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Esfingomielina

Esfingomielina

Fórmula lineal

C47H93N2O6P

Sinónimos

n/a

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¿Qué es la esfingomielina?

La esfingomielina pertenece a una clase de lípidos conocidos como esfingolípidos, que se caracterizan por un esqueleto de aminoalcohol de dieciocho carbonos denominado esfingosina. Estos lípidos se encuentran principalmente en la membrana celular, la red trans Golgi y el retículo endoplásmico de las células de mamíferos. Los esfingolípidos se sintetizan a partir de varios precursores no esfingolípidos, que luego son modificados por grupos funcionales para producir una variedad de especies de esfingolípidos. La esfingomielina es una de las especies más abundantes de esfingolípidos y su síntesis implica la fosforilación de la ceramida para incluir un grupo de cabeza de fosfocolina1.

La esfingomielina es el esfingolípido predominante en la lámina externa de las membranas celulares y desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la estructura de la membrana plasmática. Además, la esfingomielina es esencial para el mantenimiento de las balsas lipídicas, que son microdominios lipídicos de membrana enriquecidos en esfingolípidos y colesterol. Las balsas lipídicas desempeñan numerosas funciones biológicas, como la regulación de las vías de transducción de señales celulares, el transporte de moléculas de la membrana celular y la facilitación de la entrada de patógenos y toxinas2. El papel fundamental de la esfingomielina en la mediación de funciones celulares esenciales ha llevado a muchos investigadores a estudiar los cambios en los niveles de esfingomielina en diversas enfermedades.

Esfingomielina y neurociencia

La esfingomielina está enriquecida en el cerebro, donde desempeña un papel fundamental en la regulación de las vainas de mielina de las neuronas, una estructura esencial que facilita la transducción de señales entre las células nerviosas. La desmielinización y la degradación lipídica son algunos de los rasgos distintivos de enfermedades de las neuronas motoras como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la atrofia muscular espinal, y recientes hallazgos han identificado un metabolismo aberrante de la esfingomielina como posible mecanismo subyacente a estas enfermedades.

Por ejemplo, se ha observado una alteración del metabolismo lipídico en pacientes con ELA, que presentan un aumento de los niveles de esfingomielina en la médula espinal. Experimentos in vitro con motoneuronas cultivadas revelaron un aumento del estrés oxidativo asociado a las anomalías lipídicas y la inhibición farmacológica de la síntesis de esfingomielina protege contra la muerte celular inducida por la intervención excitotóxica3. En apoyo de estos hallazgos, más de 20 genes de riesgo en la ELA también están implicados en la homeostasis de la balsa lipídica y en las vías de los esfingolípidos4.

Las alteraciones del metabolismo de la esfingomielina también se han relacionado con la enfermedad de Alzheimer (EA). Un estudio halló niveles elevados de esfingomielina en el líquido cefalorraquídeo de individuos con demencia de EA. Curiosamente, los individuos con síntomas tempranos de EA presentan mayores niveles de esfingomielina en comparación con los controles cognitivamente normales, mientras que no hay cambios significativos entre la EA leve o moderada y los controles. Estos hallazgos sugieren que el metabolismo de la esfingomielina puede utilizarse como biomarcador temprano para predecir el desarrollo posterior de la EA5.

Esfingomielina y salud metabólica

Las alteraciones del metabolismo lipídico están estrechamente relacionadas con trastornos metabólicos como la obesidad y la diabetes. Estudios recientes sugieren que los desequilibrios en los niveles de esfingolípidos y la disfunción en las vías de los esfingolípidos están correlacionados con la obesidad y el deterioro del metabolismo de la glucosa. Por ejemplo, un informe mostró que los parámetros de obesidad (p. ej., resistencia a la insulina, IMC elevado) se asociaban con niveles elevados de especies de esfingomielina con cadenas acilo saturadas en individuos obesos en comparación con los controles6.

