Los cerebrósidos ( monoglicosilceramidas ) son un grupo de glicoesfingolípidos que son componentes importantes de las membranas de las células nerviosas y musculares animales .
Están formadas por una ceramida con un único residuo de azúcar en la fracción 1-hidroxilo. El residuo de azúcar puede ser glucosa o galactosa ; por lo tanto, los dos tipos principales se denominan glucocerebrósidos (también conocidos como glucosilceramidas) y galactocerebrósidos (también conocidos como galactosilceramidas). Los galactocerebrósidos se encuentran típicamente en el tejido nervioso, mientras que los glucocerebrósidos se encuentran en otros tejidos.
La estructura fundamental de un cerebrósido es la ceramida . Las ceramidas monoglicosílicas y oligoglicosílicas que tienen un mono o polisacárido unido glucosídicamente al grupo OH terminal de la ceramida se definen como cerebrósidos. La esfingosina es la principal base de cadena larga presente en la ceramida.
La galactosilceramida es el principal glicoesfingolípido del tejido cerebral. Las galactosilceramidas están presentes en todos los tejidos nerviosos y pueden constituir hasta el 2% del peso seco de la materia gris y el 12% de la materia blanca. Son constituyentes principales de los oligodendrocitos . La glucosilceramida se encuentra en niveles bajos en células animales como el bazo , los eritrocitos y los tejidos nerviosos, especialmente las neuronas . La glucosilceramida es un componente principal de los lípidos de la piel, donde es esencial para la formación de cuerpos lamelares en el estrato córneo y para mantener la barrera de permeabilidad al agua de la piel. La glucosilceramida es el único glicoesfingolípido común a plantas, hongos y animales. Por lo general, se considera que es el principal glicoesfingolípido en las plantas. Es un componente principal de la capa externa de la membrana plasmática. No se han encontrado galactosilceramidas en plantas.
La monogalactosilceramida es el componente más grande de la vaina de mielina de los nervios . Por lo tanto, la síntesis de cerebrósidos puede proporcionar una medida de la formación o remielinización de la mielina . [1] La fracción de azúcar está unida glucosídicamente al grupo hidroxilo C-1 de la ceramida, como en la lactosilceramida. Los cerebrósidos que contienen un grupo éster sulfúrico ( sulfato ), conocidos como sulfátidos, también se encuentran en la vaina de mielina de los nervios. Estos compuestos se denominan preferiblemente sulfatos del glucoesfingolípido original.
La biosíntesis de las monoglicosilceramidas requiere una transferencia directa de la fracción de carbohidrato de un nucleótido de azúcar, como la uridina 5-difosfato (UDP)-galactosa o la UDP-glucosa a la unidad de ceramida. La reacción catalizada por la glicosiltransferasa da como resultado una inversión de la estereoquímica del enlace glucosídico, cambiando de α → β. La síntesis de galactosilceramida y glucosilceramida ocurre en la superficie luminal del retículo endoplasmático y en el lado citosólico de las membranas tempranas del aparato de Golgi, respectivamente.
El punto de fusión de los cerebrósidos es considerablemente mayor que la temperatura corporal fisiológica, >37,0 °C, lo que confiere a los glicolípidos una estructura paracristalina, similar a la de un cristal líquido. Las moléculas de cerebrósidos pueden formar hasta ocho enlaces de hidrógeno intermoleculares entre los hidrógenos polares del azúcar y los grupos hidroxi y amida de la base de esfingosina de la ceramida. Estos enlaces de hidrógeno dentro de los cerebrósidos dan como resultado que las moléculas tengan una temperatura de transición alta y una alineación compacta. Las monoglicosilceramidas junto con el colesterol prevalecen en el microdominio de la balsa lipídica, que son sitios importantes en la unión de proteínas y en las interacciones enzima-receptor.
La degradación de los glicoesfingolípidos se produce en el lisosoma, que contiene enzimas digestivas en las células animales. El lisosoma descompone el glicoesfingolípido en sus componentes primarios, ácidos grasos, esfingosina y sacárido. [2]
El análisis de las monoglicosilceramidas se puede realizar mediante cromatografía de capa fina de alta resolución, cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) y espectrometría de masas. La HPLC de fase inversa es actualmente el método estándar para la separación de especies moleculares, a menudo después de la benzoilación, lo que permite detectar lípidos mediante espectrofotometría UV.
Un defecto en la degradación de los glucocerebrósidos es la enfermedad de Gaucher . Los defectos correspondientes para los galactocerebrósidos son:
a) Acumulación de ceramida trihexósido (globotriaosilceramida): enfermedad de Fabry . Las características clínicas incluyen acroparestesia (sensación de hormigueo y alfileres en las extremidades) [3]
b) Acumulación de galactocerebrósido (galactosilceramidasa): enfermedad de Krabbe . [4]