- estructura
- síntesi
- en procariotes
- en llevats
- En eucariotes superiors (plantes i animals)
- funcions
- A la superfície cel·lular
- A l'interior cel·lular
- On es troba?
- Beneficis de la seva ingesta
- contraindicacions
- referències
La fosfatidilserina és un lípid pertanyent a la família dels fosfolípids i a el grup dels glicerolípids o fosfoglicèrids, que deriven de l'1,2-diacil glicerol 3-fosfat. Ja que posseeix un grup amino en la seva estructura, es considera un amino fosfolípid i està present en membranes tant de cèl·lules eucariotes com de cèl·lules procariotes.
Va ser descrita per primera vegada per Folch, l'any 1941, com un component secundari de la cefalina de el cervell boví (un complex lipídic cerebral conformat també per fosfatidiletanolamina) i, el 1952, Baer i Maurukas van dilucidar part important de la seva estructura química.
Esquema general de fosfolípids. (1) Cap hidrofílica, (2) Cues hidrofòbiques, (A) Fosfatidilcolina, (B) fosfatidiletanolamina, (C) Fosfatidilserina i (D) Esquema d'un fosfatidilglicerol (Font: Foobar via Wikimedia Commons)
En els eucariotes, aquest fosfolípid representa entre el 3 i el 15% dels fosfolípids membranals i la variació en la seva abundància depèn de l'organisme, de l'tipus de teixit, de el tipus de cèl·lula de què es tracti i fins i tot de el moment de desenvolupament de la mateixa.
Diferents estudis han comprovat que està absent en les mitocòndries dels eucariotes, però s'ha reportat la seva presència a les membranes cel·lulars de molts bacteris, encara que les rutes biosintètiques per a la seva síntesi en aquests organismes són diferents.
La distribució d'aquest fosfolípid en les membranes cel·lulars depèn, en essència, dels enzims que són responsables de la seva producció i el seu moviment (translocació) entre les monocapes de la membrana depèn de l'acció de amino fosfolípid-flipasas (en llevats) i escramblasas i translocasas (en mamífers).
És un lípid essencial per moltes cèl·lules de el sistema nerviós, fins a tal punt, que en l'actualitat s'han desenvolupat suplements nutricionals que l'inclouen en les seves formulacions per tal de millorar determinades capacitats cerebrals i evitar la degeneració d'altres.
estructura
La fosfatidilserina és un glicerofosfolípido i com a tal deriva d'una molècula de 1,2-diacil glicerol 3-fosfat, es a dir, d'una molècula de glicerol que en els seus carbonis 1 i 2 posseeix dues cadenes d'àcids grassos esterificades i en el carboni 3 té un grup fosfat.
Estructura de la fosfatidilserina (Font: Zirgouflex via Wikimedia Commons)
Com tots els lípids, la fosfatidilserina és una molècula amfipàtica, amb un extrem polar hidrofílic representat pel grup fosfat i la serina que s'uneix a aquest, i un extrem apolar hidrofòbic, compost per les cadenes d'àcids grassos unides mitjançant enllaços èster.
La denominació "fosfatidilserina" fa referència a totes les possibles combinacions d'àcids grassos, de longituds i graus de saturació variables, que es troben units a un esquelet de glicerol que posseeix una serina unida a el grup fosfat al cap polar.
síntesi
en procariotes
En els procariotes la fosfatidilserina és produïda per enzims fosfatidilserina sintetases que s'associen amb la membrana plasmàtica o amb les fraccions ribosomals, depenent de si es tracta de bacteris Gram negatives o Gram positives, respectivament.
La síntesi de la fosfatidilserina en aquests microorganismes està regulada i depèn de el tipus i la quantitat de lípids disponibles al lloc on es troba l'enzim sintetasa.
en llevats
La fosfatidilserina sintetasa de llevats sintetitza fosfatidilserina a partir de la reacció entre el CDP-diacilglicerol i la serina, el que genera fosfatidilserina i CMP. Aquest fosfolípid, en aquests organismes, és un important intermediari de la síntesi de fosfatidilcolina i fosfatidiletanolamina.
