A dipalmitoilfosfatidilcolina, mais conhecida na literatura como dipalmitoil lecitina ou DPL é um composto lipídico de natureza pertencente ao grupo dos fosfolipídios, especificamente da família dos glicerofosfolipídios e todas as fosfatidilcolinas.
O referido lípido é o principal surfactante do surfactante pulmonar e neste órgão é produzido essencialmente por macrófagos alveolares da via do difosfato de citidina ou da CDP-colina.
Estrutura da Dipalmitoilfosfatidilcolina (Fonte: Fvasconcellos via Wikimedia Commons)
O surfactante pulmonar é uma mistura complexa de lipídios e proteínas encontrada em cerca de 10 a 15 miligramas por quilograma de peso corporal em animais adultos, e sua concentração no pulmão é equivalente a cerca de 120 miligramas por mililitro.
Os lipídios, incluindo dipalmitoilfosfatidilcolina, outros fosfolipídios e colesterol, respondem por mais de 85% do peso do surfactante pulmonar. Este importante fosfolipídio (o DPL) é responsável pela redução da tensão superficial nos alvéolos durante a expiração.
Sua biossíntese pode ocorrer de novo através da via CDP-fosfocolina, ou por metilação sequencial da fosfatidiletanolamina (catalisada por uma N-metiltransferase de fosfatidiletanolamina); ou pode ser sintetizado por troca de base de outros fosfolípidos, tais como fosfatidilserina, fosfatidilinositol, fosfatidiletanolamina ou outros.
Estrutura
A estrutura da dipalmitoilfosfatidilcolina, como seu nome indica, consiste em um esqueleto composto por uma molécula de glicerol na qual duas moléculas de ácido palmítico são esterificadas nos carbonos nas posições 1 e 2, e uma porção de colina ligada ao fosfato de carbono na posição C3 do mesmo esqueleto.
Essa estrutura, como a de todos os lipídios, é caracterizada por seu caráter anfipático, que se refere à presença de uma porção polar hidrofílica, representada pela colina ligada ao grupo fosfato, e uma porção apolar hidrofóbica, representada pelos dois cadeias alifáticas esterificadas.
O ácido hexadecanóico, ácido palmítico ou palmitato, é um ácido graxo saturado de cadeia longa (16 átomos de carbono) (apenas ligações simples carbono-carbono) e é um dos ácidos graxos mais comuns na natureza (animais, microrganismos e especialmente em plantas).
Como as cadeias do ácido palmítico são saturadas, a dipalmitoilfosfatidilcolina ou dipalmitoil lecitina também faz parte das lecitinas "desaturadas" que podem ser encontradas nas membranas celulares.
A colina, um elemento essencial na dieta de muitos animais, é um tipo de sal de amônio quaternário solúvel em água e com carga líquida positiva; ou seja, é uma molécula catiônica, para a qual as fosfatidilcolinas são lipídios polares.
Recursos
Estrutural
Como o resto das fosfatidilcolinas, a dipalmitoilfosfatidilcolina é um dos componentes principais e mais abundantes das bicamadas lipídicas que constituem as membranas biológicas de todos os seres vivos.
Sua conformação permite a fácil formação de bicamadas, onde as caudas hidrofóbicas "se escondem" do meio hidrofílico em direção à região central e as cabeças polares ficam em contato direto com a água.
Para todas as fosfatidilcolinas, em geral, é possível formar uma fase "lamelar" em dispersões aquosas. Estes são conhecidos como lipossomas, que são camadas de lípidos concêntricas (esféricas) com água retida entre as duas camadas.
Nas membranas ricas em colesterol, esse lipídio está associado em uma proporção de sete moléculas de dipalmitoil lecitina para cada molécula de colesterol e sua função é evitar o contato entre duas moléculas de colesterol e estabilizá-las na estrutura da membrana.
