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Sphingomyéline

Sphingomyéline

Formule linéaire

C47H93N2O6P

Synonymes

s/o

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Qu'est-ce que la sphingomyéline ?

La sphingomyéline appartient à une classe de lipides connus sous le nom de sphingolipides, qui se caractérisent par un squelette amino-alcool à dix-huit carbones appelé sphingosine. Ces lipides se trouvent principalement dans la membrane cellulaire, le réseau transgolgien et le réticulum endoplasmique des cellules de mammifères. Les sphingolipides sont synthétisés à partir de divers précurseurs non sphingolipidiques, qui sont ensuite modifiés par des groupes fonctionnels pour produire une variété d'espèces de sphingolipides. La sphingomyéline est l'une des espèces de sphingolipides les plus abondantes et sa synthèse implique la phosphorylation du céramide pour y inclure un groupe de tête phosphocholine1.

La sphingomyéline est le sphingolipide prédominant dans le feuillet externe des membranes cellulaires et joue un rôle crucial dans le maintien de la structure de la membrane plasmique. La sphingomyéline est essentielle au maintien des radeaux lipidiques, qui sont des microdomaines lipidiques membranaires enrichis en sphingolipides et en cholestérol. Les radeaux lipidiques remplissent de nombreuses fonctions biologiques, notamment la régulation des voies de transduction des signaux cellulaires, la navette des molécules de la membrane cellulaire et l'entrée des agents pathogènes et des toxines2. Le rôle critique de la sphingomyéline dans la médiation des fonctions cellulaires essentielles a conduit de nombreux chercheurs à étudier les modifications des niveaux de sphingomyéline dans diverses maladies.

Sphingomyéline et neurosciences

La sphingomyéline est enrichie dans le cerveau, où elle joue un rôle essentiel dans la régulation des gaines de myéline des neurones, une structure essentielle qui facilite la transduction des signaux entre les cellules nerveuses. La démyélinisation et la dégradation des lipides font partie des caractéristiques des maladies du motoneurone telles que la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et l'amyotrophie spinale, et des découvertes récentes ont identifié le métabolisme aberrant de la sphingomyéline comme un mécanisme potentiel sous-jacent à ces maladies.

Par exemple, une altération du métabolisme des lipides a été observée chez les patients atteints de SLA, qui présentent des niveaux accrus de sphingomyéline dans la moelle épinière. Des expériences in vitro sur des motoneurones en culture ont révélé un stress oxydatif accru associé à des anomalies lipidiques et l'inhibition pharmacologique de la synthèse de la sphingomyéline protège contre la mort cellulaire induite par une intervention excitotoxique3. À l'appui de ces conclusions, plus de 20 gènes de risque de la SLA sont également impliqués dans l'homéostasie du radeau lipidique et les voies des sphingolipides4.

Des altérations du métabolisme de la sphingomyéline ont également été impliquées dans la maladie d'Alzheimer. Une étude a révélé des taux élevés de sphingomyéline dans le liquide céphalo-rachidien de personnes atteintes de démence due à la maladie d'Alzheimer. Il est intéressant de noter que les personnes présentant des symptômes précoces de la MA présentent des taux de sphingomyéline plus élevés que les témoins cognitivement normaux, alors qu'il n'y a pas de changements significatifs entre les personnes atteintes de la MA à un stade léger ou modéré et les témoins. Ces résultats suggèrent que le métabolisme de la sphingomyéline peut être utilisé comme biomarqueur précoce pour prédire le développement ultérieur de la MA5.

Sphingomyéline et santé métabolique

Les altérations du métabolisme des lipides sont étroitement liées aux troubles métaboliques tels que l'obésité et le diabète. Des études récentes suggèrent que les déséquilibres dans les niveaux de sphingolipides et les dysfonctionnements dans les voies des sphingolipides sont corrélés avec l'obésité et les troubles du métabolisme du glucose. Par exemple, un rapport a montré que les paramètres de l'obésité (par exemple, la résistance à l'insuline, un IMC élevé) étaient associés à des niveaux élevés d'espèces de sphingomyéline avec des chaînes d'acyle saturées chez les personnes obèses par rapport aux témoins6.

À l'appui de l'importance de la sphingomyéline dans la santé métabolique, une étude a démontré que l'inhibition génétique de la sphingomyéline synthase 2, l'enzyme de synthèse de la sphingomyéline, protège contre l'obésité et la résistance à l'insuline induites par l'alimentation. Ces chercheurs suggèrent que l'inhibition de la sphingomyéline synthase 2 protège contre l'obésité en réduisant l'absorption des acides gras et la formation de gouttelettes lipidiques7. D'autres chercheurs ont établi un lien entre le métabolisme des sphingolipides et l'inflammation induite par l'obésité, où les cytokines inflammatoires favorisent l'hydrolyse de la sphingomyéline en céramide, ce qui aggrave encore les aberrations du métabolisme des lipides8.

Sphingomyéline et santé cardiovasculaire

Il a été démontré que les altérations de la composition lipidique, y compris les changements dans les triglycérides, le cholestérol, les lipoprotéines de faible densité (LDL) et les lipoprotéines de haute densité (HDL), jouent un rôle central dans les maladies cardiovasculaires (MCV). Alors que les études sur les MCV ont rencontré des difficultés pour identifier les espèces lipidiques spécifiques contribuant au développement des MCV, de nouvelles découvertes ont indiqué que les changements dans la sphingomyéline pourraient servir de prédicteurs précoces du développement des MCV. En effet, des études récentes ont montré que des niveaux élevés de sphingomyéline constituent un facteur de risque indépendant potentiel pour les maladies coronariennes9.

