Діпальмітоілфосфатіділхолін, більш відомий в літературі як діпальмітоіл лецитин або DPL являє собою з'єднання ліпідів в природі , що належить до групи фосфоліпідів, в зокрема сімейства гліцерофосфоліпідів і всіх Фосфатидилхолін.
Згаданий ліпід є основним поверхнево-активним речовиною легеневої поверхнево-активної речовини, і в цьому органі він виробляється, по суті, альвеолярними макрофагами з цитидинового дифосфату або CDP-холінових шляхів.
Структура Дипальмітоілфосфатиділхоліну (Джерело: Fvasconcellos через Wikimedia Commons)
Поверхнево-активна речовина легенів - це складна суміш ліпідів і білків, яка міститься приблизно в 10-15 міліграмів на кілограм маси тіла у дорослих тварин, а його концентрація в легені еквівалентна приблизно 120 міліграм на мілілітр.
На ліпіди, включаючи дипальмітоілфосфатидилхолін, інші фосфоліпіди та холестерин, припадає понад 85% ваги легеневої поверхнево-активної речовини. Цей важливий фосфоліпід (ДПЛ) відповідає за зниження поверхневого натягу в альвеолах під час видиху.
Її біосинтез може відбуватися de novo через CDP-фосфохоліновий шлях, або шляхом послідовного метилювання фосфатидилетаноламіну (каталізується фосфатидилетаноламіну N-метилтрансферазою); або він може бути синтезований за рахунок обміну основою інших фосфоліпідів, таких як фосфатидилсерин, фосфатиділінозитол, фосфатидилетаноламін та інші.
Будова
Структура дипальмітоілфосфатиділхоліну, як вказує його назва, складається з скелета, складеного з молекули гліцерину, до якої дві вуглецеві молекули пальмітинової кислоти естерифікуються в положеннях 1 і 2, і холінової частини, пов'язаної з фосфатом вуглець у положенні С3 того самого скелета.
Ця структура, як і у всіх ліпідів, характеризується своєю амфіпатичною природою, яка пов'язана з наявністю гідрофільної полярної частини, представленої холіном, приєднаним до фосфатної групи, та гідрофобною тополярною частиною, представленою двома стерилізовані аліфатичні ланцюги.
Гексадеканова кислота, пальмітинова кислота або пальмітат - це довголанцюгова (16 атомів вуглецю) насичена жирна кислота (лише одиничні зв'язки вуглець-вуглець) і є однією з найпоширеніших жирових кислот у природі (тварини, мікроорганізми і особливо у рослинах).
Оскільки ланцюги пальмітинової кислоти є насиченими, дипальмітоілфосфатидилхолін або дипальмітоїл лецитин також є частиною "ненасичених" лецитинів, які можна знайти в клітинах мембранах.
Холін, важливий елемент раціону багатьох тварин, - це тип четвертинної амонієвої солі, який розчинний у воді і має чистий позитивний заряд; тобто це катіонна молекула, для якої фосфатидилхоліни є полярними ліпідами.
Особливості
Структурний
Як і решта фосфатиділхолінів, дипальмітоілфосфатидилхолін є одним з основних і найпоширеніших компонентів ліпідних двошарових шарів, що складають біологічні мембрани всіх живих істот.
Його конформація дозволяє легко утворювати двошарові, де гідрофобні хвости "ховаються" від гідрофільного середовища у напрямку до центральної області, а полярні головки знаходяться в безпосередньому контакті з водою.
Для всіх фосфатидилхолінів, як правило, можна утворити "пластинчасту" фазу у водних дисперсіях. Вони відомі як ліпосоми - це концентричні (сферичні) ліпідні шари з водою, що потрапила між двошаровими.
У мембранах, багатих холестерином, цей ліпід пов'язаний у співвідношенні семи молекул дипальмітоїл лецитину для кожної молекули холестерину, його функція полягає у тому, щоб уникнути контакту між двома молекулами холестерину та стабілізувати їх у структурі мембрани.
