Fosfolipidy – wybrane aspekty biochemiczne.

Fosfolipidy należą do tłuszczowców złożonych. Podzielić je można na dwie grupy: glicerofosfolipidy i sfingofosfolipidy.

1. Glicerofosfolipidy wywodzą się z kwasu fosfatydowego (3-fosforanu-1,2-diacyloglicerolu). Można również powiedzieć, ze są pochodną glcerolo-1-fosforanu.[1] Jedna z grup hydroksylowych kwasu fosfatydowego zestryfikowana jest choliną, etanolaminą, seryną, glicerolem lub inozytolem. Stąd wyróznia się fosfatydylocholiny (lecytyna), fosfatydyloetanolaminy (kefalina), fosfatydyloseryny, fosfatydyloinozytole i fosfatydyloglicerole. Występują w biomembranach, np. tkanki mięśnia sercowego, tkanki nerwowej mózgowia, w żółtkach jaj, w tkance spichrzowej nasion soi, czy słonecznika. Do glicerofosfolipidów należą plazmalogeny, w których pierwszy atom węgla glicerolu związany jest eterowo z formą enolową wysokocząsteczkowego aldehydu (heksa- i oktadekanolu). Są obecne w ośrodkowym układzie nerwowym, ponadto występują u drobnoustrojów i mikroorganizmów. Fosfatydyloinozytole zawarte są w mięśniu sercowym.

2. Sfingofosfolipidy wywodzą się w ceramidu, czyli N-acetylo-4-sfingeniny. Ceramidy są amidami wysokocząsteczkowych kwasów tłuszczowych, np. nerwonowego, lignocerynowego, cerebronowego oraz aminoalkoholu sfingozynowego, pochodnego sfinganiny, np. 4-sfingenina, 4-hydroksysfingenina. Do sfingofosfolipidów należą sfingomieliny budujące osłonkę mielinową neuronów[2],[3]

Fosfolipidy są składnikami błon komórkowych i osłonek nerwowych. Występują we krwi, wątrobie, żółtku jaj mięśniach, w licznych nasionach roślin, np. Glycine max – ok. 4%, Mucuna pruriens[4],[5]. Stanowią rezerwuar fosforu. Są ośrodkiem emulgującym inne substancje zapasowe i strukturalne w tkankach. Różnią się od tłuszczowców tym, że zawierają zamiast jednej z reszt kwasu tłuszczowego ester fosforowy zasady amoniowej [6], [7].

Kardiolipiny należą do fosfolipidów wchodzących w skład błon elementarnych mitochondriów komórek mięśnia sercowego. Pod względem chemicznym są to 1,3-bis-fosfatydyloglicerole.[8]

Spośród kwasów tłuszczowych obecnych w lecytynach sojowych największy udział ma kwas linolowy (62-66%), następnie palmitynowy i stearynowy (16-20%), oleinowy (8-2%),
i linolenowy (6-8%).[9]

Lecytyny mogą być uważane za mieszaniny estrów kwasów alfa- i beta-glicerynofosforowego i nienasyconych kwasów tłuszczowych (linolowy, linolenowy, oleinowy)[10]; zawierają ponadto resztę choliny, związaną z kwasem fosforowym. Są to substancje maziste, w dotyku tłuste, barwy żółtobrunatnej, higroskopijne. Świeżo oczyszczone są barwy białej lub żółtawej, na powietrzu ciemnieją. Kefaliny różnią się od lecytyn tym, że zamiast reszty choliny zawierają resztę kolaminy (alkoholu aminoetylowego)[11],[12].

Kwas fosfatydowy jest prekursorem do syntezy fosfolipidów. Zawiera szkielet glicerolowi i połączone z nim estrowo 2 reszty acylowe kwas tłuszczowych i resztę kwasu fosforowego. Kolejne związki fosforanowe powstają, gdy reszta kwasu ortofosforowego reaguje z grupą hydroksylową seryny, etanolaminy, choliny lub inozytolu. Lecytyny syntetyzowane są w gładkim retikulum endoplazmatycznym. Dwie cząsteczki kwasów tłuszczowych są łączone z jedną cząsteczką fosforanu gliceryny za pomocą enzymu – acetylotransferazy. Powstający kwas fosfatydowy jest wbudowywany w błonę retikulum endoplazmatycznego. W kolejnym etapie cząsteczka choliny zostaje związana z cząsteczką kwasu fosfatydylowego[13], [14], [15]

Fosfolipidy mają charakter jonów dwupolarnych (amfoterycznych) i dlatego tworzą w wodzie układy koloidalne. Są związkami powierzchniowo czynnymi i wykazują skłonność do gromadzenia się na powierzchni rozdziału między wodą i innymi cieczami. Biorą udział w przenoszeniu tłuszczów w organizmie[16].

[1] Samuelsson G., Bohlin L.: Drugs of natural origin a treatise of pharmacognosy. 6^th revised edition. Apotekarsocieteten Swedish Academy of Pharmaceutical Sciences, Stockholm 2009, s. 256.

[2] Wrzeciono U., Zaprutko L.: Chemia związków naturalnych. Akademia Medyczna im. K. Marcinkowskiego, Poznań 2001, s. 204-208.

[3] Evans W., Ch.: Pharmacognosy. Fifteenth Edition. Saunders, Elsevier, 2002, s. 180.

[4] Rangari V.D.: Pharmacognosy & Phytochemistry. Volume II, Second Edition. Career Publications, 2009, s. 117, 252-253.

[5] Rimpler H.: Biogene Arzneistoffe. 2. Auflage. Deutscher Apotheker Verlag Stuttgart 1999, s. 147-148, 164.

[6] Cram J. D., Hammond G. S.: Chemia organiczna. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1963, s. 552-553.

[7] Koolman J., Röhm K.-H.: Biochemia. PZWL, Warszawa 2005, s. 50-51, 214-215.

[8] Hänsel R., Sticher O.: Pharmakognosie – Phytopharmazie.Springer Medizin Verlag, Heidelberg 2007, s. 784-785.

[9] Ibidem, s. 787.

[10] Dingermann,T., Hänsel R., Zündorf I.: Pharmazeutische Biologie. Springer Verlag Berlin Heidelberg New York 2002, s. 22.

[11] Bobrański B., Tołłoczko St.: Chemia organiczna. PWN, Warszawa 1957, s. 224, 290-291.

[12] Marchlewski L.: Chemia fizjologiczna. Kraków 1947, tom I, s. 104-108.

[13] Dingerman T., Kreis W., Rimpler H., Zündorf I.: Biologia farmacutyczna. MedPharm Polska, Wrocław 2012, s. 57.

[14] Salway J.G.: Biochemia w zarysie. Wydawnictwo Medyczne Górnicki, Wrocław 2009, s. 81, 82-85.

[15] Dewick P.M.: Medicinal Natural Products A biosynthetic Approach. Third Edition. Wiley, 2009, s. 44-45.

[16] Nenitescu C.D.: Chemia organiczna. PWN, Warszawa 1967, tom I, s. 784-785.