הדיפליטמיטיל - פוספטידילכולין, הידוע יותר בספרות כדיפלמיטואיל לציטין או DPL הוא ליפיד מורכב באופיו השייך לקבוצת הפוספוליפידים, במיוחד למשפחת הגליצרופוספוליפידים וכל הפוספטידילכולינים.
ליפיד זה הוא החומר הפעיל העיקרי של חומר פעילי שטח הריאה ובאיבר זה הוא מיוצר בעיקרו על ידי מקרופאגים אלווולריים מהציטדין דיפוספט או מסלול CDP-choline.
מבנה הדיפלמיטואילפוספטידילכולין (מקור: Fvasconcellos באמצעות ויקימדיה Commons)
חומר פעילי שטח ריאה הוא תערובת מורכבת של ליפידים וחלבונים שנמצאים בערך 10 עד 15 מיליגרם לק"ג משקל גוף אצל בעלי חיים בוגרים. הריכוז שלה בריאה שווה לכ -120 מיליגרם למיליליטר.
ליפידים, כולל דיפלמיטואילפוספטידילכולין, פוספוליפידים אחרים וכולסטרול, מהווים יותר מ 85% ממשקלו של חומר פעילי הריאה. הפוספוליפיד החשוב הזה (DPL) אחראי להפחתת מתח השטח בגדילים במהלך התפוגה.
הביוסינתזה שלה יכולה להתרחש דה-נובו דרך מסלול CDP-phosphocholine, או על ידי מתילציה רציפה של פוספטידיל-מתנולמין (מנותז על ידי N-methyltransferase phosphatidylethanolamine); או שזה יכול להיות מסונתז על ידי החלפת בסיס של פוספוליפידים אחרים כמו פוספטידילסרין, פוספטידילינוזיטול, פוספטידיל מתנולמין או אחרים.
מִבְנֶה
מבנה הדיפלמיטואילפוספטידילכולין, כשמו כן הוא, מורכב מאזור עמוד השדרה המורכב ממולקולת גליצרול שאליה מועתקות שתי מולקולות של חומצה פלמיטית בפחמימות בתנוחות 1 ו -2, וחלק כולין הקשור לפוספט של פחמן במצב C3 של אותה שלד.
מבנה זה, כמו זה של כל השומנים, מאופיין באופיו האמפיפתי, הנוגע לנוכחותו של חלק קוטבי הידרופילי, המיוצג על ידי הכולין המחובר לקבוצת הפוספטים, וחלק אפוליארי הידרופובי, המיוצג על ידי השניים שרשראות אליפטיות מאושרות.
חומצה הקסדקאנואית, חומצה פלמיטית או פלמיטיט, היא חומצה שומנית רוויה (16 קשרים יחידים פחמן-פחמן יחיד) בעלת שרשרת ארוכה (16 אטומי פחמן) והיא אחת מחומצות השומן הנפוצות בטבע (בעלי חיים, מיקרואורגניזמים ובעיקר בצמחים).
מכיוון שרשראות חומצה פלמיטית רוויות, הדיפלמיטו-פוספטידילכולין או הדיפלמיטואיל לציטין הם גם חלק מהליציטינים ה"לא-רוויים "שניתן למצוא בקרומי התא.
כולין, מרכיב חיוני בתזונה של בעלי חיים רבים, הוא סוג של מלח אמוניום רביעי המסיס במים ובעל מטען חיובי נטו; כלומר, מדובר במולקולה קטיונית, שעבורם פוספטידילכולינות הם ליפידים קוטביים.
מאפיינים
מִבנִי
בדומה לשאר הפוספטידילכולינות, דיפלמיטואיל-פוספטידילכולין הוא אחד המרכיבים העיקריים והשכיחים ביותר בשכבות הדו-שומניות המרכיבות את הממברנות הביולוגיות של כל היצורים החיים.
הקונפורמציה שלו מאפשרת לו ליצור בקלות דו-שכבתי, שם הזנבות ההידרופוביים "מסתתרים" מהתווך ההידרופילי לעבר האזור המרכזי וראשי הקוטב נמצאים במגע ישיר עם המים.
לכל הפוספטידילכולינות באופן כללי ניתן ליצור שלב "למלמלי" בפיזור מימי. אלה מכונים ליפוזומים, שהם שכבות ליפיד קונצנטריות (כדוריות) עם מים שנלכדו בין הדו-צדדים.
בממברנות עשירות בכולסטרול, ליפיד זה קשור ביחס של שבע מולקולות דיפלמיטואיל לציטין לכל מולקולת כולסטרול ותפקידו להימנע ממגע בין שתי מולקולות כולסטרול ולייצב אותן במבנה הממברנה.
