fosfolipidy

fosfolipidy sú významne zapojené do štruktúry bunkových membrán. Sú to komplexné lipidy, ktoré obsahujú väzbu esteru kyseliny fosforečnej. Sú tiež amfifilné, pretože majú hydrofilnú a lipofilnú oblasť.

Čo sú to fosfolipidy?

Fosfolipidy sú estery glycerolu alebo sfingozínu s dvoma molekulami mastných kyselín a jedným zvyškom kyseliny fosforečnej, ktoré môžu byť zase esterifikované rôznymi alkoholmi. Sú základnými stavebnými kameňmi bunkových membrán a bunkových organel.

Tam tvoria dvojitú lipidovú vrstvu, ktorá oddeľuje intracelulárny priestor od extracelulárneho priestoru. Obidve izby majú vodné prostredie, ktorého molekuly sa navzájom nedotýkajú. Každá z fosfolipidových molekúl obsahuje hydrofilnú a lipofilnú oblasť. Hydrofilnú oblasť predstavuje glycerínová a fosfátová skupina a okrem toho často alkohol esterifikovaný na fosfátovej skupine. Lipofilná oblasť je umiestnená na zvyškoch mastných kyselín. Lipofilné skupiny sa agregujú, zatiaľ čo hydrofilné skupiny sa voči sebe zdráhajú.

Lipidová dvojvrstva obsahuje dve hydrofilné vrstvy, ktoré ohraničujú bunku zvonka a zvnútra. Lipofilná oblasť leží vo vnútri dvojvrstvy. Fosfolipidy sa delia na fosfoglyceridy a sfingomyelíny. Ďalej môžu byť zvyšky kyseliny fosforečnej okrem iného esterifikované cholínom, etanolamínom alebo serínom. V prípade fosfoglyceridov to vedie k fosfatidylcholínom (lecitín), fosfatidyletanolamínom alebo fosfatidylserínom.

Funkcia, účinok a úlohy

Fosfolipidy predstavujú hlavnú zložku biomembrány, čím oddeľujú vnútro bunky od okolitej oblasti. Súčasná hydrofilita a lipofilita umožňujú fosfolipidom pôsobiť ako hraničná vrstva medzi vodou a olejom.

Takže tukovité látky sa akumulujú na lipofilnom konci molekuly. Polárne látky a vodné roztoky sa viažu v hydrofilnej oblasti. Súčasne sa do roztoku privádzajú voda, vo vode rozpustné zlúčeniny aj vo vode nerozpustné, ale v tuku rozpustné zlúčeniny. Vo vode fosfolipidy vždy tvoria dvojité vrstvy, ktorých hydrofilné molekulárne časti smerujú k vode a lipofilné molekulárne časti smerujú od vody. Membrány zároveň vytvárajú priestory, v ktorých môžu biochemické reakcie nenarušené vonkajšími vplyvmi. Nepolárne oblasti fosfolipidov prispievajú k ich tekutosti.

Zhromažďujú sa tu nepolárne zvyšky mastných kyselín, ale kvôli nepolárnosti sú tu molekulárne interakcie slabé. Týmto spôsobom sa uhľovodíkové zvyšky môžu mierne posúvať proti sebe. Hydrofilné hlavy sú skutočne proti sebe navzájom protichodné. Pre polárne molekuly sú však silnejšie väzbové sily. V dôsledku lipofilného charakteru bunkovej membrány sú dve vodné prostredia od seba oddelené, takže biochemické reakcie môžu prebiehať nerušene v oboch oblastiach. Pomocou transportných proteínov môžu byť molekuly alebo ióny selektívne transportované kanálmi zabudovanými do dvojitej membránovej vrstvy.

Receptory prítomné v dvojitej membráne prenášajú signály vo vnútri bunky. Vezikuly môžu oddeľovať membránu, ktorá pozostáva z fosfolipidov, a môžu absorbovať látky cudzie do bunky alebo uvoľňovať enzýmy alebo hormóny do extracelulárnej oblasti. Lecitín slúži okrem svojej funkcie ako membránovej zložky aj ako východiskový materiál pre tvorbu neurotransmiterov acetylcholínu a noradrenalínu. Hrá tiež dôležitú úlohu pri trávení tukov.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Fosfatidylcholín (lecitín), fosfatidyletanolamín, fosfatidylserín, fosfatidylinozitol a sfingolipidy sú v membránach prítomné ako fosfolipidy. Okrem toho cholesterol a jeho deriváty zaisťujú tekutosť membrány. Lipidy smerujúce k bunkovému povrchu môžu byť glykozylované.

Syntéza fosfolipidov prebieha v hladkom endoplazmatickom retikule. Odtiaľ sú molekuly transportované na miesto určenia vo forme vezikúl a zabudované do membrány. V ľudskom tele sa okrem ich normálneho výskytu v každej bunkovej membráne nachádza v mozgu, kostnej dreni, pečeni alebo srdci obzvlášť veľké množstvo fosfolipidov. Potraviny bohaté na fosfolipidy sú najmä vaječné žĺtky, semená, korene, hľuzy, huby, kvasnice a rastlinné oleje.

Choroby a poruchy

V súvislosti s fosfolipidmi je známy takzvaný antifosfolipidový syndróm. Toto ochorenie sa vyskytuje hlavne u žien a vyznačuje sa zvýšeným výskytom arteriálnych a žilových trombóz.

To má často za následok infarkty, mozgové mŕtvice, pľúcnu embóliu alebo trombózy. V pokožke sa vyskytuje paradoxné krvácanie, ktoré vedie k zvýšenej spotrebe krvných doštičiek. Potraty sú bežné. Príčinou tohto stavu je autoimunitná porucha. Imunitný systém je namierený proti určitým fosfolipidom, ako je kardiolipín alebo protrombín. Vždy sa však jedná o protilátky proti proteínom spojeným s fosfolipidmi. Syndróm sa vyskytuje samotný aj v kontexte rôznych autoimunitných chorôb, ktoré patria do reumatickej skupiny foriem.

Najbežnejším základným ochorením je systémový lupus erythematodes (SLE), ktorý sa môže vyvinúť aj v súvislosti s malígnymi nádormi alebo vírusom HIV. Sekundárny antifosfolipidový syndróm sa môže vyskytnúť aj pri reumatoidnej artritíde, lupus erythematodes alebo Sjögrenovom syndróme. Proteín beta-2-glykoproteín I hrá dôležitú úlohu v patogenéze choroby. Je prítomný ako monomér v krvi a viaže sa okrem iného na bunkovú membránu monocytov a krvných doštičiek, na ktorej sa aktivujú krvné doštičky.

Keď sa molekula viaže na bunkovú membránu, mení svoju konformáciu, takže je náchylná na útok špecifickými protilátkami. Vytvorí sa dimér, ktorý sa môže viazať na rôzne receptory umiestnené v membráne. Výsledkom je aktivácia tvorby trombu. Existuje aj špeciálna forma choroby, ktorá postihuje najmä mladých mužov vo veku od dvoch do štyroch rokov. Toto je zriedkavý Hughesov-Stovinov syndróm s podobnými príznakmi.