تشتمل السفينجوليبيدات على مجموعة واسعة من الدهون المعقدة، حيث يكون المكون المحدد هو سلسلة طويلة أو قاعدة سفينجويد، والتي ترتبط عادةً في الأنسجة الحية بحمض دهني عبر رابطة أميد، وقد صاغ (JLW Thudichum)، وهو كيميائي ألماني يعمل في لندن، مصطلح الجذر”sphingo-” بعد اكتشافه لأول شحميات جليكوسفينجوليبيد، لأن الطبيعة المبهمة للجزيئات ذكّرته بأحجية أبو الهول.

 

ما هي الدهون السفينجولية

 

الشحميات السفينجولية هي جزيئات متعددة الاستخدامات للغاية تستمر في الانبهار مع اكتساب معرفة جديدة بوظائفها في الأنسجة الحيوانية والنباتية السليمة (والمريضة)، وتوجد فقط في عدد قليل من الأجناس البكتيرية، لكنها موجودة في (Sphingomonas) و(Sphingobacterium) وعدد قليل من الأنواع الأخرى والعديد من الأنواع المسببة للأمراض سفينجوليبيدات مضيفة لتعزيز العدوى.

 

وقد تم تصنيف 188 من الشحميات السفينجولية المعقدة المصنفة على أنها (gangliosides)، مع وجود اختلافات في مكون الكربوهيدرات المركب وحده.

 

وظيفة الدهون السفينجولية

 

يتم تصنيع الدهون السفينجوليبيدية المعقدة في الشبكة الإندوبلازمية وغولجي، ولكنها تتواجد بشكل أساسي في الغشاء البلازمي لمعظم خلايا الثدييات، حيث يكون لها وظيفة هيكلية وتعمل أيضًا كمواقع التصاق للبروتينات من الأنسجة خارج الخلية، وتعتبر دهون الجليكوسفينجوليبيد مهمة بشكل خاص لتكوين المايلين في الدماغ، ومع ذلك فإن السفينجوليبيدات لها وظائف داخل الخلايا في جميع الأجزاء الخلوية، بما في ذلك النواة.

 

تحتوي ذرات الكربون الخمس الأولى لقاعدة السفينجوليبيدات على كيمياء مجسمة محددة للغاية وتشكل ميزة رئيسية، والتي تسهل مقارنةً بأنواع الدهون الأخرى عددًا كبيرًا نسبيًا من التفاعلات الجزيئية مع الدهون الغشائية الأخرى عن طريق الروابط الهيدروجينية وإقران الشحنات وقوى كارهة للماء وعادة بالاقتران مع الكوليسترول.

 

حيث تتجمع البروتينات مثل الإنزيمات والمستقبلات للقيام بالإشارات والوظائف الأخرى وهكذا، بالإضافة إلى تأثيرها المباشر على عملية التمثيل الغذائي، فإن الشحميات السفينغولية تؤثر على جوانب لا حصر لها من الكيمياء الحيوية بشكل غير مباشر من خلال خصائصها الفيزيائية.

 

علاقة الدهون السفينجولية بالصحة

 

في حين أنه قد يكون من الواضح أن الأيض السفينجوليبيد المتوازن مهم للصحة في الحيوانات، فقد تم الحصول على أدلة متزايدة لإثبات أن استقلاب سفينجوليبيد الضعيف ووظيفته متورطان في الفيزيولوجيا المرضية للعديد من الأمراض البشرية الأكثر شيوعًا.

 

وتشمل مرض السكري وأنواع السرطان المختلفة والالتهابات الجرثومية ومرض الزهايمر ومتلازمات عصبية أخرى وأمراض القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي، وفي البشر تم اكتشاف العديد من العيوب الجينية الهامة في استقلاب سفينجوليبيد أو جرعات سفينجوليبيد، خاصة أمراض التخزين المرتبطة بالحيز الليزوزومي حيث يتم هدم السفينجوليبيد.

 

هيكل الدهون السفينجولية

 

تشترك السفينجوليبيدات في السمة الهيكلية المشتركة التي تتكون جميعها من العمود الفقري المسماة قواعد “سلسلة طويلة” أو “سفينجويد”، والتي يتم تمثيلها بواسطة سفينجوزين.

 

وهي القاعدة السفينجويدية الرئيسية الموجودة في الثدييات، وعادةً ما توجد قواعد السفينجويد الحرة بكميات صغيرة جدًا؛ لأن معظمها مرتبط بالأميد بحمض دهني طويل أو طويل السلسلة جدًا لتكوين سيراميدات التي يمكن اشتقاقها عن طريق إضافة مجموعة رأس لتشكيل شحميات سفينجوليبيد أكثر تعقيدًا.

 

أنواع الدهون السفينجولية

 

قاعدة السفينجويد والمشتقات البسيطة

 

تتكون السفينجوليبيدات من العديد من “قواعد سفينجويد” العمود الفقري والتي يتم تصنيعها من سيرين و أسيل- CoA الدهني طويل السلسلة، وإذا لم يتم تحليل العمود الفقري بعد، فإنه يشار إليه باسم سفينوزين، بعد الاسم الأصلي للمكون الأساسي لهذه الدهون، ويمكن أن تختلف قواعد السفينجويد في طول سلسلة الألكيل/المتفرعة، وعدد وموضع الروابط المزدوجة، وعدد ومواقع مجموعات الهيدروكسيل.

