Fosfatidilserina: estrutura, síntese, funções, localização

A fosfatidilserina é um lípido que pertence à família do grupo ou fosfoglicéridos fosfolípidos e glicerolípidos, que são derivados a partir de 1,2-diacil-glicerol-3-fosfato. Como possui um grupo amino em sua estrutura, é considerado um amino fosfolipídeo e está presente nas membranas das células eucarióticas e procarióticas.

Foi descrito pela primeira vez por Folch, em 1941, como um componente secundário do cefalina do cérebro bovino (um complexo lipídico cerebral também composto de fosfatidiletanolamina) e, em 1952, Baer e Maurukas elucidaram uma parte importante de sua estrutura química.

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Esquema geral de fosfolipídios. (1) Cabeça hidrofílica, (2) Caudas hidrofóbicas, (A) Fosfatidilcolina, (B) Fosfatidiletanolamina, (C) Fosfatidilserina e (D) Diagrama de um fosfatidilglicerol (Fonte: Foobar [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons .org / licenças / by-sa / 3.0 /)] via Wikimedia Commons)

Nos eucariotos, esse fosfolipídeo representa entre 3 e 15% dos fosfolipídios da membrana e a variação em sua abundância depende do organismo, do tipo de tecido, do tipo de célula em questão e até do momento de seu desenvolvimento. .

Diferentes estudos demonstraram que está ausente nas mitocôndrias eucarióticas, mas sua presença nas membranas celulares de muitas bactérias tem sido relatada, embora as vias biossintéticas para sua síntese nesses organismos sejam diferentes.

A distribuição deste fosfolipídeo nas membranas celulares depende, em essência, das enzimas responsáveis ​​por sua produção e seu movimento (translocação) entre as monocamadas da membrana, depende da ação das amino fosfolipídeos-flipases (em leveduras) e scramblases e translocases (em mamíferos).

É um lipídio essencial para muitas células do sistema nervoso, a tal ponto que agora foram desenvolvidos suplementos nutricionais que o incluem em suas formulações para melhorar certas capacidades cerebrais e impedir a degeneração de outras.

Estrutura

A fosfatidilserina é um glicerofosfolípido e, como tal, é derivada de uma molécula de 1,2-diacil-glicerol 3-fosfato, ou seja, de uma molécula de glicerol que em seus carbonos 1 e 2 possui duas cadeias de ácidos graxos esterificados e carbono 3 Tem um grupo fosfato.

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Estrutura da fosfatidilserina (fonte: Zirgouflex [domínio público] via Wikimedia Commons)

Como todos os lipídios, a fosfatidilserina é uma molécula anfipática, com uma extremidade polar hidrofílica representada pelo grupo fosfato e a serina que se liga a ele, e uma extremidade apolar hidrofóbica, composta por cadeias de ácidos graxos ligadas por ligações éster.

O nome “fosfatidilserina” refere-se a todas as combinações possíveis de ácidos graxos, com comprimentos e graus variados de saturação, que são anexados a um esqueleto de glicerol que possui uma serina ligada ao grupo fosfato na cabeça polar.

Síntese

Em procariontes

Nos procariontes, a fosfatidilserina é produzida pelas enzimas fosfatidilserina sintetase associadas à membrana plasmática ou às frações ribossômicas, dependendo se são bactérias Gram-negativas ou Gram-positivas, respectivamente.

A síntese de fosfatidilserina nesses microrganismos é regulada e depende do tipo e quantidade de lipídios disponíveis no local em que a enzima sintetase é encontrada.

Em leveduras

A fosfatidilserina sintetase de levedura sintetiza a fosfatidilserina a partir da reação entre CDP-diacilglicerol e serina, que gera fosfatidilserina e CMP. Este fosfolipídeo, nesses organismos, é um intermediário importante na síntese de fosfatidilcolina e fosfatidiletanolamina.

Essa reação é regulada por concentrações intracelulares de inositol, que tem efeitos inibitórios sobre a enzima. Outros mecanismos envolvem a fosforilação direta da sintetase ou de alguma enzima reguladora envolvida na via biossintética.