Проникність мембран, багатих дипальмітоілфосфатидилхоліном, збільшується з підвищенням температури, що може представляти перевагу метаболізму для багатьох клітин.
Як легеневе ПАР
Як було сказано раніше, дипальмітоілфосфатиділхолін має важливе значення для зменшення поверхневого напруги в легеневих альвеолах під час видиху.
Її гідрофільна частина (холін) пов'язана з рідкою фазою альвеол, тоді як гідрофобні ланцюги пальмітинової кислоти контактують з повітряною фазою.
Ця "речовина" виробляється та секретується альвеолярними клітинами II типу в легенях (пневмоцити II типу) та альвеолярними макрофагами, а її компоненти синтезуються та збираються в ендоплазматичному ретикулумі. Потім вони переносяться в комплекс Гольджі і згодом утворюють «пластинчасті» тіла в цитозолі.
Основна функція легеневої поверхнево-активної речовини, а отже, і дипальмітоілфосфатидилхоліну разом з іншими асоційованими ліпідами та білками, полягає у протидії альвеолярному розширенню під час вдиху та підтримці його втягування під час видиху.
Це також сприяє підтримці альвеолярної стійкості, а також рідинному балансу та регуляції капілярного потоку до легенів.
В даний час точно не відомо, чи пов’язано виробництво дипальмітоїл лецитину альвеолярними макрофагами з включенням цього ліпіду в легеневу поверхнево-активну речовину або з його фагоцитарною активністю, хоча в цьому плані є багато досліджень.
Як наркотик
Для деяких синдромів респіраторного стресу у новонароджених дітей та дорослих характерно зниження дипальмітоїлфосфатидилхоліну на межі повітря-тканини. З цієї причини існує кілька звітів про дослідження, пов’язані з небулайзацією цього ліпіду для відновлення зв’язків тиску та об’єму в легенях.
В обміні речовин
Продукти розпаду дипальмітоїлфосфатидилхоліну є важливими елементами для багатьох обмінних процесів:
- Два ланцюги пальмітинової кислоти можуть бути використані при β-окисленні жирних кислот для отримання великої кількості енергії або для синтезу нових ліпідів.
- Холіновий залишок полярної групи «головки» цього фосфоліпіду є важливим попередником біосинтезу інших фосфоліпідів, які є важливими компонентами для формування біологічних мембран.
- Холін також є попередником нейромедіатора ацетилхоліну і є важливим джерелом лабільних метильних груп.
- 3-фосфат гліцерину, що утворюється в результаті гідролізу ефірних і фосфодіефірних зв'язків між ланцюгами жирних кислот і залишком холіну, може служити молекулою-попередником для інших ліпідів, які мають важливі функції при внутрішньоклітинних сигнальних подіях .
Список літератури
- Dowd, J., & Jenkins, L. (1972). Легені в шоці: огляд. Журнал Канадського товариства анестезіологів, 19 (3), 309–318.
- Гейгер, К., Галлахер, М., Хедлі-Уайт, Дж. (1975). Клітинний розподіл та кліренс аерозолізованого дипальмітоїл лецитину. Журнал прикладної фізіології, 39 (5), 759–766.
- Hamm, H., Kroegel, C., & Hohlfeld, J. (1996). Поверхнево-активна речовина: огляд її функцій та актуальності при дихальних розладах у дорослих. Респіраторна медицина, 90, 251–270.
- Лі, AG (1975). Функціональні властивості біологічних мембран: фізико-хімічний підхід. Прог. Біофія. Молек. Біол., 29 (1), 3-56.
- Мейсон, Дж. Дж., Губер, Г. та Вон, М. (1972). Синтез дипальмітоїл лецитину альвеолярними макрофагами. Журнал клінічних досліджень, 51, 68–73.
- Zeisel, S., Da Costa, K., Franklin, PD, Alexander, EA, Sheard, NF, & Beiser, A. (1991). Холін - найважливіше поживне речовина для людини. Журнал FASEB, 5, 2093–2098.