The dipalmitoylphosphatidylcholine, lebih dikenal dalam 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 surfaktan paru dan dalam organ ini pada dasarnya diproduksi oleh makrofag alveolar dari jalur cytidine difosfat atau CDP-choline.
Struktur Dipalmitoylphosphatidylcholine (Sumber: Fvasconcellos via Wikimedia Commons)
Surfaktan paru-paru adalah campuran kompleks lipid dan protein yang ditemukan 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 dipalmitoylphosphatidylcholine, fosfolipid lain, dan kolesterol, terhitung lebih dari 85% berat surfaktan paru. Fosfolipid penting ini (DPL) bertanggung jawab untuk mengurangi tegangan permukaan di alveoli selama ekspirasi.
Biosintesisnya dapat terjadi de novo melalui jalur CDP-fosfokolin, atau dengan metilasi berurutan fosfatidiletanolamina (dikatalisis oleh fosfatidiletanolamina N-metiltransferase); atau dapat disintesis dengan pertukaran basa fosfolipid lain seperti phosphatidylserine, phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine atau lainnya.
Struktur
Struktur dipalmitoylphosphatidylcholine, seperti yang ditunjukkan oleh namanya, terdiri dari tulang punggung 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 di posisi C3 dari kerangka yang sama.
Struktur ini, seperti semua lipid, dicirikan oleh sifat amphipathicnya, yang berkaitan dengan keberadaan bagian kutub hidrofilik, diwakili oleh kolin yang terikat pada gugus fosfat, dan bagian apolar hidrofobik, diwakili oleh keduanya. rantai alifatik esterifikasi.
Asam heksadekanoat, asam palmitat atau palmitat, adalah asam lemak jenuh rantai panjang (16 atom karbon) (hanya ikatan karbon-karbon tunggal), dan merupakan salah satu asam lemak paling umum di alam (hewan, mikroorganisme dan terutama pada tumbuhan).
Karena rantai asam palmitat jenuh, dipalmitoylphosphatidylcholine atau dipalmitoyl lecithin juga merupakan bagian dari lesitin "disaturasi" yang dapat ditemukan di membran sel.
Kolin, elemen penting dalam makanan banyak hewan, adalah sejenis garam amonium kuaterner yang larut dalam air dan memiliki muatan positif bersih; yaitu, molekul kationik, di mana fosfatidilkolin adalah lipid polar.
fitur
Struktural
Seperti fosfatidilkolin lainnya, dipalmitoylphosphatidylcholine adalah salah satu komponen utama dan paling melimpah dari bilayers lipid yang membentuk membran biologis semua makhluk hidup.
Konformasinya memungkinkannya untuk dengan mudah membentuk lapisan ganda, di mana ekor hidrofobik "bersembunyi" dari media hidrofilik ke arah wilayah pusat dan kepala kutub bersentuhan langsung dengan air.
Untuk semua fosfatidilkolin, secara umum, dimungkinkan untuk membentuk fasa "pipih" dalam dispersi air. Ini dikenal sebagai liposom, yang merupakan lapisan lipid konsentris (bola) dengan air yang terperangkap di antara lapisan ganda.
Pada membran kaya kolesterol, lipid ini dikaitkan dengan rasio tujuh molekul lesitin dipalmitoyl untuk setiap molekul kolesterol dan fungsinya untuk menghindari kontak antara dua molekul kolesterol dan menstabilkannya dalam struktur membran.
Permeabilitas membran yang kaya dipalmitoylphosphatidylcholine meningkat dengan suhu, yang mungkin mewakili keuntungan metabolik untuk banyak sel.
Sebagai surfaktan paru
Seperti disebutkan sebelumnya, dipalmitoylphosphatidylcholine sangat penting untuk mengurangi tegangan permukaan di alveoli paru selama ekspirasi.
Bagian hidrofiliknya (kolin) dikaitkan dengan fase cair alveoli, sedangkan rantai hidrofobik asam palmitat bersentuhan dengan fase udara.
"Zat" ini diproduksi dan disekresikan oleh sel alveolar tipe II di paru-paru (pneumosit tipe II) dan oleh makrofag alveolar, dan komponennya disintesis dan dirangkai dalam retikulum endoplasma. Mereka kemudian dipindahkan ke kompleks Golgi dan selanjutnya membentuk badan "lamelar" di sitosol.
Fungsi utama surfaktan paru, dan juga dipalmitoylphosphatidylcholine 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 dipalmitoyl oleh makrofag alveolar dikaitkan dengan penggabungan lipid ini ke dalam surfaktan paru atau dengan aktivitas fagositiknya, walaupun ada banyak penelitian mengenai hal ini.
Sebagai obat
Beberapa sindrom stres pernapasan pada bayi baru lahir dan orang dewasa ditandai dengan penurunan dipalmitoylphosphatidylcholine pada antarmuka jaringan udara. Untuk alasan ini, ada beberapa laporan penelitian terkait nebulisasi dengan lipid ini untuk memulihkan hubungan tekanan-volume di paru-paru.
Dalam metabolisme
Produk pemecahan dipalmitoylphosphatidylcholine adalah elemen penting untuk banyak proses metabolisme:
- Dua rantai asam palmitat dapat digunakan dalam oksidasi-β asam lemak untuk mendapatkan energi dalam jumlah besar atau untuk sintesis lipid baru.
- Residu kolin dari kelompok "kepala" kutub 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 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 pensinyalan 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 dipalmitoyl aerosol. Jurnal Fisiologi Terapan, 39 (5), 759-766.
- Hamm, H., Kroegel, C., & Hohlfeld, J. (1996). Surfaktan: tinjauan fungsi dan relevansinya dengan gangguan pernapasan dewasa. Pengobatan Pernapasan, 90, 251–270.
- Lee, AG (1975). Sifat Fungsional Membran Biologis: Pendekatan Fisik-kimiawi. Prog. Biofi. Molec. Berbagai., 29 (1), 3-56.
- Mason, RJ, Huber, G., & Vaughan, M. (1972). Sintesis Lesitin Dipalmitoil oleh Makrofag Alveolar. The Journal of Clinical Investigation, 51, 68-73.
- Zeisel, S., Da Costa, K., Franklin, PD, Alexander, EA, Sheard, NF, & Beiser, A. (1991). Kolin, nutrisi penting bagi manusia. The FASEB Journal, 5, 2093–2098.