Nos eucariontes superiores (plantas e animais)

Em organismos como plantas e animais (considerados por alguns autores como eucariotos superiores), a síntese de fosfatidilserina ocorre através de uma reação de alteração da base dependente de cálcio por meio de enzimas associadas ao retículo endoplasmático.

Nesse tipo de reação, os fosfolipídios são sintetizados a partir de fosfolipídios pré-existentes, dos quais o grupo polar é removido e trocado por uma molécula de L-serina.

Nas plantas, existem duas enzimas fosfatidilserina sintetase: uma que catalisa a reação de alteração da base dependente de cálcio e outra que é catalisada em uma reação semelhante à que ocorre em leveduras do CDP-diacilglicerol.

Os mamíferos também têm duas fosfatidilserina sintetases: uma catalisa a síntese de fosfatidilserina por uma reação de troca entre uma fosfatidiletanolamina e uma serina e a outra faz o mesmo, mas a partir de uma fosfatidilcolina como substrato base.

Funções

A fosfatidilserina é encontrada em todos os tipos de células eucarióticas; e em mamíferos foi demonstrado que, embora não seja tão abundante em todos os tecidos e não seja um dos fosfolípidos encontrados em maior proporção, é essencial para a sobrevivência celular.

As cadeias de ácidos graxos associadas às moléculas de fosfatidilserina nas células do sistema nervoso de muitos vertebrados desempenham um papel fundamental no funcionamento disso.

Na superfície da célula

Além de suas funções estruturais para o estabelecimento de membranas biológicas, a “redistribuição” da fosfatidilserina marca o início de numerosos processos fisiológicos no nível celular em mamíferos, portanto, pode-se dizer que está envolvido em diferentes processos de sinalização celular.

Exemplos desses processos são a coagulação sanguínea, onde a fosfatidilserina é translocada para a monocamada externa da membrana plasmática plaquetária, o que contribui para o acúmulo de vários fatores de coagulação na superfície dessas células.

Um processo semelhante ocorre durante a maturação das células espermáticas, mas é considerado uma “dissipação” da distribuição assimétrica desse fosfolípido (que enriquece a superfície interna da membrana plasmática).

Os eventos iniciais da morte celular programada (apoptose) também são caracterizados pela exposição de moléculas de fosfatidilserina à superfície da célula, que “marca” células apoptóticas a serem digeridas por células fagocíticas ou macrófagos.

Célula interna

As funções intracelulares da fosfatidilserina estão intimamente relacionadas às suas características levemente catiônicas, uma vez que, por sua carga, pode estar associada a várias proteínas periféricas que possuem regiões com carga negativa.

Essas proteínas incluem algumas cinases e GTPases, que são ativadas uma vez que estão associadas ao fosfolípido em questão.

A fosfatidilserina participa da “marcação” de algumas proteínas para direcioná-las aos fagossomos no processo de reciclagem ou degradação e também na modificação da atividade catalítica de outras.

Foi demonstrado que a formação de certos canais iônicos depende da associação das proteínas que os constituem com a fosfatidilserina.

É uma fonte de precursores para a síntese de outros fosfolipídios, como, por exemplo, fosfatidiletanolamina, que podem ser formados a partir da descarboxilação da fosfatidilserina (a fosfatidilserina é o precursor da fosfatidiletanolamina mitocondrial).

Onde está?

A fosfatidilserina, como a maioria dos fosfolipídios, é encontrada em quase todas as membranas celulares e enriquece as membranas das células dos tecidos nervosos; e, no olho, é particularmente abundante na retina.

Nas células em que é obtido, em maior ou menor proporção, geralmente é encontrado na monocamada interna da membrana plasmática e nos endossomos, mas é raro nas mitocôndrias.

Conforme descrito em 1941, juntamente com a fosfatidiletanolamina, a fosfatidilserina faz parte de uma substância conhecida como cefalina no cérebro de muitos mamíferos.