Aquesta reacció és regulada per les concentracions intracel·lulars d'inositol, que té efectes inhibitoris sobre l'enzim. Altres mecanismes involucren la fosforilació directa de la sintetasa o d'alguna enzim regulador que està involucrada en la ruta biosintètica.
En eucariotes superiors (plantes i animals)
En organismes com les plantes i els animals (considerats per alguns autors com eucariotes superiors) la síntesi de la fosfatidilserina passa a través d'una reacció de canvi de base calci-dependent a través d'enzims associades amb el reticle endoplàsmic.
És aquest tipus de reaccions, els fosfolípids són sintetitzats a partir de fosfolípids preexistents, dels quals és remogut el grup polar i és intercanviat amb una molècula de L-serina.
A les plantes hi ha dos enzims fosfatidilserina sintetases: una que catalitza la reacció de canvi de base calci-dependent i una altra que es catalitza en una reacció similar a la que ocorre en els llevats a partir de CDP-diacilglicerol.
Els mamífers també posseeixen dos fosfatidilserina sintetases: un catalitza la síntesi de fosfatidilserina per una reacció d'intercanvi entre una fosfatidiletanolamina i una serina i l'altra fa el mateix, però a partir d'una fosfatidilcolina com a substrat base.
funcions
La fosfatidilserina es troba en tots els tipus de cèl·lules eucariotes; i en els mamífers s'ha demostrat que, encara que no és igual d'abundant en tots els teixits i no és dels fosfolípids que es troba en major proporció, és fonamental per a la supervivència de les cèl·lules.
Les cadenes d'àcids grassos associades amb les molècules de fosfatidilserina en les cèl·lules de el sistema nerviós de molts vertebrats juguen un paper fonamental per al funcionament d'aquest.
A la superfície cel·lular
A més de les seves funcions estructurals per a l'establiment de les membranes biològiques, la "redistribució" de la fosfatidilserina marca l'inici de nombrosos processos fisiològics a nivell cel·lular en els mamífers, per la qual cosa podria dir-se que està implicada en diferents processos de senyalització cel·lular.
Exemples d'aquests processos són la coagulació sanguínia, on la fosfatidilserina és traslocada cap a la monocapa externa de la membrana plasmàtica de les plaquetes, el que contribueix a l'acumulació de diversos factors de coagulació cap a la superfície d'aquestes cèl·lules.
Un procés similar ocorre durant la maduració de les cèl·lules espermàtiques, però es considera més aviat com una "dissipació" de la distribució asimètrica d'aquest fosfolípid (que enriqueix la superfície interna de la membrana plasmàtica).
Els esdeveniments inicials de mort cel·lular programada (apoptosi) també estan caracteritzats per l'exposició de molècules de fosfatidilserina cap a la superfície cel·lular, que "marca" les cèl·lules apoptòtiques per ser digerides per les cèl·lules fagocítiques o els macròfags.
A l'interior cel·lular
Les funcions intracel·lulars de la fosfatidilserina es relacionen estretament amb les seves característiques lleugerament catiòniques, ja que, a través de la seva càrrega, pot associar-se amb diverses proteïnes perifèriques que posseeixen regions amb càrrega negativa.
Entre aquestes proteïnes poden destacar algunes quinases i GTPases, que són activades un cop s'associen amb el fosfolípid en qüestió.
La fosfatidilserina participa al "etiquetatge" d'algunes proteïnes per dirigir-les cap als fagosomas en vies de reciclatge o degradació i també en la modificació de l'activitat catalítica d'altres.
S'ha demostrat que la formació de determinats canals iònics depèn de l'associació de les proteïnes que els constitueixen amb la fosfatidilserina.
És font de precursors per a la síntesi d'altres fosfolípids com, per exemple, la fosfatidiletanolamina, que pot formar-se a partir de la descarboxilació de la fosfatidilserina (la fosfatidilserina és el precursor de la fosfatidiletanolamina mitocondrial).
On es troba?
La fosfatidilserina, com la major part dels fosfolípids, es troba gairebé en totes les membranes cel·lulars i enriqueix les membranes de les cèl·lules dels teixits nerviosos; i, a l'ull, és particularment abundant a la retina.
