Esfingosina

Qué es la esfingosina

La esfingosina pertenece a la familia de las bases esfingoides, un grupo de aminoalcoholes alifáticos de cadena larga que comparten un esqueleto de dieciocho carbonos con un grupo amino en la posición 2 y grupos hidroxilo en las posiciones 1 y 3. Lo que la distingue de su forma saturada, la esfinganina (o dihidroesfingosina), es un doble enlace trans entre los carbonos 4 y 5. Este detalle aparentemente menor condiciona la geometría de la molécula y, con ella, las propiedades biofísicas de los lípidos que derivan de ella.

El nombre tiene una historia peculiar. Johann Ludwig Wilhelm Thudichum, médico alemán afincado en Londres y considerado el padre de la neuroquímica, lo acuñó en 1884 al aislar esta sustancia del tejido cerebral. Thudichum eligió la raíz griega Σφίγξ (Sphingx, "esfinge") porque el compuesto le planteaba acertijos que no era capaz de resolver con las técnicas de su época. La estructura química completa no se estableció hasta 1947, cuando Carter, Glick, Norris y Phillips la elucidaron en el Journal of Biological Chemistry. Sesenta y tres años de incertidumbre confirmaron la elección del nombre.

De la esfingosina a la ceramida

Cuando un ácido graso de cadena larga (habitualmente saturado, de entre dieciséis y veinticuatro carbonos) se une al grupo amino de la esfingosina a través de un enlace amida, el producto resultante es la ceramida, también llamada N-acilesfingosina. La ceramida no es un compuesto minoritario: actúa como precursora de toda la familia de esfingolípidos. Según el grupo que se una a su hidroxilo primario, se originan las esfingomielinas (si se añade fosfocolina), los cerebrósidos (con un monosacárido) o los gangliósidos (con cadenas de oligosacáridos que contienen ácido siálico).

En el organismo, la síntesis de novo de la esfingosina no parte del aminoalcohol libre. Se inicia en la cara citoplásmica del retículo endoplásmico con la condensación de palmitoil-CoA y serina, catalizada por la serina palmitoiltransferasa. El producto inmediato es la 3-cetodihidroesfingosina, que se reduce a esfinganina, se acila para dar dihidroceramida y, por último, una desaturasa introduce el doble enlace trans en posición 4-5 para generar ceramida. La esfingosina libre se obtiene únicamente por degradación lisosomal de los esfingolípidos complejos; no existe una ruta directa de esfinganina a esfingosina sin pasar por la ceramida.

Esfingosina-1-fosfato y señalización celular

Durante décadas se consideró que la esfingosina era un intermediario metabólico sin funciones propias. Esa idea cambió en la década de 1990, cuando se descubrió que su derivado fosforilado, la esfingosina-1-fosfato (S1P), actúa como un potente mediador lipídico. Dos quinasas (SphK1 y SphK2) catalizan la fosforilación de la esfingosina en la posición 1, y la S1P resultante se une a una familia de cinco receptores acoplados a proteínas G (S1P1 a S1P5) expresados en múltiples tejidos.

Se ha establecido que la S1P participa en la regulación del tráfico linfocitario, la angiogénesis, la permeabilidad vascular y la supervivencia celular. El balance entre ceramida (que promueve la apoptosis) y S1P (que favorece la proliferación) se conoce como el "reóstato de los esfingolípidos", un modelo propuesto por Sarah Spiegel en 1996 que sigue orientando buena parte de la investigación en este campo.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra esfingosina?

La acuñó Johann L. W. Thudichum en 1884, a partir del griego Σφίγξ (Sphingx, "esfinge"), el monstruo mitológico que planteaba acertijos. Thudichum recurrió a esa imagen porque la sustancia, aislada del cerebro humano, se resistía a cualquier análisis con los métodos químicos de la época. La estructura no se resolvió hasta 1947.

¿Es lo mismo esfingosina que ceramida?

No. La esfingosina es el aminoalcohol libre; la ceramida resulta de unir un ácido graso al grupo amino de la esfingosina. La ceramida, a su vez, es el precursor de los esfingolípidos complejos. La distinción es comparable a la que existe entre el glicerol y los triglicéridos.

¿Qué relación tiene con las enfermedades de depósito lisosomal?

La degradación de los esfingolípidos complejos se produce en los lisosomas y libera esfingosina como producto final. Cuando alguna de las enzimas de esa cadena de degradación falta o no funciona, se acumula el sustrato correspondiente y se produce una esfingolipidosis. La esfingosina libre no se acumula en ninguna de estas enfermedades, pero su metabolismo queda indirectamente alterado.

¿La esfingosina tiene actividad antimicrobiana?

Sí. Estudios recientes han demostrado que la esfingosina presente en las células epiteliales de las vías respiratorias contribuye a la defensa frente a bacterias como Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus. Su grupo amino protonado interacciona con la cardiolipina de la membrana bacteriana y provoca la permeabilización de la célula microbiana en cuestión de minutos.

Referencias

1. Real Academia Nacional de Medicina de España. Esfingosina. Diccionario de términos médicos.
2. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Trastornos del metabolismo de los lípidos. MedlinePlus en español.
3. National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS/NIH). Lipid Storage Diseases Fact Sheet.
4. Anales de la Real Academia Nacional de Medicina de España. Esfingolípidos sencillos con actividad biológica, y sus propiedades físicas en membranas biológicas.