Cerebrósido

Cerebrósidos (monoglicosilceramidas) son un grupo de glicoesfingolípidos que son componentes importantes de los músculos animales y de las membranas de las células nerviosas.

Consisten en una ceramida con un único residuo de azúcar en el resto 1-hidroxilo. El residuo de azúcar puede ser glucosa o galactosa; Por lo tanto, los dos tipos principales se denominan glucocerebrósidos (también conocidos como glucosilceramidas) y galactocerebrósidos (también conocidos como galactosilceramidas). Los galactocerebrósidos se encuentran típicamente en el tejido neural, mientras que los glucocerebrósidos se encuentran en otros tejidos.

Estructura

La estructura fundamental de un cerebrósido es la ceramida. Las monoglicosilo y oligoglicosilceramidas que tienen un mono o polisacárido unido glicosídicamente al grupo OH terminal de la ceramida se definen como cerebrósidos. La esfingosina es la principal base de cadena larga presente en la ceramida.

La galactosilceramida es el principal glicoesfingolípido del tejido cerebral. Las galactosilceramidas están presentes en todos los tejidos nerviosos y pueden componer hasta un 2% del peso seco de la materia gris y un 12% de la materia blanca. Son constituyentes principales de los oligodendrocitos. La glucosilceramida se encuentra en niveles bajos en células animales como el bazo, los eritrocitos y los tejidos nerviosos, especialmente las neuronas. La glucosilceramida es un componente importante de los lípidos de la piel, donde es esencial para la formación de cuerpos laminares en el estrato córneo y para mantener la barrera de permeabilidad al agua de la piel. La glucosilceramida es el único glicoesfingolípido común a plantas, hongos y animales. Generalmente se considera el principal glicoesfingolípido de las plantas. Es un componente importante de la capa externa de la membrana plasmática. No se han encontrado galactosilceramidas en las plantas.

La monogalactosilceramida es el componente individual más grande de la vaina de mielina de los nervios. Por tanto, la síntesis de cerebrósidos puede dar una medida de la formación o remielinización de mielina. La fracción de azúcar está unida glicosídicamente al grupo hidroxilo C-1 de la ceramida, como en la lactosilceramida. Los cerebrósidos que contienen un grupo éster sulfúrico (sulfato), conocidos como sulfátidos, también se encuentran en la vaina de mielina de los nervios. Estos compuestos se denominan preferentemente sulfatos del glicoesfingolípido original.

Síntesis

La biosíntesis de monoglicosilceramidas requiere una transferencia directa de la fracción carbohidrato de un azúcar-nucleótido, como la uridina 5-difosfato (UDP)-galactosa o UDP-glucosa a la unidad de ceramida. La reacción catalizada por glicosil-transferasa da como resultado una inversión de la estereoquímica del enlace glicosídico, cambiando de α →β. La síntesis de galactosilceramida y glucosilceramida se produce en la superficie lumenal del retículo endoplásmico y en el lado citosólico de las primeras membranas de Golgi, respectivamente.

Propiedades físicas

El punto de fusión de los cerebrósidos es considerablemente mayor que la temperatura corporal fisiológica, >37,0 °C, lo que da a los glicolípidos una estructura paracristalina, similar a la del cristal líquido. Las moléculas de cerebrósido son capaces de formar hasta ocho enlaces de hidrógeno intermoleculares entre los hidrógenos polares del azúcar y los grupos hidroxi y amida de la base esfingosina de la ceramida. Estos enlaces de hidrógeno dentro de los cerebrósidos dan como resultado que las moléculas tengan una temperatura de transición alta y una alineación compacta. Las monoglicosilceramidas junto con el colesterol prevalecen en el microdominio de la balsa lipídica, que son sitios importantes en la unión de proteínas y en las interacciones enzima-receptor.

Catabolismo

La degradación de los glicoesfingolípidos se produce en el lisosoma, que contiene enzimas digestivas en las células animales. El lisosoma descompone el glicoesfingolípido en sus componentes primarios, ácidos grasos, esfingosina y sacárido.

Análisis químico

El análisis de monoglicosilceramidas se puede realizar mediante cromatografía de capa fina de alta resolución, cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) y espectrometría de masas. La HPLC de fase reversa es ahora el método estándar para la separación de especies moleculares, a menudo después de la benzoilación, lo que permite detectar lípidos mediante espectrofotometría UV.

Papel en la enfermedad

Un defecto en la degradación de los glucocerebrósidos es la enfermedad de Gaucher. Los defectos correspondientes a los galactocerebrósidos son:

a) Ceramida trihexoside (globotriaosylceramida) acumulación – Fabry enfermedad. Las características clínicas incluyen acroparaestesia (colorante, pins y sensación de agujas en las extremidades)

b) Acumulación de galactocerebrósido (galactosilceramidasa) – enfermedad de Krabbe.