Разстройства на обмяната на сфинголипидите и други нарушения на натрупване на липидите МКБ E75

Разстройства на обмяната на сфинголипидите и други нарушения на натрупване на липидите съставлява група от рядко срещани заболявания.

Към разстройства на обмяната на сфинголипидите и други нарушения  на натрупване на липидите принадлежат заболявания като ганглиозидози, сфинголипидози и липофусцинози.

По своята същност  ганглиозидоза GM2 представляват група от рядко срещани заболявания. Всички GM2 ганглиозидози са лизозомни заболявания.

Три различни форми на енцефалопатия влизат в групата на GM2 ганглиозидозите - болест на Тей - Сакс (Tay Sachs), болест на  Сандхоф  (Sandhoff) и АВ вариант.

Лизозомите са клетъчни органели, които се откриват във всички клетки на тялото, с изключение на еритроцитите. Тяхната роля се състои в разграждането на големите молекули с помощта на ензими. Всички лизозомни болести са резултат от нарушената функция на лизозомите.

Ганглиозидозите се причиняват от мутации в поне един от три рецесивни гена. Нормалната продукция на трите гена осигурява нормалния катаболизъм на GM2 ганглиозида. Тези състояния се дължат на дефицит на лизозомалния ензим хексозаминидаза, който е необходим за разграждането на GM2 ганглиозидите в нервните клетки на мозъка. Той е гликосфинголипид - съставна част на мембраните на нервните клетки. Намалената актовност на ензимите води до натрупването на субстрата в лизозомите на нервните клетки, причинявайки тяхната смърт.

Сфинголипидозите са клас липидни нарушения,които са свързани с нарушения на сфинголипидния метаболизъм. Основните членове на тази група са болестта на Ниман-Пик, болестта на Фабри, болестта на  Krabbe, болест на Гоше, Tay-Sachs заболяване и метахроматична левкодистрофия. Те обикновено се унаследява по автозомно-рецесивен начин, но специално болестта на Фабри е X-свързано рецесивно. Взети заедно, сфинголипидозите имат честота приблизително 1 на 10,000, но значително повече в определени групи от населението (Ашкенази евреи). Ензим заместителна терапия е достъпна за лечение главно болестта на Фабри и болестта на Гоше, и хората с тези видове сфинголипидози могат да живеят добре и в зряла възраст. Останалите видове обикновено са фатални до възраст от 1 до 5 години.

Липофусцинозата е общото име за най-малко осем генетично отделни невродегенеративни заболявания, които са резултат от прекомерно натрупване на липофусцин в тъканите на организма. Липофусцина е съставен от мазнини и протеини. Името им идва от липо-, което е вариант на "липид" или "мазнини", и от  пигмент, защото веществата, поемат по-зеленикаво-жълт цвят, когато се гледа под микроскоп на ултравиолетова светлина. Тези липофусциновите материали се натрупват в нервни клетки и много органи, включително черен дроб, далак, миокарда и бъбреците.

За разбиране на заболяванията е необходимо да се знае общата характеристика на липидите.

Понятието липид е свързано с биологичната класификация на органичните съединения.

Основни характеристики:

Липидите са вещества, които се съдържат в растителните и животинските тъкани. Молекулата на липида съдържа остатък или остатъци от карбоксилни киселини, които представляват неполярните участъци на липида. Мастната киселина е свързана естерно чрез ковалентна връзка с хидроксилна група на алкохол.

Съществената характеристика на липидите е тяхната разтворимост. Те са неразтворими във вода,но се разтварят в неполярни или слабо полярни органични разтворители (етер, хлороформ, тетрахлорометан, серовъглерод CS₂, бензен и други). Посредством тези разтворители те могат да се извличат от тъканите.

Липидите са с двойнствена биологична роля:

При разграждане на молекулите на простите неполярни липиди (мазнините) се освобождава голямо количество енергия (тя е около два пъти по-голяма  от тази, освободена от белтъците и въглехидратите) - следователно мазнините се явяват енергетичен източник за живите организми.

Полярните липиди участват в изграждането на клетъчните мембрани.

Видове липиди в зависимост от способността им при хидролиза в алкална среда да не образуват или да образуват соли на висшите мастни киселини (сапуни):

Неосапуняващите се липиди са еднокомпонентни и не се хидролизират нито в алкална, нито в кисела среда. Към тях спадат стероидите и техните производни,както и някои терпени.

Осапуняващите се липиди могат да бъдат прости и сложни. Простите липиди са двукомпонентни. При тяхната хидролиза се получават два вида вещества  (алкохол и карбоксилна киселина). При хидролиза на сложните липиди се получават три или повече вещества. При тях освен алкохол и карбоксилна светлина, още се получават многовалентен алкохол (глицерол), фосфорна киселина, въглехидрат (глюкоза,галактоза), аминоалкохол (коламин,холин), аминокиселина (серин) и други.

За разстройства на обмяната на  сфинголипидите и други нарушения на натрупване на липидите е необходимо и да сезнаят някои характерни неща за мазнините.

Мазнините като химични съединения са естери на глицерола с висши мастни наситени (твърди) и висши мастни ненаситени (течни) карбоксилни киселини. Поради това те биват твърди мазнини и се наричат мазнини,а течните мазнини се наричат масла. Мазнините като вид липиди са най-разпространените липиди. Общо в мазнините са открити 50 наситени и ненаситени карбоксилни киселини.