החדירות של קרומים העשירים בדיפלמיטואילפוספטידילכולין עולה עם הטמפרטורה, מה שעשוי לייצג יתרון מטבולי עבור תאים רבים.
כחומר פעילי שטח ריאתי
כאמור, דיפלמיטואילפוספטידילכולין חיוני להפחתת מתח פני השטח בגווני הריאה בזמן התפוגה.
החלק ההידרופילי שלו (הכולין) קשור לשלב הנוזלי של האלווים, ואילו שרשראות החומצה הפלמיטית ההידרופובית נמצאים במגע עם השלב האווירי.
"חומר" זה מיוצר ומופרש על ידי תאים alveolar מסוג II בריאות (פנאומוציטים מסוג II) ועל ידי מקרופאגים alveolar, ורכיביו מסונתזים ומורכבים בתכנית הרשתית האנדופלסמית. לאחר מכן הם מועברים למתחם גולגי ויוצרים בהמשך גופות "למלליות" בציטוזול.
תפקידו העיקרי של חומר פעילי שטח ריאתי, ובכך של דיפלמיטואיל-פוספטידילכולין יחד עם ליפידים וחלבונים קשורים אחרים, הוא לנטרל את ההתפשטות האלוואולרית במהלך ההשראה ולתמוך בנסיגתו בזמן התפוגה.
זה גם תורם לשמירה על היציבות האלווולרית, כמו גם למאזן הנוזלים ולוויסות הזרימה הנימית לריאות.
נכון לעכשיו, לא בדיוק ידוע אם ייצור של דיפלמיטואיל לציטין על ידי מקרופאגים אלוואלריים קשור לשילוב של ליפיד זה בחומר שטח הריאה או בפעילותו הפגוציטית, אם כי יש מחקר רב בנושא זה.
כסם
חלק מתסמונות לחץ הנשימה אצל תינוקות שזה עתה נולדו ומבוגרים מאופיינות בירידה של דיפלמיטואילפוספטידילכולין בממשק רקמות האוויר. מסיבה זו ישנם מספר דוחות מחקריים הקשורים לביצוע ערפול עם שומנים זה כדי לשחזר קשרים בנפח לחץ בריאות.
בחילוף חומרים
מוצרי הפירוק של דיפלמיטואילפוספטידילכולין הם מרכיבים חיוניים לתהליכים מטבוליים רבים:
ניתן להשתמש בשתי שרשראות החומצות הפלמיטיות בחמצון ה- β של חומצות שומן בכדי להשיג כמויות גדולות של אנרגיה או לסינתזה של ליפידים חדשים.
- שאריות הכולין מקבוצת "הראש" הקוטבית של פוספוליפיד זה מהווה מבשר חשוב לביוסינתזה של פוספוליפידים אחרים, המהווים מרכיבים חיוניים ליצירת ממברנות ביולוגיות.
- כולין הוא גם מבשר למעביר העצבי אצטילכולין, ומהווה מקור חשוב לקבוצות מתיל שבריריות.
- גליצרול 3-פוספט, המיוצר מהידרוליזה של קשרי האסטר והפוספודיאסטר בין שרשראות חומצות השומן ושאריות הכולין, יכול לשמש כמולקולת מבשר לליפידים אחרים שיש להם תפקידים חשובים באירועי איתות תוך-תאיים. .
הפניות
- Dowd, J., & Jenkins, L. (1972). הריאה בהלם: סקירה. Journal of Canadian Anesthetists Society, 19 (3), 309–318.
- גייגר, ק., גאלצ'ר, מ., והדלי-ווייט, ג'. (1975). התפלגות סלולרית ופינוי סלולרי של לפטין דיפלמיטואיל. Journal of Applied Physiology, 39 (5), 759–766.
- Hamm, H., Kroegel, C., & Hohlfeld, J. (1996). שטח פנים: סקירה של תפקידיו ורלוונטיות בהפרעות נשימה של מבוגרים. רפואת נשימה, 90, 251–270.
- לי, א.ג. (1975). תכונות פונקציונליות של ממברנות ביולוגיות: גישה פיזיקלית-כימית. פרופ 'ביובי. מולק. ביול., 29 (1), 3-56.
- מייסון, RJ, Huber, G., & Vaughan, M. (1972). סינתזה של Dipalmitoyl Lecithin על ידי מקרופאגים Alveolar. כתב העת לחקירות קליניות, 51, 68-73.
- זייזל, ס., דה קוסטה, ק., פרנקלין, פ.ד., אלכסנדר, א.א., שארד, נ.פ. כולין, חומר מזין חיוני לבני אדם. כתב העת FASEB, 5, 2093–2098.