Une étude lipidomique portant sur des cas de MCV a révélé des changements dans des espèces lipidiques particulières qui permettaient de prédire le risque de MCV. Notamment, des niveaux de base plus élevés de sphingomyéline ont été associés à un risque accru de MCV et à un taux élevé de cholestérol LDL. Ces résultats prouvent l'utilité d'espèces lipidiques spécifiques en tant que biomarqueurs pour le pronostic des MCV10.

D'autres rapports ont montré que la sphingomyéline fait partie d'un groupe de lipides bioactifs qui sont élevés dans les plaques carotidiennes humaines. Cette étude a montré que les niveaux de sphingomyéline sont en corrélation avec les cytokines inflammatoires et les marqueurs d'instabilité de la plaque. En outre, l'application in vitro de sphingomyéline induit des marqueurs d'apoptose11.

Sphingomyéline et santé gastro-intestinale

Les produits laitiers, les œufs et la viande contiennent de faibles quantités de sphingomyéline, ce qui a incité les chercheurs à étudier les effets de la sphingomyéline alimentaire sur la santé gastro-intestinale. Dans l'ensemble, les scientifiques ont constaté que la sphingomyéline alimentaire avait des effets bénéfiques sur le microbiome intestinal, ce qui se répercute sur la santé métabolique.

Dans une étude, des souris nourries avec un régime riche en graisses complété par de la sphingomyéline laitière alimentaire ont présenté une prise de poids réduite et une diminution du taux de cholestérol sérique. Ces effets ont été attribués à des modifications protectrices des barrières intestinales, à une diminution des lipopolysaccharides et à des modifications bénéfiques du microbiote intestinal12. D'autres études ont démontré que la consommation de sphingomyéline de lait inhibait efficacement l'absorption intestinale du cholestérol chez les rats, ce qui constitue un autre avantage pour la santé de l'intestin13.

Sphingomyéline et oncologie

L'examen des modifications de la biochimie de la surface cellulaire fait partie intégrante de la compréhension de l'initiation du cancer, de la croissance cellulaire et de l'évasion immunitaire. Étant donné l'importance de la sphingomyéline dans la régulation de la fonction de la membrane plasmique, de plus en plus d'études ont montré que la sphingomyéline jouait un rôle important dans le pronostic du cancer. Des niveaux accrus de sphingomyéline ont été signalés dans plusieurs types de cancer14, et il a été démontré que la manipulation génétique des voies de la sphingomyéline supprime la survie, la croissance et la migration des lignées cellulaires du cancer de l'ovaire15.

Les sphingolipides dans la recherche

En mars 2024, il y a plus de 16 000 citations concernant la sphingomyéline dans des publications de recherche (à l'exclusion des livres et des documents) sur Pubmed. Le nombre considérable de publications établissant un lien entre ce métabolite et un large éventail de fonctions physiologiques suggère que tout programme de recherche visant à mieux comprendre la santé neurologique, métabolique, cardiovasculaire, oncologique et gastro-intestinale peut bénéficier d'une analyse quantitative de la sphingomyéline. Compte tenu de l'importance de la sphingomyéline dans la fonction de la membrane plasmique, les études précliniques peuvent également bénéficier de la quantification de la sphingomyéline pour approfondir la compréhension des biomarqueurs, du diagnostic et du suivi des maladies.

Références

  1. Gault, CR, Obeid, LM, et Hannun, YA. Vue d'ensemble du métabolisme des sphingolipides : de la synthèse à la dégradation. Adv Exp Med Biol 2010 ;(688):1-23.
  2. Codini, M, Garcia-Gil, M, et 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. Essays Biochem 2021 ;(65):999-1011.
  5. Kosicek, M, Zetterberg, H, Andreasen, N, et al. Elevated cerebrospinal fluid sphingomyelin levels in prodromal Alzheimer's disease. 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 modification dynamique de la sphingomyéline dans les microdomaines lipidiques contrôle le développement de l'obésité, de la stéatose hépatique et du diabète de type 2. J Biol Chem 2011 ;(286):28544-28555.
  8. Kang, SC, Kim, BR, Lee, SY, et al. Sphingolipid metabolism and obesity-induced inflammation. Front Endocrinol (Lausanne) 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. Les sphingolipides contribuent à l'inflammation de la plaque d'athérosclérose humaine. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2016 ;(36):1132-1140.
  12. Norris, GH, Jiang, C, Ryan, J, et al. Milk sphingomyelin improves lipid metabolism and alters gut microbiota in high fat diet-fed mice. J Nutr Biochem 2016 ;(30):93-101.
  13. Noh, SK, et Koo, SI. La sphingomyéline du lait est plus efficace que la sphingomyéline de l'œuf pour inhiber l'absorption intestinale du cholestérol et des graisses chez les rats. J Nutr 2004 ;(134):2611-2616.
  14. Tallima, H, Azzazy, HME, et El Ridi, R. Cell surface sphingomyelin : key role in cancer initiation, progression, and immune evasion. Lipids Health Dis 2021 ;(20):150.
  15. Don, AS, Lim, XY, et Couttas, TA. Re-configuration du métabolisme des sphingolipides par la transformation oncogénique. Biomolecules 2014 ;(4):315-353.