Dipalmitoilfosfatidilcolina: estructura y funciones
La dipalmitoilfosfatidilcolina, mejor conocida en la literatura como dipalmitoil lecitina o DPL, es un compuesto de naturaleza lipídica perteneciente al grupo de los fosfolípidos, específicamente a la familia de los glicerofosfolípidos y al conjunto de las fosfatidilcolinas.
Dicho lípido es el principal agente tensioactivo del surfactante pulmonar y en este órgano es producido esencialmente por los macrófagos alveolares a partir de la ruta citidina difosfato o CDP-colina.
El surfactante pulmonar es una compleja mezcla de lípidos y proteínas que se encuentra más o menos en una proporción de 10 a 15 miligramos por kilogramo de peso en los animales adultos, y en un pulmón su concentración equivale a unos 120 miligramos por mililitro.
Los lípidos, y entre ellos la dipalmitoilfosfatidilcolina, otros fosfolípidos y el colesterol, representan más del 85% del peso del surfactante pulmonar. Este importante fosfolípido (la DPL) es responsable de la reducción de la tensión superficial en los alvéolos durante la espiración.
Su biosíntesis puede ocurrir de novo a través de la vía de la CDP-fosfocolina, o por metilación secuencial de la fosfatidiletanolamina (catalizada por una fosfatidiletanolamina N-metiltransferasa); o puede ser sintetizada por intercambio de base de otros fosfolípidos como la fosfatidilserina, el fosfatidilinositol, la fosfatidiletanolamina u otros.
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La estructura de la dipalmitoilfosfatidilcolina, como su nombre lo indica, consiste en un esqueleto compuesto por una molécula de glicerol a la cual están esterificadas dos moléculas de ácido palmítico en los carbonos de las posiciones 1 y 2, y una porción colina unida al fosfato del carbono en posición C3 del mismo esqueleto.
Esta estructura, al igual que la de todos los lípidos, se caracteriza por su naturaleza anfipática, que tiene que ver con la presencia de una porción polar hidrofílica, representada por la colina unida al grupo fosfato, y otra apolar hidrofóbica, representada por las dos cadenas alifáticas esterificadas.
El ácido hexadecanoico, ácido palmítico o palmitato, es un ácido graso saturado (solo enlaces sencillos carbono – carbono) de cadena larga (16 átomos de carbono), y es uno de los ácidos grasos más comunes en la naturaleza (animales, microorganismos y especialmente en plantas).
Ya que las cadenas de ácido palmítico son saturadas, la dipalmitoilfosfatidilcolina o dipalmitoil lecitina, también forma parte de las lecitinas “disaturadas” que se pueden encontrar en las membranas celulares.
La colina, un elemento esencial en la dieta de muchos animales, es un tipo de sal cuaternaria de amonio soluble en agua y con una carga neta positiva; es decir, es una molécula catiónica, por los que las fosfatidilcolinas son lípidos polares.
Al igual que el resto de las fosfatidilcolinas, la dipalmitoilfosfatidilcolina es uno de los principales y más abundantes componentes de las bicapas lipídicas que conforman las membranas biológicas de todos los seres vivos.
Su conformación le permite fácilmente formar bicapas, donde las colas hidrofóbicas se “esconden” del medio hidrofílico hacia la región central y las cabezas polares están en contacto directo con el agua.
Para todas las fosfatidilcolinas, en general, es posible formar una fase “lamelar” en dispersiones acuosas. Estas se conocen como liposomas, que son capas lipídicas concéntricas (esféricas) con agua atrapada entre las bicapas.
En las membranas ricas en colesterol, este lípido se asocia en una relación de siete moléculas de dipalmitoil lecitina por cada molécula de colesterol y su función es evitar el contacto entre dos moléculas de colesterol y estabilizarlas en la estructura membranal.
La permeabilidad de las membranas ricas en dipalmitoilfosfatidilcolina incrementa con la temperatura, lo que puede significar una ventaja metabólica para muchas células.
Tal y como se ha mencionado con anterioridad, la dipalmitoilfosfatidilcolina es esencial para la disminución de la tensión superficial en los alvéolos pulmonares durante la espiración.
Su porción hidrofílica (la colina) se asocia con la fase líquida de los alvéolos, mientras que las cadenas hidrofóbicas de ácido palmítico se encuentran en contacto con la fase aérea.
Esta “sustancia” es producida y secretada por las células alveolares de tipo II en los pulmones (neumocitos tipo II) y por los macrófagos alveolares, y sus componentes son sintetizados y ensamblados en el retículo endoplásmico. Luego son transferidas al complejo de Golgi y posteriormente forman cuerpos “lamelares” en el citosol.
La función primordial del surfactante pulmonar, y con ello, de la dipalmitoilfosfatidilcolina junto con los demás lípidos y proteínas asociadas, es la de contrarrestar la expansión alveolar durante la inspiración y soportar su retracción durante la espiración.
También contribuye en el mantenimiento de la estabilidad alveolar, así como en el balance de fluidos y en la regulación del flujo capilar hacia los pulmones.
En la actualidad no se sabe con exactitud si la producción de la dipalmitoil lecitina por parte de los macrófagos alveolares se asocia con la incorporación de este lípido al surfactante pulmonar o con su actividad fagocítica, aunque existen muchas investigaciones al respecto.
Algunos síndromes de estrés respiratorio en bebés recién nacidos y adultos se caracterizan por la disminución de la dipalmitoilfosfatidilcolina en la interfase aire-tejido. Por tal motivo, existen diversos reportes de investigaciones relacionadas con la nebulización con este lípido para reponer las relaciones presión-volumen en los pulmones.
Los productos de la degradación de la dipalmitoilfosfatidilcolina son elementos esenciales para muchos procesos metabólicos:
– Las dos cadenas de ácido palmítico pueden ser empleadas en la β-oxidación de ácidos grasos para la obtención de grandes cantidades de energía o para la síntesis de nuevos lípidos.
– El residuo de colina del grupo “cabeza” polar de este fosfolípido es un importante precursor para la biosíntesis de otros fosfolípidos, que son componentes esenciales para la formación de las membranas biológicas.
– La colina, además, es precursor para el neurotransmisor acetilcolina y es una fuente importante de grupos metilos lábiles.
– El glicerol 3-fosfato que se produce a partir de la hidrólisis de los enlaces éster y fosfodiéster entre las cadenas de ácidos grasos y el residuo de colina, puede servir de molécula precursora para otros lípidos que tienen funciones importantes en los eventos de señalización intracelulares.
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