dipalmitoylphosphatidylcholine, paling dikenal di literatur sebagai dipalmitoil lesitin atau DPL adalah lipid senyawa di alam milik kelompok fosfolipid, khususnya keluarga gliserofosfolipid dan semua phosphatidylcholines.
Lipid tersebut adalah surfaktan utama dari surfaktan paru dan dalam organ ini diproduksi secara esensial oleh makrofag alveolar dari jalur cytidine diphosphate atau CDP-choline.
Struktur Dipalmitoylphosphatidylcholine (Sumber: Fvasconcellos [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Surfaktan paru-paru adalah campuran kompleks lipid dan protein yang ditemukan di sekitar 10 hingga 15 miligram per kilogram berat badan pada hewan dewasa, dan konsentrasinya di paru-paru setara dengan sekitar 120 miligram per mililiter.
Lipid, termasuk dipalmitoilphosphatidylcholine, fosfolipid lain, dan kolesterol, menyumbang lebih dari 85% dari berat surfaktan paru. Fosfolipid penting (DPL) ini bertanggung jawab atas pengurangan tegangan permukaan di alveoli selama ekspirasi.
Biosintesisnya dapat terjadi de novo melalui jalur CDP-fosfokolin, atau dengan metilasi berurutan fosfatidiletanolamin (dikatalisis oleh fosfatidiletanolamin N-metiltransferase); atau dapat disintesis dengan pertukaran basa fosfolipid lain seperti fosfatidilserin, fosfatidilinositol, fosfatidiletanolamin atau lainnya.
Indeks artikel
Struktur
Struktur dipalmitoilphosphatidylcholine, seperti namanya, terdiri dari kerangka yang terdiri dari molekul gliserol di mana dua molekul asam palmitat diesterifikasi pada karbon pada posisi 1 dan 2, dan bagian kolin terikat pada fosfat dari karbon pada posisi C3 dari kerangka yang sama.
Struktur ini, seperti semua lipid, dicirikan oleh sifat amfipatiknya, yang berkaitan dengan adanya bagian polar hidrofilik, diwakili oleh kolin yang terikat pada gugus fosfat, dan bagian apolar hidrofobik, diwakili oleh dua senyawa esterifikasi. rantai alifatik.
Asam heksadekanoat, asam palmitat atau palmitat, adalah asam lemak jenuh rantai panjang (16 atom karbon) (hanya ikatan tunggal karbon-karbon), dan merupakan salah satu asam lemak paling umum di alam (hewan, mikroorganisme dan terutama pada tumbuhan ).
Karena rantai asam palmitat jenuh, dipalmitoilfosfatidilkolin atau dipalmitoil lesitin juga merupakan bagian dari lesitin “tidak jenuh” yang dapat ditemukan di membran sel.
Kolin, unsur penting dalam makanan banyak hewan, adalah jenis garam amonium kuaterner yang larut dalam air dan dengan muatan positif bersih; yaitu, itu adalah molekul kationik, yang fosfatidilkolin adalah lipid polar.
Fitur
Struktural
Seperti fosfatidilkolin lainnya, dipalmitoilfosfatidilkolin adalah salah satu komponen utama dan paling melimpah dari lapisan ganda lipid yang membentuk membran biologis semua makhluk hidup.
Konformasinya memungkinkannya untuk dengan mudah membentuk lapisan ganda, di mana ekor hidrofobik “bersembunyi” dari media hidrofilik menuju wilayah tengah dan kepala kutub bersentuhan langsung dengan air.
Untuk semua fosfatidilkolin, secara umum, dimungkinkan untuk membentuk fase “lamelar” dalam dispersi berair. Ini dikenal sebagai liposom, yang merupakan lapisan lipid konsentris (bulat) dengan air yang terperangkap di antara lapisan ganda.
Pada membran yang kaya akan kolesterol, lipid ini berasosiasi dengan rasio tujuh molekul lesitin dipalmitoil untuk setiap molekul kolesterol dan fungsinya adalah untuk menghindari kontak antara dua molekul kolesterol dan menstabilkannya dalam struktur membran.
Permeabilitas membran yang kaya akan dipalmitoilfosfatidilkolin meningkat dengan suhu, yang dapat mewakili keuntungan metabolik bagi banyak sel.