En apoyo de la importancia de la esfingomielina en la salud metabólica, un estudio demostró que el bloqueo genético de la esfingomielina sintasa 2, la enzima sintética de la esfingomielina, protege contra la obesidad inducida por la dieta y la resistencia a la insulina. Estos investigadores sugieren que la inhibición de la esfingomielina sintasa 2 protege contra la obesidad al reducir la captación de ácidos grasos y la formación de gotas lipídicas7. Otros han relacionado el metabolismo de los esfingolípidos con la inflamación inducida por la obesidad, en la que las citoquinas inflamatorias promueven la hidrólisis de la esfingomielina en ceramida, exacerbando aún más las aberraciones del metabolismo lipídico8.

Esfingomielina y salud cardiovascular

Se ha demostrado que las alteraciones en la composición lipídica, incluidos los cambios en los triglicéridos, el colesterol, las lipoproteínas de baja densidad (LDL) y las lipoproteínas de alta densidad (HDL), desempeñan un papel fundamental en las enfermedades cardiovasculares (ECV). Si bien los estudios sobre ECV se han enfrentado a retos a la hora de identificar las especies lipídicas específicas que contribuyen al desarrollo de ECV, los hallazgos emergentes han indicado que los cambios en la esfingomielina pueden servir como un predictor precoz del desarrollo de ECV. De hecho, estudios recientes han demostrado que unos niveles elevados de esfingomielina son un posible factor de riesgo independiente de enfermedad coronaria9.

Un estudio lipidómico que examinó casos incidentes de ECV reveló cambios en especies lipídicas concretas que predecían el riesgo de ECV. En particular, los niveles basales más elevados de esfingomielina se asociaron con mayores probabilidades de ECV y colesterol LDL elevado. Estos resultados demuestran la utilidad de especies lipídicas específicas como biomarcadores del pronóstico de la ECV10.

Otros estudios han demostrado que la esfingomielina forma parte de un grupo de lípidos bioactivos elevados en las placas carotídeas humanas. En este estudio se observó que los niveles de esfingomielina están correlacionados con las citocinas inflamatorias y los marcadores de inestabilidad de la placa. Además, la aplicación in vitro de esfingomielina induce marcadores de apoptosis11.

Esfingomielina y salud gastrointestinal

Los bajos niveles de esfingomielina pueden encontrarse en los productos lácteos, los huevos y la carne, lo que llevó a los investigadores a estudiar los efectos de la esfingomielina dietética en la salud gastrointestinal. En general, los científicos han descubierto efectos beneficiosos de la esfingomielina en la dieta sobre el microbioma intestinal, que a su vez influye en la salud metabólica.

En un estudio, los ratones alimentados con una dieta rica en grasas suplementada con esfingomielina láctea dietética mostraron un menor aumento de peso y una disminución de los niveles séricos de colesterol. Estos efectos se atribuyeron a cambios protectores en las barreras intestinales, disminución de los lipopolisacáridos y alteraciones beneficiosas de la microbiota intestinal12. Otros estudios han demostrado que la ingesta de esfingomielina láctea es un inhibidor eficaz de la absorción intestinal de colesterol en ratas, lo que supone otro beneficio para la salud intestinal13.

Esfingomielina y oncología

El examen de los cambios en la bioquímica de la superficie celular ha sido esencial para comprender el inicio del cáncer, el crecimiento celular y la evasión inmunitaria. Dada la importancia de la esfingomielina en la regulación de la función de la membrana plasmática, cada vez son más los estudios que la relacionan con el pronóstico del cáncer. Se ha observado un aumento de los niveles de esfingomielina en varios tipos de cáncer14, y se ha demostrado que la manipulación genética de las vías de la esfingomielina suprime la supervivencia, el crecimiento y la migración de líneas celulares de cáncer de ovario15.

