Плазмалогены

Многие из нас впервые с понятием «плазмалоген» встретились, сделав анализ хмс по Осипову. В нём это важный показатель здоровья, который коррелирует с величиной нормобиотического ядра.

Плазмалогены - загадочная субстанция, уникальный класс мембранных глицерофосфолипидов. Уникальность обеспечивается (сейчас будет чуть-чуть химии) содержанием жирных спиртов с винил-эфирной связью в положении sn-1 и обогащенных жирными кислотами в положении sn-2 глицеринового остова. Плазмалогены составляют до 20% от общей массы фосфолипидов у человека, они специфичны для различных тканей и метаболических процессов в разных стадиях.

Функции плазмалогенов очень важны: антиоксидантная, структурная (построение клеточных мембран), сигнальная - участие в передаче нервного импульса (миелиновые оболочки нервных тканей). Поэтому дефицит плазмалогена может нарушать множество процессов в организме.

Различают первичный и вторичный дефицит плазмалогена. Биосинтез плазмалогена начинается в пероксисомах, и именно дефектность на этом этапе приводит к развитию первичного дефицита - пороку развития RCDP (ризомелическая точечная хондродисплазия). Нарушения в пероксисомах - результат мутаций генов GNPAT и AGPS, наследующихся по аутосомно-рецессивному признаку, поэтому встречаются они относительно редко, но в силу тяжести нарушений выделяются в особую группу пероксисомных заболеваний. Фенотип RCDP определяет нарушения в развитии костей, головного мозга, хрусталика, легких, почек и сердца. Вторичный дефицит плазмалогена широко распространен, но пока мало изучен, хотя и связан с множеством распространенных нарушений в организме. Вторичный дефицит плазмалогена может быть результатом сниженного синтеза и/или повышенной деградации.

Плазмалогены есть у анаэробных бактерий, беспозвоночных и позвоночных животных, отсутствуют у аэробных бактерий, у большинства грибов и растений. Анаэробная кишечная микробиота является резервуаром плазмалогена, он в большом количестве находится в мембранах эубактерий, бифидобактерий, пропионовых, клостридиях, бактероидах, лактобациллах. Возможно, поэтому нормобиота не только защищает стенку кишечника, участвуя в системе местного иммунитета и выделяя массу полезных веществ в её просвет, но и влияет на функции клеточных мембран во всём организме. Пристальное внимание к функциям плазмалогена в организме человека было обращено совсем недавно. Кроме включения в клеточные мембраны, плазмалогены - важные компоненты субклеточных мембран (ядро, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и митохондрии). Концентрируются они и в синаптических пузырьках, секреторных гранулах, миелине и сурфактанте. В печени плазмалогена совсем немного, хотя там он синтезируется и транспортируется липопротеинами в другие ткани. Кстати, то же самое и в пероксисомах – они производят его, но не хранят и не используют. Что касается органов и тканей – плазмалогена много в головном мозге, сердце, почках, легких и скелетных мышцах, в крови - в нейтрофилах и эозинофилах.

Уровень плазмалогена связан с возрастом: эритроциты новорожденных содержат его немного, затем с возрастом уровень растёт. В головном мозге максимальный уровень наступает примерно к 30 годам, затем содержание плазмалогена в тканях уменьшается. И здесь тоже прослеживается корреляция с возрастными колебаниями в составе микробиоты. Современная диагностика уровня плазмалогена осуществляется методом жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией. Это позволяет при необходимости идентифицировать различные подвиды плазмалогенов. Они ведь содержат различные жирные кислоты, что кардинально меняет их свойства, подчеркивая структурную, антиоксидантную и сигнальную роль плазмалогенов. Например, обогащенные докозогексаеновой омега3 ЖК и арахидоновой кислотой, играют решающую роль в клеточных мембранах, обеспечивая уникальные структурные свойства, облегчая процессы передачи сигналов и защищая липиды мембран от окисления. Поскольку эти факторы характерны для разных типов тканей, то и функции плазмалогена, вероятно, будут специфичными для различных тканей. Известно, что в сером веществе головного мозга плазмалогены метаболически активны, а вот миелиновые плазмалогены относительно неактивны и играют больше структурную роль. В миелине преобладают насыщенные или мононенасыщенные виды жирных кислот, что обеспечивает более компактную и стабильную структуру. Интересно описывается антиоксидантная функция плазмалагенов: атомы водорода в них имеют относительно низкие энергии диссоциации и первыми окисляются при воздействии различных свободных радикалов и синглетного кислорода. Расходуясь, принося себя в жертву, плазмалогены предотвращают окисление ПНЖК и других уязвимых мембранных липидов. При этом продукты окисления плазмалогенов не становятся дальнейшими распространителями окислительных процессов, гася цепь окислительных реакций.