Benefícios da sua ingestão

A importância da fosfatidilserina no funcionamento do sistema nervoso foi estudada extensivamente e, por várias décadas, sua ingestão é considerada benéfica para a saúde do sistema nervoso central.

Vários estudos concluíram que a adição de fosfatidilserina na dieta como suplemento nutricional pode ter efeitos positivos na melhoria da memória, aprendizado, concentração e declínio do humor relacionados à idade ou ao envelhecimento.

Pensa-se que evite a perda de memória e outras atividades cognitivas, como raciocínio, pensamento abstrato, comprometimento psicomotor, alterações na personalidade e no comportamento e outras funções mentais importantes.

Em alguns estudos mais específicos em pacientes com problemas de memória, a ingestão de fosfatidilserina contribuiu diretamente para o aprendizado de nomes e rostos, o lembrete de nomes e rostos e o reconhecimento facial.

Uma fonte natural desse fosfolipídio é o peixe. No entanto, as espécies incluídas regularmente nos suplementos nutricionais são obtidas no córtex cerebral de bovinos ou na soja.

Ambos os tipos de fosfolipídios cumprem as mesmas funções, mas diferem nas características de ácidos graxos de suas caudas apolares.

Também foi sugerido que a fosfatidilserina não associada às membranas ingeridas como um suplemento (exógeno) pode contribuir para a defesa celular contra o estresse oxidativo.

Contra-indicações

Os primeiros estudos e ensaios clínicos realizados com este fosfolipídeo como suplemento nutricional revelaram que a administração intramuscular pode causar irritação e “queimaduras”, e que a administração intravenosa não apresenta efeitos adversos conhecidos.

Por administração oral, parece ser um medicamento seguro, mas, em doses superiores a 600 mg administradas às vezes antes de dormir, pode causar insônia. No entanto, os relatórios indicam que é seguro e eficaz, especialmente se combinado com um estilo de vida saudável, incluindo exercícios físicos e boa nutrição.

Embora um grande número de estudos tenha mostrado que a ingestão desse fosfolipídeo não produz alterações prejudiciais na bioquímica sanguínea, uma das possíveis contra-indicações está relacionada à transferência de doenças infecciosas, como a encefalopatia espongiforme, devido ao consumo de extratos cerebrais contaminados com príons.

Referências

  1. Garrett, R. & Grisham, C. (2010). Bioquímica (4ª ed.). Boston, EUA: Brooks / Cole. Aprendizagem CENGAGE.
  2. Jorissen, B., Brouns, F., van Boxtel, M., Ponds, R., Verhey, F., & Jolles, J. (2002). A influência da Fosfatidilserina Derivada na cognição no Comprometimento da Memória Associada à Idade. Nutritional Neuroscience , 4 , 121-134.
  3. Kidd, PM (1996). Fosfatidilserina; Nutriente de membrana para memória. Uma avaliação clínica e mecanicista. Alternative Medicine Review , 1 (2), 70-84.
  4. Kingsley, M. (2006). Efeitos da suplementação com fosfatidilserina no exercício humano, 36 (8), 657–669.
  5. Luckey, M. (2008). Biologia estrutural de membranas: com fundamentos bioquímicos e biofísicos . Cambridge University Press.
  6. Segawa, K. & Nagata, S. (2015). Um sinal apoptótico “Eat Me”: Exposição à fosfatidilserina. Trends in Cell Biology , 1–12.
  7. Vance, JE (2008). Fosfatidilserina e fosfatidiletanolamina em células de mamíferos: dois aminofosfolípidos metabolicamente relacionados. Journal of Lipid Research , 49 (7), 1377-1387.
  8. Vance, J., & Steenbergen, R. (2005). Metabolismo e funções da fosfatidilserina. Progress in Lipid Research , 44 , 207-234.
  9. Vance, JE, & Tasseva, G. (2013). Formação e função de fosfatidilserina e fosfatidiletanolamina em células de mamíferos. Biochimica et Biophysica Acta – Biologia Molecular e Celular de Lipídios , 1831 (3), 543–554.

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