Los esfingolípidos en la investigación

En marzo de 2024, hay más de 16.000 citas para la esfingomielina en publicaciones de investigación (excluidos libros y documentos) en Pubmed. El enorme número de publicaciones que relacionan este metabolito con una amplia gama de funciones fisiológicas sugiere que cualquier programa de investigación que busque comprender mejor la salud neurológica, metabólica, cardiovascular, oncológica y gastrointestinal puede beneficiarse del análisis cuantitativo de la esfingomielina. Teniendo en cuenta la importancia de la esfingomielina en la función de la membrana plasmática, los estudios preclínicos también pueden beneficiarse de la cuantificación de la esfingomielina para avanzar en la comprensión de los biomarcadores, el diagnóstico y el seguimiento de la enfermedad.

Referencias

  1. Gault, CR, Obeid, LM, y Hannun, YA. An overview of sphingolipid metabolism: from synthesis to breakdown. Adv Exp Med Biol 2010;(688):1-23.
  2. Codini, M, Garcia-Gil, M, and Albi, E. Cholesterol and Sphingolipid Enriched Lipid Rafts as Therapeutic Targets in Cancer. Int J Mol Sci 2021;(22).
  3. Cutler, RG, Pedersen, WA, Camandola, S, et al. Evidence that accumulation of ceramides and cholesterol esters mediates oxidative stress-induced death of motor neurons in amyotrophic lateral sclerosis. Ann Neurol 2002;(52):448-457.
  4. Moll, T, Marshall, JNG, Soni, N, et al. Membrane lipid raft homeostasis is directly linked to neurodegeneration. Ensayos Bioquímicos 2021;(65):999-1011.
  5. Kosicek, M, Zetterberg, H, Andreasen, N, et al. Niveles elevados de esfingomielina en líquido cefalorraquídeo en la enfermedad de Alzheimer prodrómica. Neurosci Lett 2012;(516):302-305.
  6. Hanamatsu, H, Ohnishi, S, Sakai, S, et al. Altered levels of serum sphingomyelin and ceramide containing distinct acyl chains in young obese adults. Nutr Diabetes 2014;(4):e141.
  7. Mitsutake, S, Zama, K, Yokota, H, et al. La modificación dinámica de la esfingomielina en microdominios lipídicos controla el desarrollo de la obesidad, el hígado graso y la diabetes tipo 2. J Biol Chem 2011;(286):28544-28555.
  8. Kang, SC, Kim, BR, Lee, SY, et al. Metabolismo de los esfingolípidos e inflamación inducida por la obesidad. Front Endocrinol (Lausana) 2013;(4):67.
  9. Jiang, XC, Paultre, F, Pearson, TA, et al. Plasma sphingomyelin level as a risk factor for coronary artery disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2000;(20):2614-2618.
  10. Fernandez, C, Sandin, M, Sampaio, JL, et al. Plasma lipid composition and risk of developing cardiovascular disease. PLoS One 2013;(8):e71846.
  11. Edsfeldt, A, Duner, P, Stahlman, M, et al. Los esfingolípidos contribuyen a la inflamación de la placa aterosclerótica humana. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2016;(36):1132-1140.
  12. Norris, GH, Jiang, C, Ryan, J, et al. La esfingomielina de la leche mejora el metabolismo lipídico y altera la microbiota intestinal en ratones alimentados con dietas ricas en grasas. J Nutr Biochem 2016;(30):93-101.
  13. Noh, SK, y Koo, SI. Milk sphingomyelin is more effective than egg sphingomyelin in inhibiting intestinal absorption of cholesterol and fat in rats. J Nutr 2004;(134):2611-2616.
  14. Tallima, H, Azzazy, HME, and El Ridi, R. Esfingomielina de la superficie celular: papel clave en la iniciación, progresión y evasión inmunitaria del cáncer. Lipids Health Dis 2021;(20):150.
  15. Don, AS, Lim, XY, y Couttas, TA. Reconfiguración del metabolismo de esfingolípidos por transformación oncogénica. Biomolecules 2014;(4):315-353.