 

توجد هذه المشتقات البسيطة أساسًا كعمود فقري للدهون السفينجولية الأكثر تعقيدًا، لكنها موجودة من تلقاء نفسها، ويتم استخدامها بشكل أساسي في الإشارات داخل وخارج الخلايا، وقد يحدد الهيكل الدقيق للشحميات السفينغولية الوظيفة، على سبيل المثال، في الأدمة توجد مجموعات هيدروكسيل إضافية في الموضعين 4و/أو6 تتفاعل مع الجزيئات المجاورة لتقوية نفاذية حاجز الجلد.

 

السيراميد

 

يتم تصنيعه في الشبكة الإندوبلازمية، وهو أبسط شحميات سفينجولية بعد العمود الفقري، وهي مشتقات من الأحماض الدهنية لقواعد السفينغويد مرتبطة بروابط أميد، وبالعادة ما تكون مشبعة بالكامل أو أحادية غير مشبعة وتتكون من 14-26 ذرة كربون، ولكنها أحيانا أطول.

 

وتوجد في بعض الأحيان مجموعة هيدروكسيل على ذرة بيتا أو بيتا كربون، ويحتوي السيراميد على درجات حرارة انتقالية عالية في الطور تزيد عن 37 درجة مئوية، ويرجع ذلك إلى طبيعتها المشبعة في الغالب، مما يسمح بالتعبئة الضيقة للدهون، ويفضل هذا أيضًا فصل السيراميد (والدهون السفينجولية الأكثر تعقيدًا) في مناطق تسمى ” أطواف ” الأغشية.

 

السيراميد هو مفتاح عمليات الإشارات الخلوية، وتعمل بشكل عام كرسل ثانٍ من خلال تنظيم نمو الخلايا والشيخوخة والاستماتة، وتعتمد الوظيفة الدقيقة على نوع قاعدة سفينجوليبيد والأحماض الدهنية، وعلى سبيل المثال يتم إنتاج السيراميد المحتوي على حمض البالمتيك لسلسلة الأحماض الدهنية استجابة لموت الخلايا المبرمج.

 

لا يمكن أن يوجد السيراميد إلا في الأغشية ولكن لها معدل تقليب سريع بين المنشورات، وهذا يعني أنهم لا يستطيعون ترك العضية التي تم إنشاؤها فيها، ولكن سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى البروتينات والإنزيمات الملزمة على جانبي الطبقة الثنائية، وعلى هذا النحو، لا يمكن تعديل السيراميد عادةً إلا عن طريق الإنزيمات الموجودة في الحيز الغشائي الذي تم إنتاج السيراميد فيه.

 

مركب سفينجوليبيدات

 

يحدث تخليق الدهون السفينغولية المعقدة في جهاز جولجي، ومجموعات الرأس الضخمة لهذه الشحميات السفينجولية تجعل التقليب بين وريقات الأغشية أمرًا مستبعدًا دون مساعدة من (flippases) وهذا يعني أنه بدون (flippases).

 

تقتصر السفينغوليبيدات على نشرة جولجي اللمعية / النشرة الخارجية لغشاء البلازما، والنوعان الرئيسيان من شحميات السفينغوليبيد المعقدة هما الفوسفو- والجليكول- السفينجوليبيدات.

 

فوسفوسفينجوليبيد

 

ترتبط الفسفوسفينجوليبيد بروابط الفوسفودايستر، وفي الثدييات تكون الدهون الفوسفورية الرئيسية هي الجوميلين (سيراميد فوسفوكولين)، أما في الحشرات، هو سيراميد فسفويثانولامين.

 

وتكون الدهون الفوسفورية الرئيسية في الفطريات هي (phytoceramidesphosphoinositols) و(inositol phosphates)، وتحتوي الكائنات المائية عادةً على شحميات سفينجولية حيث تم استبدال الفوسفات بمجموعة الفوسفونو أو الزرنيخات.

 

جليكوسفينجوليبيدات

 

يحتوي جليكوسفينجوليبيدات على مجموعة واحدة أو أكثر من مجموعات الكربوهيدرات في ارتباط جليكوسيد، ويوجد أربعة تصنيفات للجليكوسفينجوليبيدات:

 

  • شحميات الجليكوسفينجوليبيدات المحايدة: 1 أو أكثر من السكريات غير المشحونة (مثل الجلوكوز والجالاكتوز و N-acetylglucosamine و N-acetylgalacoseamine و fucose).

 

  • شحميات جليكوسفينجوليبيد الحمضية: مجموعات وظيفية متأينة (مثل الفوسفات أو الكبريتات) مرتبطة بالسكريات.

 

  • المحايدة أو المشحونة.

 

  • الشحوم السكرية الأساسية.

 

  • جليكوسفينجوليبيدات مذبذبة.

 

يمكننا القول بأنه الدهون السفينجولية هي نوع من الدهون تتكون من سلاسل الأحماض الدهنية، وتوجد الدهون السفينغولية بشكل أساسي في جميع النباتات والحيوانات والفطريات، وفي بعض بدائيات النوى والفيروسات، وعلى وجه التحديد، توجد في الأغشية وكمكون رئيسي للبروتينات الدهنية.