5.7. Метаболізм сфінголіпідів. Сфінголіпідози

5.7.1. Синтез сфінголіпідів. Сфінголіпіди – це складні ліпіди, утворені на основі двохатомного ненасиченого аміноспирту сфінгозину та вищих жирних кислот Ці ліпіди виконують структурну функцію - входять до складу клітинних мембран, в основному нервової системи.

Синтез сфінгозину в ендоплазматичному ретикулумі відбувається за участі послідовних окисно-відновних реакцій, які каталізують 3-кетосфінганінредуктаза та сфінганінредуктаза: відповідно(рис. 8.11):

Пальмітоїл-КоА + серин + НАДФН + Н → дигідросфінгозин + СО₂ + НАДФ⁺ + КоА-SH

Дигідросфінгозин + ФП → сфінгозин + ФП-Н₂

Утворення N-ацилсфінгозинів (церамідів) відбувається шляхом приєднання жирної кислоти до сфінгозину в N-положенні:

Сфінгозин + ацил-КоА → N-ацилсфінгозин (церамід) + КоА-SH

Останній є попередником у синтезі фосфо-та глікосфінголіпідів.

Фосфосфінголіпід сфінгомієлін утворюється при взаємодії цераміду з ЦДФ-холіном:

Церамід + ЦДФ-холін → сфінгомієлін + ЦМФ

Галактозилцерамід синтезується з цераміду та УДФ-галактози. УДФ-галактоза утворюється з УДФ-глюкози за участі ферменту уридиндифосфогалактозоепімерази.

УДФ-Гал + церамід → Гал-церамід + УДФ

Сульфогалактозилцерамід утворюється в реакції галактозилцераміду з фосфоаденозинфосфосульфатом (ФАФС, „активний сульфат”).

Гангліозиди синтезуються з цераміду послідовним приєднанням активованих моносахаридів і однієї з сіалових кислот, наприклад, N- ацетилнейрамінової кислоти.

Рис. 5.14. Схема синтезу сфінголіпідів

5.7.2. Катаболізм сфінголіпідів. Катаболізм сфінголіпідів відбувається за участі лізосомальних ферментів.

Сфінгомієліни розщеплюються до цераміду та фосфохоліну за участю сфінгомієлінази:

Сфінгомієлін → церамід + фосфохолін

Глікосфінголіпіди. Розщеплення глікосфінголіпідів починається із поступового відщеплення моносахаридних залишків від олігосахаридного кінця молекул.

Схему гідролітичного розщеплення глікосфінголіпідів G_м1 G_м2 подано на рис. 5.15. На схемі подані гангліозиди, зв'язані з N-ацетилнейраміновою кислотою-NeuAc.

К

Рис. 5.15. Послідовність етапів

катаболізму глікосфінголіпідів

онкретні послідовності реакцій можуть відрізнятися залежно від особливостей будови олігосахаридної частини глікосфінголіпіду. Сфінгозин, що утворюється у результаті цих реакцій, розпадається до фосфоетаноламіну та довголанцюгового альдегіду.

Спадкові захворювання, які пов’язані з недостатністю ферментів катаболізму сфінголіпідів, називають сфінголіпідозами, які належать до родини лізосомальних захворювань і проявляються у ранньому дитячому віці. Захворювання супроводжуються накопиченням у тканинах складних ліпідів, структурним компонентом яких є церамід, розумовою відсталістю тощо.

5.7.3. Генетичні аномалії метаболізму сфінголіпідів. Спадкові ліпідози, або хвороби жирового нагромадження, зумовлені відсутністю або зниженням активності специфічних лізосомальних катаболічних ферментів, необхідних для розщеплення ліпідних і гліколіпідних комплексів. Ліпіди поступово відкладаються в уражених тканинах, викликають їх руйнування.

Спадкові хвороби, пов’язані з аномальним накопиченням в головному мозку та інших тканинах сфінголіпідів та продуктів їх метаболізму, структурним компонентом яких є цераміди, отримали назву сфінголіпідозів (табл. 5.4).

Таблиця 5.4. Ферментопатії обміну ліпідів

Захворювання		Дефект ферменту	Клінічні прояви
Гангліозидози
Хвороба Тея-Сакса	Гексозамінідаза А		М’язова слабкість, розумова відсталість, сліпота
Хвороба Сандхоффа	Гексозамінідази А і В		Такі ж самі, але розвиваються швидше
Глюкоцереброзидози
Хвороба Гоше	цереброзил-β-глюкозидаза		Збільшення печінки і селезінки, ерозія трубчастих кісток, розумова відсталість
Галактоцереброзидози
Хвороба Фабрі	α-Галактозидаза		Шкірні висипи, ниркова недостатність, рецесивна генетична ознака Х –хромосоми
Метахроматична лейкодистрофія	Арилсульфатаза		Розумова відсталість і психічні порушення у дорослих
Хвороба Німана - Піка	Сфінгомієліназа		Збільшення печінки і селезінки, розумова відсталість, фатальна в ранньому віці
Гангіозидоз GМ1	β - Галактозидази		проявляється затримкою розумового розвитку, сліпотою, неврологічними розладами