Fosfatidilserina: estructura, síntesis, funciones, localización
La fosfatidilserina es un lípido perteneciente a la familia de los fosfolípidos y al grupo de los glicerolípidos o fosfoglicéridos, que derivan del 1,2-diacil glicerol 3-fosfato. Ya que posee un grupo amino en su estructura, se considera un amino fosfolípido y está presente en membranas tanto de células eucariotas como de células procariotas.
Fue descrita por primera vez por Folch, en el año 1941, como un componente secundario de la cefalina del cerebro bovino (un complejo lipídico cerebral conformado también por fosfatidiletanolamina) y, en 1952, Baer y Maurukas dilucidaron parte importante de su estructura química.
En los eucariotas, este fosfolípido representa entre el 3 y el 15% de los fosfolípidos membranales y la variación en su abundancia depende del organismo, del tipo de tejido, del tipo de célula de que se trate e incluso del momento del desarrollo de la misma.
Distintos estudios han comprobado que está ausente en las mitocondrias de los eucariotas, pero se ha reportado su presencia en las membranas celulares de muchas bacterias, aunque las rutas biosintéticas para su síntesis en estos organismos son diferentes.
La distribución de este fosfolípido en las membranas celulares depende, en esencia, de las enzimas que son responsables de su producción y su movimiento (translocación) entre las monocapas de la membrana depende de la acción de amino fosfolípido-flipasas (en levaduras) y escramblasas y translocasas (en mamíferos).
Es un lípido esencial para muchas células del sistema nervioso, hasta tal punto, que en la actualidad se han desarrollado suplementos nutricionales que lo incluyen en sus formulaciones con el fin de mejorar determinadas capacidades cerebrales y evitar la degeneración de otras.
Índice del artículo
- 1 Estructura
- 2 Síntesis
- 3 Funciones
- 4 ¿Dónde se encuentra?
- 5 Beneficios de su ingesta
- 6 Contraindicaciones
- 7 Referencias
La fosfatidilserina es un glicerofosfolípido y como tal deriva de una molécula de 1,2-diacil glicerol 3-fosfato, es decir, de una molécula de glicerol que en sus carbonos 1 y 2 posee dos cadenas de ácidos grasos esterificadas y en el carbono 3 tiene un grupo fosfato.
Como todos los lípidos, la fosfatidilserina es una molécula anfipática, con un extremo polar hidrofílico representado por el grupo fosfato y la serina que se une a este, y un extremo apolar hidrofóbico, compuesto por las cadenas de ácidos grasos unidas mediante enlaces éster.
La denominación “fosfatidilserina” hace referencia a todas las posibles combinaciones de ácidos grasos, de longitudes y grados de saturación variables, que se encuentran unidos a un esqueleto de glicerol que posee una serina unida al grupo fosfato en la cabeza polar.
En los procariotas la fosfatidilserina es producida por enzimas fosfatidilserina sintetasas que se asocian con la membrana plasmática o con las fracciones ribosomales, dependiendo de si se trata de bacterias Gram negativas o Gram positivas, respectivamente.
La síntesis de la fosfatidilserina en estos microorganismos está regulada y depende del tipo y la cantidad de lípidos disponibles en el lugar donde se encuentra la enzima sintetasa.
La fosfatidilserina sintetasa de levaduras sintetiza fosfatidilserina a partir de la reacción entre el CDP-diacilglicerol y la serina, lo que genera fosfatidilserina y CMP. Este fosfolípido, en estos organismos, es un importante intermediario de la síntesis de fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina.
Esta reacción es regulada por las concentraciones intracelulares de inositol, que tiene efectos inhibitorios sobre la enzima. Otros mecanismos involucran la fosforilación directa de la sintetasa o de alguna enzima reguladora que está involucrada en la ruta biosintética.
En organismos como las plantas y los animales (considerados por algunos autores como eucariotas superiores) la síntesis de la fosfatidilserina ocurre a través de una reacción de cambio de base calcio-dependiente a través de enzimas asociadas con el retículo endoplásmico.
Es este tipo de reacciones, los fosfolípidos son sintetizados a partir de fosfolípidos preexistentes, de los cuales es removido el grupo polar y es intercambiado con una molécula de L-serina.
En las plantas existen dos enzimas fosfatidilserina sintetasas: una que cataliza la reacción de cambio de base calcio-dependiente y otra que se cataliza en una reacción similar a la que ocurre en las levaduras a partir de CDP-diacilglicerol.
Los mamíferos también poseen dos fosfatidilserina sintetasas: una cataliza la síntesis de fosfatidilserina por una reacción de intercambio entre una fosfatidiletanolamina y una serina y la otra hace lo mismo, pero a partir de una fosfatidilcolina como sustrato base.
La fosfatidilserina se encuentra en todos los tipos de células eucariotas; y en los mamíferos se ha demostrado que, aunque no es igual de abundante en todos los tejidos y no es de los fosfolípidos que se encuentra en mayor proporción, es fundamental para la supervivencia de las células.
