Dipalmitoilfosfatidilkolin, poznatiji u literaturi kao dipalmitoil lecitin ili DPL spoj lipid u prirodi pripada skupini fosfolipida, posebno rod glicerofosfsolipida i svih fosfatidilkolina.
Spomenuti lipidi su glavno površinski aktivno sredstvo plućnog surfaktanata, a u ovom organu ga proizvode pretežno alveolarni makrofazi iz citidin-difosfata ili CDP-holina.
Struktura Dipalmitoylphosphatidylholina (Izvor: Fvasconcellos via Wikimedia Commons)
Surfaktant pluća je složena mješavina lipida i proteina koja se nalazi u otprilike 10 do 15 miligrama po kilogramu tjelesne težine u odraslih životinja, a njegova koncentracija u plućima jednaka je oko 120 miligrama po mililitru.
Lipidi, uključujući dipalmitoilfosfatidilholin, druge fosfolipide i kolesterol, čine više od 85% mase surfaktanta pluća. Ovaj važan fosfolipid (DPL) odgovoran je za smanjenje površinske napetosti alveola tijekom ekspiracije.
Njegova biosinteza može se dogoditi de novo kroz CDP-fosfoholinski put ili sekvencijalnim metiliranjem fosfatidiletanolamina (katalizirano fosfatidiletanolamin N-metiltransferazom); ili se može sintetizirati baznom izmjenom drugih fosfolipida, poput fosfatidilserina, fosfatidilinozitola, fosfatidiletanolamina ili drugih.
Struktura
Struktura dipalmitoilfosfatidilholina, kao što mu ime govori, sastoji se od okosnice sastavljene od molekule glicerola u kojoj se dvije molekule palmitinske kiseline esterificiraju u ugljikovima u položajima 1 i 2 i dijela holina vezanog na fosfat od ugljika u položaju C3 istog kostura.
Ovu strukturu, kao i za sve lipide, karakterizira njegova amfipatička priroda, koja ima veze s prisustvom hidrofilnog polarnog dijela, predstavljenog holinom vezanim za fosfatnu skupinu, i hidrofobnim topolarnim dijelom, predstavljenim s dva esterificirani alifatički lanci.
Heksadekanska kiselina, palmitinska kiselina ili palmitat dugotrajna je (16 atoma ugljika) zasićena masna kiselina (samo pojedinačne veze ugljik-ugljik) i jedna je od najčešćih masnih kiselina u prirodi (životinje, mikroorganizmi i posebno u biljkama).
Budući da su lanci palmitinske kiseline zasićeni, dipalmitoilfosfatidilholin ili dipalmitoil lecitin također su dio "nezasićenih" lecitina koji se mogu naći u staničnim membranama.
Kolin, bitan element u prehrani mnogih životinja, vrsta je kvartarne amonijeve soli topljive u vodi i ima neto pozitivan naboj; to jest, to je kationska molekula, za koju su fosfatidilkolini polarni lipidi.
Značajke
strukturalan
Kao i ostali fosfatidilholini, dipalmitoilfosfatidilholin jedna je od glavnih i najobilnijih komponenti lipidnog dvosloja koji čine biološke membrane svih živih bića.
Konformacija mu omogućuje da lako formira dvoslojne, gdje se hidrofobni repovi "skrivaju" od hidrofilnog medija prema središnjem području, a polarne glave su u izravnom kontaktu s vodom.
Za sve fosfatidilkoline općenito je moguće formirati "lamelarnu" fazu u vodenim disperzijama. To su poznati kao liposomi, koncentrični (sferični) lipidni slojevi s vodom zarobljenom između slojeva.
U membranama bogatim kolesterolom ovaj se lipid povezuje u omjeru sedam molekula dipalmitoil lecitina za svaku molekulu kolesterola, a njegova je funkcija izbjegavanje kontakta dviju molekula kolesterola i stabiliziranje u strukturi membrane.
Propusnost membrana bogatih dipalmitoilfosfatidilholinom povećava se s temperaturom, što može predstavljati metaboličku prednost za mnoge stanice.