A permeabilidade das membranas ricas em dipalmitoilfosfatidilcolina aumenta com a temperatura, o que pode representar uma vantagem metabólica para muitas células.
Como surfactante pulmonar
Como mencionado anteriormente, a dipalmitoilfosfatidilcolina é essencial para a redução da tensão superficial nos alvéolos pulmonares durante a expiração.
Sua porção hidrofílica (a colina) está associada à fase líquida dos alvéolos, enquanto as cadeias do ácido palmítico hidrofóbico estão em contato com a fase aérea.
Essa "substância" é produzida e secretada pelas células alveolares do tipo II nos pulmões (pneumócitos do tipo II) e pelos macrófagos alveolares, e seus componentes são sintetizados e montados no retículo endoplasmático. Eles são então transferidos para o complexo de Golgi e, subsequentemente, formam corpos "lamelares" no citosol.
A função primária do surfactante pulmonar e, portanto, da dipalmitoilfosfatidilcolina junto com outros lipídeos e proteínas associados, é neutralizar a expansão alveolar durante a inspiração e apoiar sua retração durante a expiração.
Também contribui para a manutenção da estabilidade alveolar, bem como para o equilíbrio hídrico e a regulação do fluxo capilar para os pulmões.
Atualmente, não se sabe exatamente se a produção de dipalmitoil lecitina por macrófagos alveolares está associada à incorporação desse lipídio ao surfactante pulmonar ou à sua atividade fagocítica, embora haja muitas pesquisas a esse respeito.
Como droga
Algumas síndromes de estresse respiratório em recém-nascidos e adultos são caracterizadas pela diminuição da dipalmitoilfosfatidilcolina na interface ar-tecido. Por esse motivo, existem diversos relatos de pesquisas relacionadas à nebulização com esse lipídio para restaurar as relações pressão-volume nos pulmões.
No metabolismo
Os produtos de degradação da dipalmitoilfosfatidilcolina são elementos essenciais para muitos processos metabólicos:
- As duas cadeias de ácido palmítico podem ser utilizadas na β-oxidação de ácidos graxos para a obtenção de grandes quantidades de energia ou para a síntese de novos lipídios.
- O resíduo de colina do grupo polar "cabeça" deste fosfolipídeo é um importante precursor para a biossíntese de outros fosfolipídeos, que são componentes essenciais para a formação de membranas biológicas.
- A colina também é um precursor do neurotransmissor acetilcolina e é uma fonte importante de grupos metil lábeis.
- Glicerol 3-fosfato, produzido a partir da hidrólise das ligações éster e fosfodiéster entre as cadeias de ácidos graxos e o resíduo de colina, pode servir como uma molécula precursora para outros lipídeos que têm funções importantes em eventos de sinalização intracelular.
Referências
- Dowd, J., & Jenkins, L. (1972). O pulmão em choque: uma revisão. Canadian Anesthetists Society Journal, 19 (3), 309-318.
- Geiger, K., Gallacher, M., & Hedley-Whyte, J. (1975). Distribuição celular e depuração de dipalmitoil lecitina em aerossol. Journal of Applied Physiology, 39 (5), 759–766.
- Hamm, H., Kroegel, C., & Hohlfeld, J. (1996). Surfactante: uma revisão de suas funções e relevância nos distúrbios respiratórios do adulto. Respiratory Medicine, 90, 251–270.
- Lee, AG (1975). Propriedades funcionais das membranas biológicas: uma abordagem físico-química. Prog. Biophy. Molec. Biol., 29 (1), 3-56.
- Mason, RJ, Huber, G., & Vaughan, M. (1972). Synthesis of Dipalmitoyl Lecithin by Alveolar Macrophages. The Journal of Clinical Investigation, 51, 68-73.
- Zeisel, S., Da Costa, K., Franklin, PD, Alexander, EA, Sheard, NF, & Beiser, A. (1991). Colina, um nutriente essencial para os humanos. The FASEB Journal, 5, 2093–2098.