Las cadenas de ácidos grasos asociadas con las moléculas de fosfatidilserina en las células del sistema nervioso de muchos vertebrados juegan un papel fundamental para el funcionamiento de este.
Además de sus funciones estructurales para el establecimiento de las membranas biológicas, la “redistribución” de la fosfatidilserina marca el inicio de numerosos procesos fisiológicos a nivel celular en los mamíferos, por lo que podría decirse que está implicada en diferentes procesos de señalización celular.
Ejemplos de estos procesos son la coagulación sanguínea, donde la fosfatidilserina es traslocada hacia la monocapa externa de la membrana plasmática de las plaquetas, lo que contribuye a la acumulación de diversos factores de coagulación hacia la superficie de estas células.
Un proceso similar ocurre durante la maduración de las células espermáticas, pero se considera más bien como una “disipación” de la distribución asimétrica de este fosfolípido (que enriquece la superficie interna de la membrana plasmática).
Los eventos iniciales de muerte celular programada (apoptosis) también están caracterizados por la exposición de moléculas de fosfatidilserina hacia la superficie celular, que “marca” las células apoptóticas para ser digeridas por las células fagocíticas o los macrófagos.
Las funciones intracelulares de la fosfatidilserina se relacionan estrechamente con sus características ligeramente catiónicas, puesto que, a través de su carga, puede asociarse con diversas proteínas periféricas que poseen regiones con carga negativa.
Entre estas proteínas pueden destacarse algunas quinasas y GTPasas, que son activadas una vez se asocian con el fosfolípido en cuestión.
La fosfatidilserina participa en el “etiquetado” de algunas proteínas para dirigirlas hacia los fagosomas en vías de reciclaje o degradación y también en la modificación de la actividad catalítica de otras.
Se ha demostrado que la formación de determinados canales iónicos depende de la asociación de las proteínas que los constituyen con la fosfatidilserina.
Es fuente de precursores para la síntesis de otros fosfolípidos como, por ejemplo, la fosfatidiletanolamina, que puede formarse a partir de la descarboxilación de la fosfatidilserina (la fosfatidilserina es el precursor de la fosfatidiletanolamina mitocondrial).
La fosfatidilserina, como la mayor parte de los fosfolípidos, se encuentra casi en todas las membranas celulares y enriquece las membranas de las células de los tejidos nerviosos; y, en el ojo, es particularmente abundante en la retina.
En las células donde se consigue, en mayor o menor proporción, suele encontrarse en la monocapa interna de la membrana plasmática y en los endosomas, pero es poco común en las mitocondrias.
Tal y como se describió en 1941, junto con la fosfatidiletanolamina, la fosfatidilserina forma parte de una sustancia conocida como cefalina en el cerebro de muchos mamíferos.
La importancia que tiene la fosfatidilserina en el funcionamiento del sistema nervioso ha sido estudiada extensivamente y desde hace varias décadas se considera que su ingesta puede ser beneficiosa para la salud del sistema nervioso central.
Diversos estudios han concluido que la adición de fosfatidilserina en la dieta como un suplemento nutricional puede tener efectos positivos en la mejoría de los declives de memoria, aprendizaje, concentración y humor relacionados con la edad o el envejecimiento.
Se piensa que previene la pérdida de la memoria y de otras actividades cognitivas como el razonamiento, el pensamiento abstracto, el deterioro psicomotor, los cambios en la personalidad y el comportamiento y otras funciones mentales importantes.
En algunos estudios más específicos sobre pacientes con problemas de memoria, la ingesta de fosfatidilserina contribuyó directamente sobre el aprendizaje de nombres y rostros, el recordatorio de nombres y rostros y el reconocimiento facial.
Una fuente natural de este fosfolípido es el pescado. No obstante, las especies incluidas regularmente en los suplementos nutricionales son obtenidas a partir de la corteza cerebral de bovinos o a partir de los granos de soja.
Ambos tipos de fosfolípidos cumplen las mismas funciones, pero difieren en las características de los ácidos grasos de sus colas apolares.
También ha sido sugerido que la fosfatidilserina no asociada con las membranas que se ingiere como suplemento (exógena) puede contribuir en la defensa celular contra el estrés oxidativo
Los primeros estudios y ensayos clínicos realizados con este fosfolípido como suplemento nutricional revelaron que la administración intramuscular del mismo puede causar irritación y “quemaduras”, y que su administración intravenosa no tiene efectos adversos conocidos.
Por medio de administración oral parece ser un fármaco seguro, pero, en dosis superiores a los 600 mg administradas en momentos previos a la hora de dormir, puede causar insomnio. No obstante, los reportes indican que es seguro y efectivo, sobre todo si es combinado con un estilo de vida saludable, que incluya ejercicio físico y buena alimentación.
Aunque gran cantidad de estudios han demostrado que la ingesta de este fosfolípido no produce cambios nocivos en la bioquímica sanguínea, una de las posibles contraindicaciones está relacionada con la transferencia de enfermedades infecciosas como la encefalopatía espongiforme debida al consumo de extractos cerebrales contaminados con priones.
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