En les cèl·lules on s'aconsegueix, en major o menor proporció, normalment és a la monocapa interna de la membrana plasmàtica i en els endosomes, però és poc comú en les mitocòndries.
Tal com es va descriure en 1941, juntament amb la fosfatidiletanolamina, la fosfatidilserina forma part d'una substància coneguda com cefalina al cervell de molts mamífers.
Beneficis de la seva ingesta
La importància que té la fosfatidilserina en el funcionament de sistema nerviós ha estat estudiada extensivament i des de fa diverses dècades es considera que la seva ingesta pot ser beneficiosa per a la salut de el sistema nerviós central.
Diversos estudis han conclòs que l'addició de fosfatidilserina en la dieta com un suplement nutricional pot tenir efectes positius en la millora dels declivis de memòria, aprenentatge, concentració i humor relacionats amb l'edat o l'envelliment.
Es pensa que prevé la pèrdua de la memòria i d'altres activitats cognitives com el raonament, el pensament abstracte, el deteriorament psicomotor, els canvis en la personalitat i el comportament i altres funcions mentals importants.
En alguns estudis més específics sobre pacients amb problemes de memòria, la ingesta d'fosfatidilserina va contribuir directament sobre l'aprenentatge de noms i rostres, el recordatori de noms i rostres i el reconeixement facial.
Una font natural d'aquest fosfolípid és el peix. No obstant això, les espècies incloses regularment en els suplements nutricionals són obtingudes a partir de l'escorça cerebral de bovins oa partir dels grans de soja.
Tots dos tipus de fosfolípids compleixen les mateixes funcions, però difereixen en les característiques dels àcids grassos de les seves cues apolars.
També ha estat suggerit que la fosfatidilserina no associada amb les membranes que s'ingereix com a suplement (exògena) pot contribuir a la defensa cel·lular contra l'estrès oxidatiu
contraindicacions
Els primers estudis i assajos clínics realitzats amb aquest fosfolípid com suplement nutricional van revelar que l'administració intramuscular de la mateixa pot causar irritació i "cremades", i que la seva administració intravenosa no té efectes adversos coneguts.
Per mitjà d'administració oral sembla ser un fàrmac segur, però, en dosis superiors als 600 mg administrades en moments previs a l'hora de dormir, pot causar insomni. No obstant això, els informes indiquen que és segur i efectiu, sobretot si és combinat amb un estil de vida saludable, que inclogui exercici físic i bona alimentació.
Encara que gran quantitat d'estudis han demostrat que la ingesta d'aquest fosfolípid no produeix canvis nocius en la bioquímica sanguínia, una de les possibles contraindicacions està relacionada amb la transferència de malalties infeccioses com l'encefalopatia espongiforme deguda a el consum d'extractes cerebrals contaminats amb prions.
referències
- Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Bioquímica (4th ed.). Boston, USA: Brooks / Cole. Cengage Learning.
- Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., & Jolles, J. (2002). The influence of Sóc Derived Phosphatidylserine on cognition in Age Associated Memory Impairment. Nutritional Neuroscience, 4, 121-134.
- Kidd, PM (1996). Phosphatidylserine; Membrane Nutrient for Memory. A Clinical and Mechanistic Assessment. Alternative Medicine Review, 1 (2), 70-84.
- Kingsley, M. (2006). Effects of Phosphatidylserine Supplementation on Exercising Humans, 36 (8), 657-669.
- Luckey, M. (2008). Membrane structural biology: with biochemical and biophysical foundations. Cambridge University Press.
- Segawa, K., & Nagata, S. (2015). An Apoptotic "Eat Em" Signal: Phosphatidylserine Exposure. Trends in Cell Biology, 1-12.
- Vance, JE (2008). Phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine in mammalian cells: two metabolically related aminophospholipids. Journal of Lipid Research, 49 (7), 1377-1387.
- Vance, JE, & Steenbergen, R. (2005). Metabolism and functions of phosphatidylserine. Progress in Lipid Research, 44, 207-234.
- Vance, JE, & Tasseva, G. (2013). Formation and function of phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine in mammalian cells. Biochimica et Biophysica Acta - Molecular and Cell Biology of Lipids, 1831 (3), 543-554.