Клинические испытания показывают, что дисбаланс липидных сигнальных путей способствует прогрессированию хронических заболеваний, поддерживая хроническое воспаление, метаболические нарушения. Диабет II типа, метаболический синдром, нейродегенеративные (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Неймана-Пика типа С, синдром Дауна и экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит) и сердечно-сосудистые заболевания в первую очередь связаны с повышенным окислением липидов, сопровождающих эти патологические состояния и связанных со снижением уровня плазмалогена. Есть исследования, показывающие, что повышение уровня плазмалогена в эндотелиальных клетках легочной артерии человека защищает их во время гипоксии, продлевая выживаемость и уменьшая накопление активных форм кислорода. В других работах показано, что продукция плазмалогена существенно снижена у больных с синдромом Зельвегера, болезнью Рефсума, другими неврологическими заболеваниями и при деменции. Важную роль играют плазмалогены в развитии респираторной патологии. В нескольких исследованиях сообщалось о связи между снижением уровня плазмалогенов и бронхолегочной дисплазией (БЛД), ведущей причиной заболеваемости у недоношенных детей. Более низкие уровни плазмалогена в аспирате из трахеи недоношенных детей повышают риск развития у них БЛД. Есть исследования по распространенности бронхиальной астмы, указывающих на её связь с воздействием озона, присутствующего в загрязненном воздухе, повреждающие эффекты которого связывают с окислением липидов сурфактанта. Дефицит плазмалогена также связан с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Метаболический профиль в большой когорте больных ХОБЛ показал статистически значимую корреляцию между дефицитом плазмалогена и курением; это было подтверждено обнаружением подавления транскрипта AGPS в легочной ткани курильщиков, что свидетельствует о снижении синтеза плазмалогена. Поскольку легкие являются прямой мишенью активных форм кислорода, плазмалогены могут защищать от респираторных заболеваний благодаря своей роли антиоксиданта. Легочные плазмалогены особенно обогащены арахидоновой кислотой, что также указывает на их роль в иммунной защите. Наконец, плазмалогены играют структурную роль в поверхностно-активных веществах, что позволяет предположить его ключевую роль в нормальной физиологии легких.

Терапевтические стратегии рассматривают заместительную терапию плазмалогеном как при первичном, так при вторичном дефицитах. И хотя плазмалогены имеют в основном биосинтезированное происхождение, небольшие количества могут быть получены из пищи в виде предшественника 1-0-октадецил-sn-глицерина (батилового спирта). Самые высокие его количества обнаружены в маслах беспозвоночных морских животных, таких как печень акулы и масло криля. Но это лишь один вид плазмалогена, изучаются особенности многих других путей синтеза и путей усвоения плазмалогенов и их предшественников различными тканями. Кстати, гематоэнцефалический барьер в эксперименте они преодолевают плохо. 

Учитывая широкий спектр воздействия на клетки хозяина, поддержание уровня плазмалогена важно для нормального функционирования организма человека в целом. И исследования связи уровня плпазмалогенов с состоянием микробиоты человека – одно из интереснейших и важных направлений в медицинской науке.