Sebagai surfaktan paru
Seperti disebutkan sebelumnya, dipalmitoilphosphatidylcholine sangat penting untuk pengurangan tegangan permukaan di alveoli paru selama ekspirasi.
Bagian hidrofiliknya (kolin) berhubungan dengan fase cair alveoli, sedangkan rantai asam palmitat hidrofobik berhubungan dengan fase udara.
“Substansi” ini diproduksi dan disekresikan oleh sel-sel alveolus tipe II di paru-paru (pneumosit tipe II) dan oleh makrofag alveolus, dan komponen-komponennya disintesis dan dirangkai dalam retikulum endoplasma. Mereka kemudian ditransfer ke kompleks Golgi dan kemudian membentuk badan “lamelar” di sitosol.
Fungsi utama surfaktan paru, dan dengan demikian dipalmitoilfosfatidilkolin bersama dengan lipid dan protein terkait lainnya, adalah untuk melawan ekspansi alveolar selama inspirasi dan mendukung retraksi selama ekspirasi.
Ini juga berkontribusi pada pemeliharaan stabilitas alveolar, serta keseimbangan cairan dan pengaturan aliran kapiler ke paru-paru.
Saat ini, tidak diketahui secara pasti apakah produksi lesitin dipalmitoil oleh makrofag alveolar dikaitkan dengan penggabungan lipid ini ke dalam surfaktan paru-paru atau dengan aktivitas fagositosisnya, meskipun ada banyak penelitian dalam hal ini.
Sebagai obat
Beberapa sindrom stres pernapasan pada bayi baru lahir dan orang dewasa ditandai dengan penurunan dipalmitoilfosfatidilkolin pada antarmuka jaringan udara. Untuk itu, ada beberapa laporan penelitian terkait nebulisasi dengan lipid ini untuk memulihkan hubungan tekanan- volume di paru-paru.
Dalam metabolisme
Produk pemecahan dipalmitoilphosphatidylcholine adalah unsur penting untuk banyak proses metabolisme:
– Dua rantai asam palmitat dapat digunakan dalam -oksidasi asam lemak untuk memperoleh energi dalam jumlah besar atau untuk sintesis lipid baru.
– Residu kolin dari kelompok “kepala” polar dari fosfolipid ini merupakan prekursor penting untuk biosintesis fosfolipid lain, yang merupakan komponen penting untuk pembentukan membran biologis.
– Kolin juga merupakan prekursor untuk neurotransmitter asetilkolin dan merupakan sumber penting dari gugus metil yang labil.
– Gliserol 3-fosfat yang dihasilkan dari hidrolisis ikatan ester dan fosfodiester antara rantai asam lemak dan residu kolin, dapat berfungsi sebagai molekul prekursor untuk lipid lain yang memiliki fungsi penting dalam peristiwa signaling intraseluler.
Referensi
- Dowd, J., & Jenkins, L. (1972). Paru-paru shock: review. Jurnal Masyarakat Anestesi Kanada , 19 (3), 309–318.
- Geiger, K., Gallacher, M., & Hedley-Whyte, J. (1975). Distribusi seluler dan pembersihan lesitin dipalmitoil aerosol. Jurnal Fisiologi Terapan , 39 (5), 759-766.
- Hamm, H., Kroegel, C., & Hohlfeld, J. (1996). Surfaktan: tinjauan fungsi dan relevansinya pada gangguan pernapasan dewasa. Kedokteran Pernafasan , 90 , 251–270.
- Lee, AG (1975). Sifat Fungsional Membran Biologis: Pendekatan Fisik-kimia. Prog.Biofi. Molek. Biol. , 29 (1), 3-56.
- Mason, RJ, Huber, G., & Vaughan, M. (1972). Sintesis Dipalmitoil Lesitin oleh Makrofag Alveolar. Jurnal Investigasi Klinis , 51 , 68-73.
- Zeisel, S., Da Costa, K., Franklin, PD, Alexander, EA, Sheard, NF, & Beiser, A. (1991). Kolin, nutrisi penting bagi manusia. Jurnal FASEB , 5 , 2093–2098.
