Dipalmitoyylifosfatidyylikoliini, paremmin tunnettu kirjallisuudessa dipalmitoyyli lesitiiniä tai DPL on yhdiste lipidi on luonteeltaan ryhmään kuuluvien fosfolipidien, erityisesti perheen glyserofosfolipidien ja kaikki fosfatidyylikoliineista.
Mainittu lipidi on keuhkojen pinta-aktiivisen aineen pääasiallinen pinta-aktiivinen aine ja tässä elimessä sitä tuotetaan pääasiassa alveolaaristen makrofagien avulla sytidiinidifosfaatti- tai CDP-koliinireitistä.
Dipalmitoyylifosfatidyylikoliinin rakenne (Lähde: Fvasconcellos Wikimedia Commonsin kautta)
Keuhkojen pinta-aktiivinen aine on monimutkainen lipidien ja proteiinien seos, jota löytyy suunnilleen 10 - 15 milligrammaa painokiloa kohti aikuisilla eläimillä, ja sen pitoisuus keuhkoissa vastaa noin 120 milligrammaa millilitrassa.
Lipidien, mukaan lukien dipalmitoyylifosfatidyylikoliini, muiden fosfolipidien ja kolesterolin, osuus on yli 85% keuhkojen pinta-aktiivisen aineen painosta. Tämä tärkeä fosfolipidi (DPL) on vastuussa alveolien pintajännityksen vähentämisestä hengityksen aikana.
Sen biosynteesi voi tapahtua uudella tavalla CDP-fosfokoliinireitin kautta tai fosfatidyylietanoliamiinin metyloimalla peräkkäin (katalysoidaan fosfatidyylietanoliamiini-N-metyylitransferaasin avulla); tai se voidaan syntetisoida emäksenvaihdolla muihin fosfolipideihin, kuten fosfatidyyliseriini, fosfatidyylinositoli, fosfatidyylietanoliamiini tai muut.
Rakenne
Dipalmitoyylifosfatidyylikoliinin rakenne, kuten nimensä osoittaa, koostuu luurankoista, joka koostuu glyserolimolekyylistä, johon kaksi palmitiinihappomolekyyliä on esteröity hiileissä asemissa 1 ja 2, ja koliiniosasta, joka on sitoutunut fosfaattiin fosfaatista. hiili saman luurankon asemassa C3.
Tälle rakenteelle, kuten kaikille lipideille, on tunnusomaista sen amfipaattinen luonne, joka liittyy hydrofiilisen polaarisen osan, jota edustaa fosfaattiryhmään kiinnittynyt koliini, ja hydrofobisen apolaarisen osan, joita edustavat kaksi esteröityjä alifaattisia ketjuja.
Heksadekaanihappo, palmitiinihappo tai palmitaatti, on pitkäketjuinen (16 hiiliatomia) tyydyttynyt rasvahappo (vain hiili-hiili-yksinkertaiset sidokset), ja se on yksi luonnon yleisimmistä rasvahapoista (eläimet, mikro-organismit ja erityisesti kasveissa).
Koska palmitiinihappoketjut ovat tyydyttyneitä, dipalmitoyylifosfatidyylikoliini tai dipalmitoyyliesitiini on myös osa "tyydyttyneitä" lesitiinejä, joita voidaan löytää solukalvoista.
Koliini, joka on olennainen osa monien eläinten ruokavaliota, on kvaternäärisen ammoniumsuolan tyyppi, joka liukenee veteen ja jolla on positiivinen nettovaraus; ts. se on kationinen molekyyli, jolle fosfatidyylikoliinit ovat polaarisia lipidejä.
ominaisuudet
rakenteellinen
Kuten muutkin fosfatidyylikoliinit, dipalmitoyylifosfatidyylikoliini on lipidikaksoiskerrosten tärkeimpiä ja runsaimpia komponentteja, jotka muodostavat kaikkien elävien olentojen biologiset kalvot.
Sen rakenne antaa sille mahdollisuuden muodostaa helposti kaksikerroksisia kerroksia, joissa hydrofobiset häntä "piiloutuvat" hydrofiilisestä väliaineesta kohti keskialuetta ja napapäät ovat suorassa kosketuksessa veden kanssa.
Kaikille fosfatidyylikoliinille on yleensä mahdollista muodostaa "lamellifaasi" vesipitoisissa dispersioissa. Nämä tunnetaan liposomeina, jotka ovat samankeskisiä (pallomaisia) lipidikerroksia, joissa vesi on loukussa kahden kerroksen väliin.
Kolesterolirikkaissa membraaneissa tämä lipidi assosioidaan seitsemän dipalmitoyylilesitiini- molekyylin suhteessa kutakin kolesterolimolekyyliä kohden ja sen tehtävänä on välttää kosketusta kahden kolesterolimolekyylin välillä ja stabiloida ne membraanin rakenteeseen.
