног сурфактанта, а самим тим и дипалмитоилфосфатидилхолина, заједно са осталим придруженим липидима и протеинима, је да спречи алвеоларну експанзију током удисања и да подржи њено повлачење током експирације.

Такође доприноси одржавању алвеоларне стабилности, као и равнотежи течности и регулисању капиларног протока у плућа.

Тренутно није тачно познато да ли је производња дипалмитоил лецитина алвеоларним макрофаговима повезана са уградњом овог липида у плућни сурфактант или са његовом фагоцитном активношћу, мада у том погледу постоји много истраживања.

Као лек

За неке респираторне стресне синдроме код новорођенчади и одраслих карактерише смањен дипалмитоилфосфатидилхолин на интерфејсу ваздух-ткиво. Из тог разлога, постоји неколико извештаја о истраживању који се односе на небулизацију овог липида ради враћања односа притиска и волумена у плућа.

У метаболизму

Производи распада дипалмитоилфосфатидилхолина су битни елементи за многе метаболичке процесе:

- Два ланца палмитинске киселине могу се користити у β-оксидацији масних киселина ради добијања великих количина енергије или за синтезу нових липида.

- Холински остатак поларне „главе“ групе овог фосфолипида важан је прекурс за биосинтезу других фосфолипида, који су битни састојци за формирање биолошких мембрана.

- Холин је такође прекурсор за неуротрансмитер ацетилхолин и важан је извор лабилних метил група.

- Глицерол 3-фосфат, добијен хидролизом естера и фосфодиестера између ланаца масних киселина и остатка холина, може послужити као прекурсор молекула за остале липиде који имају важне функције у догађајима сигнала унутар ћелије. .

Референце

1. Довд, Ј. и Јенкинс, Л. (1972). Плућа у шоку: преглед. Часопис за канадско друштво анестезиолога, 19 (3), 309–318.
2. Геигер, К., Галлацхер, М. и Хедлеи-Вхите, Ј. (1975). Ћелијска дистрибуција и клиренс аеросолизованог дипалмитоил лецитина. Часопис за примењену физиологију, 39 (5), 759–766.
3. Хамм, Х., Кроегел, Ц., Хохлфелд, Ј. (1996). Сурфактант: преглед његових функција и релевантности у респираторним поремећајима одраслих. Респираторна медицина, 90, 251–270.
4. Лее, АГ (1975). Функционална својства биолошких мембрана: физикално-хемијски приступ. Биографија проге. Молец. Биол., 29 (1), 3-56.
5. Масон, РЈ, Хубер, Г., и Ваугхан, М. (1972). Синтеза Дипалмитоил Лецитина помоћу Алвеоларних Макрофага. Часопис за клиничка истраживања, 51, 68–73.
6. Зеисел, С., Да Цоста, К., Франклин, ПД, Алекандер, ЕА, Схеард, НФ, & Беисер, А. (1991). Холин, неопходно хранљиво средство за људе. Часопис ФАСЕБ, 5, 2093–2098.