Видове - когато молекулите са триестери на една и съща карбоксилна киселина се наричат прости триглицериди.Такива са тристеарина, който е твърд и се съдържа в овчата лой и триолеина,който е течен и се съдържа в маслиненото масло (зехтина). В болшинството от случаи мазнините са смесени триглицериди (триестери на различни карбоксилни киселини). Такива са олеопалмитобутирин (основната съставна част на кравето масло) и олеопалмитостеарин (основната съставна част на свинската мас). Мазнините не се срещат в чист вид в природата. Те най-често се срещат като смес от прости и смесени триглицериди, както и заедно с витамини,каротеноиди, стерини, ароматни вещества и др.

Физични свойства на мазнините - Мазнините се срещат в твърдо и течно агрегатно състояние.Твърдите мазнини са естери на висшите наситени карбоксилни киселини. Това са животинските мазнини. Изключение прави рибеното масло,което е течно. Течните мазнини са естери на висшите ненаситени карбоксилни киселини и това са растителните масла. Течните мазнини могат да полимеризират, а също така могат да се превръщат в твърди при процеса хидрогениране. Мазнините са неполярни хидрофобни съединения. В молекулите им не се съдържат заредени функционални групи.

Химични свойства:

• Хидролиза - мазнините могат да се хидролизират по няколко начина: с вода, с алкална основа (осапуняване), с ензими (липази).
• Хидрогениране (втвърдяване на мазнините).
• β-окисление -процес на окисление на висшите мастни киселини.
• Гранясване - под действие на въздуха,светлината и влага мазнините придобиват неприятна миризма и горчив вкус. Протича процес на окисление и разпадане на ненаситените глицериди до нисши алдехиди и киселини с неприятна миризма.

За разстройства на обмяната на  сфинголипидите и други нарушения на натрупване на липидите съществено значение имат и сложните липиди. Tе се подразделят на три основни групи: фосфолипиди, сфинголипиди и гликолипиди.

Фосфолипиди:

• Обща характеристика - фосфолипидите имат важно физиологично значение за растителните и животинските организми. Срещат се в семената на растенията, мозъка, черния дроб, спермата, клетъчните мембрани, кръвната плазма. В молекулите на фосфолипидите се съдържа фосфорна киселина.
• Видове фосфолипиди - подразделят се на две основни групи: фосфоглицериди (глицерофосфатиди) - производни на глицерола и сфингомиелини (сфингозинфосфатиди).

Сфинголипиди:

• Обща характеристика. Церамид-сфинголипидите съдържат в молекулата си вместо глицерол остатък от молекулата на сфингозин, който представлява висш ненаситен двувалентен аминоалкохол, съдържащ 18 въглеродни атома. Церамидите не са фосфолипиди. Структурата на церамида участва в състава на всички други по-сложни сфинголипиди. Сфингозинфосфатидите са производни на сфингозина, като най-прости и най-разпространени са сфингомиелините.

Гликолипиди:

• Цереброзиди - те са сфинголипиди,но не са сфингозинфосфатиди,т.к. не съдържат в молекулата си остатък от фосфорна киселина.
• Ганглиозиди - те по структура са сходни на цереброзидите. Те са най-сложните сфинголипиди. В тяхната молекула манозахаридният остатък е заменен с олигозахариден остатък,който може да бъде ди-, три- или тетразахариден, като някой от тях е свързан с невраминовата киселина. Невраминовата киселина е важна аминозахар. Тя е широко разпространена в животинските тъкани и секрети, особено под формата N-ацетилпроизводни. Ганглиозидите най-напред са били изолирани от сивото вещество на мозъка.

Най-характерната особеност на сложните липиди е тяхната бифилност, обусловена от наличието както на неполярни хидрофобни, така и от силно полярни йонизирани хидрофилни групи. Това дава възможност сложните липиди да изпълняват ролята на емулгатори на границата между две фази. Участието им в състава на биомембраните определя и тяхната особено важна биологична роля.

Сфингофосфолипидите съдържат сфингозин вместо глицерол (фиг. 7-27-1). Сфингозинът е ненаситен аминоалкохол с 18 С атоми. Церамидите са производни на сфингозина, в които амино-групата е ацилирана с висша мастна киселина. Церамидите са междинни продукти за синтезата на сфингомиелини и гликосфинголипиди. При естерификация на крайната алкохолна група на церамидите с фосфохолин се получава сфингомиелин. Сфингомиелините се намират в големи количества в мозъка и нервната тъкан. Сфингомиелинът в миелиновите обвивки на нервите в централната нервна система съзържа предимно дълговерижни мастни киселини като лигноцеринова (24:0) и нервонова (24:1; 15). Сфингомиелинът в сивото вещество на мозъка съдържа предимно стеаринова киселина.

Гликосфинголипиди (гликолипиди):

Те също са производни на церамидите (фиг. 7-27-1). Отличават се от сфингомиелинина по това, че не съдържат фосфат и че в полярната “глава” вместо алкохол има монозахарид или олигозахарид, прикрепен към церамида чрез О- гликозидна връзка. Участват в мембраните на всички тъкани, но в най-големи колечества са в нервната тъкан. Разположени са главно във външния слой на плазмената мембрана, където взаимодействат с компоненти на извънклетъчната среда. Участват в регулацията на клетъчните взаимодейстивя, растежа и развитието. Имат антигенен характер. Тук спадат кръвно-груповите антигени, различни ембрионални антигени, специфични за определени стадии от развитието на плода, туморни антигени и др. Други служат като повърхностни рецептори за холерните и дифтерийни токсини и за някои вируси. Натрупването им в клетките поради ензимни дефекти, свързани с разграждането им, води до сериозни увреждания на нервната система. Установено е, че в туморни клетки значително се променя гликофосфолипидният състав на мембраните.