Kao plućna površinski aktivna tvar
Kao što je prethodno spomenuto, dipalmitoilfosfatidilkolin je ključan za smanjenje površinske napetosti u plućnim alveolama tijekom ekspiracije.
Njegov hidrofilni dio (holin) povezan je s tekućom fazom alveola, dok su lanci hidrofobne palmitinske kiseline u kontaktu s zračnom fazom.
Ta se „tvar“ proizvodi i izlučuje alveolarnim stanicama tipa II u plućima (pneumociti tipa II) i alveolarnim makrofazima, a njegove komponente se sintetiziraju i okupljaju u endoplazmatskom retikulu. Zatim se prebacuju u Golgijev kompleks i naknadno formiraju "lamelarna" tijela u citosolu.
Primarna funkcija plućne površinski aktivne tvari, a time i dipalmitoilfosfatidilkolina, zajedno s ostalim povezanim lipidima i proteinima, je suzbijanje alveolarne ekspanzije tijekom udisanja i podržavanje njezinog povlačenja tijekom ekspiracije.
Također pridonosi održavanju stabilnosti alveola, kao i ravnoteži tekućine i regulaciji protoka kapilara u pluća.
Trenutno nije točno poznato je li proizvodnja dipalmitoil lecitina alveolarnim makrofagovima povezana s ugradnjom ovog lipida u plućni surfaktant ili s njegovom fagocitnom aktivnošću, mada u tom pogledu postoji mnogo istraživanja.
Kao lijek
Za neke sindrome respiratornog stresa u novorođenčadi i odraslih karakterizira smanjenje dipalmitoilfosfatidilholina na sučelju zraka i tkiva. Iz tog razloga, postoji nekoliko izvještaja istraživanja povezanih s nebulizacijom ovog lipida radi vraćanja odnosa tlaka i volumena u pluća.
U metabolizmu
Proizvodi raspada dipalmitoilfosfatidilkolina su bitni elementi za mnoge metaboličke procese:
- Dva lanca palmitinske kiseline mogu se koristiti za β-oksidaciju masnih kiselina za dobivanje velikih količina energije ili za sintezu novih lipida.
- Holinski ostatak polarne skupine "glave" ovog fosfolipida važan je prekurs za biosintezu drugih fosfolipida, koji su bitni sastojci za stvaranje bioloških membrana.
- Holin je također prekursor neurotransmitera acetilkolina i važan je izvor labilnih metilnih skupina.
- Glicerol 3-fosfat, dobiven hidrolizom estera i fosfodiestera između lanaca masnih kiselina i ostatka holina, može poslužiti kao molekula prekursora za ostale lipide koji imaju važne funkcije u događajima unutarćelijske signalizacije.,
Reference
- Dowd, J., i Jenkins, L. (1972). Pluća u šoku: pregled. Časopis Kanadskog društva za anestetičare, 19 (3), 309–318.
- Geiger, K., Gallacher, M., i Hedley-Whyte, J. (1975). Stanična distribucija i klirens aerosoliziranog dipalmitoil lecitina. Časopis za primijenjenu fiziologiju, 39 (5), 759–766.
- Hamm, H., Kroegel, C., i Hohlfeld, J. (1996). Surfaktant: pregled njegovih funkcija i važnost u respiratornim poremećajima odraslih. Respiratorna medicina, 90, 251-270.
- Lee, AG (1975). Funkcionalna svojstva bioloških membrana: fizikalno-kemijski pristup. Biografija prof. Molec. Biol., 29 (1), 3-56.
- Mason, RJ, Huber, G., i Vaughan, M. (1972). Sinteza Dipalmitoil Lecitina Alveolarni makrofagi. Časopis za klinička istraživanja, 51, 68–73.
- Zeisel, S., Da Costa, K., Franklin, PD, Alexander, EA, Sheard, NF, & Beiser, A. (1991). Kolin, neophodno hranjivo sredstvo za ljude. Časopis FASEB, 5, 2093–2098.