Dipalmitoyylifosfatidyylikoliinirikasten kalvojen läpäisevyys kasvaa lämpötilan mukana, mikä voi edustaa metabolista etua monille soluille.
Keuhkojen pinta-aktiivisena aineena
Kuten aikaisemmin mainittiin, dipalmitoyylifosfatidyylikoliini on välttämätöntä keuhkoalveolien pintajännityksen vähentämiseksi hengityksen aikana.
Sen hydrofiilinen osa (koliini) liittyy alveolien nestemäiseen faasiin, kun taas hydrofobiset palmitiinihappoketjut ovat kosketuksissa ilmafaasiin.
Tätä "ainetta" tuottavat ja erittävät keuhkoissa tyypin II alveolaariset solut (tyypin II pneumosyytit) ja alveolaariset makrofagit, ja sen komponentit syntetisoidaan ja kootaan endoplasmisessa retikulumissa. Sitten ne siirretään Golgi-kompleksi ja muodostavat myöhemmin "lamellisia" kappaleita sytosoliin.
Keuhkojen pinta-aktiivisen aineen, ja siten dipalmitoyylifosfatidyylikoliinin, yhdessä muiden siihen liittyvien lipidien ja proteiinien kanssa, ensisijainen tehtävä on estää alveolaarista laajentumista inspiraation aikana ja tukea sen vetäytymistä uloshengityksen aikana.
Se auttaa myös ylläpitämään alveolaarista vakautta, samoin kuin nestetasapainoa ja keuhkojen kapillaarivirtauksen säätelyä.
Tällä hetkellä ei ole tarkalleen tiedossa, liittyykö alveolaaristen makrofaagien dipalmitoyylilesitiinin tuotantoon tämän lipidin sisällyttäminen keuhkojen pinta-aktiiviseen aineeseen vai sen fagosyyttiseen aktiivisuuteen, vaikkakin tässä suhteessa on paljon tutkimusta.
Huumeena
Joillekin vastasyntyneiden ja aikuisten hengitysstressioireyhtymille on ominaista vähentynyt dipalmitoyylifosfatidyylikoliini ilma-kudosrajapinnalla. Tästä syystä on olemassa useita tutkimusraportteja, jotka liittyvät sumuttumiseen tämän lipidin kanssa paine-tilavuus-suhteiden palauttamiseksi keuhkoissa.
Metaboliassa
Dipalmitoyylifosfatidyylikoliinin hajoamistuotteet ovat välttämättömiä elementtejä monissa aineenvaihduntaprosesseissa:
- Kahta palmitiinihappoketjua voidaan käyttää rasvahappojen β-hapetuksessa suurten määrien energian saamiseksi tai uusien lipidien synteesiksi.
- Tämän fosfolipidin polaarisen "pää" -ryhmän koliinitähteet on tärkeä edeltäjä muiden fosfolipidien biosynteesille, jotka ovat välttämättömiä komponentteja biologisten kalvojen muodostumisessa.
- Koliini on myös välittäjäaineen asetyylikoliinin edeltäjä ja tärkeä labiilien metyyliryhmien lähde.
- Glyseroli-3-fosfaatti, jota tuotetaan esterin hydrolyysistä ja rasvahappoketjujen ja koliinitähteen välisistä fosfodiesterisidoksista, voi toimia edeltäjämolekyylinä muille lipideille, joilla on tärkeitä tehtäviä solun sisäisissä signalointitapahtumissa.
Viitteet
- Dowd, J., & Jenkins, L. (1972). Keuhko shokissa: katsaus. Canadian Anesthetists Society Journal, 19 (3), 309–318.
- Geiger, K., Gallacher, M., ja Hedley-Whyte, J. (1975). Aerosolisoidun dipalmitoyylilesitiinin jakautuminen soluihin ja puhdistuma. Journal of Applied Physiology, 39 (5), 759–766.
- Hamm, H., Kroegel, C., & Hohlfeld, J. (1996). Pinta-aktiivinen aine: katsaus sen toiminnoista ja merkityksestä aikuisten hengityselinten häiriöissä. Hengityslääketiede, 90, 251–270.
- Lee, AG (1975). Biologisten membraanien toiminnalliset ominaisuudet: Fysikaalis-kemiallinen lähestymistapa. Prog. Biophy. Molec. Biol., 29 (1), 3-56.
- Mason, RJ, Huber, G., ja Vaughan, M. (1972). Alveolaaristen makrofaagien dipalmitoyylilesitiinin synteesi. The Journal of Clinical Investigation, 51, 68–73.
- Zeisel, S., Da Costa, K., Franklin, PD, Alexander, EA, Sheard, NF, & Beiser, A. (1991). Koliini, välttämätön ravintoaine ihmisille. FASEB-lehti, 5, 2093–2098.