Ганглиозиды

Ганглиозиды — гликоконъюгаты, относящиеся к гликосфинголипидам и содержащие в углеводной части молекулы сиаловую кислоту. Г. осуществляют в организме ряд важнейших функций. Некоторые из этих гликоконъюгатов являются специфическими клеточными рецепторами ряда токсинов, бактерий и вирусов, участвуют в межклеточных взаимодействиях, переносе ионов через биологические мембраны, определяют антигенные свойства клеточной поверхности, рассматриваются как медиаторы иммунного ответа. В тех участках нервных окончаний, в которых происходит связывание молекул нейромедиатора в процессе химической передачи нервного импульса, также присутствуют Г. Они принимают участие в рецепции серотонина в серотонинчувствительных тканях, являются компонентами внешней поверхности плазматических мембран (прежде всего мембран нервных клеток) В сером веществе мозга около 6% липидов плазматических мембран представлено Г.

    При малигнизации некоторых тканей в сыворотке крови может происходить значительное повышение содержания Г. Предполагают, что причиной этого является усиленное «сбрасывание» Г. с поверхности опухолевых клеток. Выделяемые в кровь Г., в свою очередь, оказывают супрессорное действие на иммунокомпетентные клетки — В- и Т-лимфоциты. Возможно, что с помощью такого процесса опухолевым клеткам удается избежать иммунного контроля со стороны организма-хозяина.

    Из всех гликосфинголипидов наиболее сложной структурой отличаются Г. Их молекула состоит из гидрофобной (жирной) и гидрофильной (углеводной) частей. Гидрофобная часть представляет собой аминоспирт сфингозин, в котором первичная аминогруппа замещена остатком одной из высших жирных кислот (пальмитиновой, лигноцериновой, нервоновой и др.) с длиной цепи от 16 до 24 углеродных атомов. Такой n-ацилсфингозин называют церамидом. Т.о., молекулы Г. содержат гидрофильную «головку» (углеводный компонент) и два жирных «хвоста».

    В основу номенклатуры и классификации Г., так же как и других гликосфинголипидов, положена структура их углеводных цепей. Углеводные компоненты молекул Г. представлены олигосахаридными цепями (см. Углеводы) разной длины, которые состоят из остатков нейтральных моносахаридов, таких как D-глюкоза, D-галакислотоза, М-ацетилгалактозамин, N-ацетилглюко-замин и L-фукоза. Сиаловые кислоты в структуре олигосахаридной цепи обычно занимают концевое (терминальное) положение и оказывают существенное влияние на свойства всей молекулы Г.: ее растворимость, заряд, конформацию и т.д. Конкретное строение углеводного компонента молекулы Г. и количество остатков сиаловых кислот в олигосахаридной цепи позволяют подразделять Г. на различные типы, сокращенно обозначаемые: G_M1, G_M2, G_M3, G_D1, G_D2, G_T1 и др., где G — ганглиозид, М, D и Т — количество остатков (моно-, ди- и три-) сиаловых кислот в молекуле, цифрами указывают условную степень деградации олигосахаридной цепи молекулы Г.

    Методы определения Г. основаны на различных способах их экстрагирования смесью органических растворителей, очистке с использованием хроматографии и количественном анализе углеводной и жирной частей молекул.

    Биосинтез углеводной части молекул Г. катализируется специфическими ферментами гликозилтрансферазами (глюкозилтрансферазой, галактозилтрансферазой и др.). Известна генетически обусловленная недостаточность одной из гликозилтрансфераз, N-ацетилгалактозилтрансферазы, катализирующей превращение G_M3-ганглиозида в G_M2-ганглиозид. Этот биохимический дефект приводит к развитию у человека наследственной болезни G_M3-ганглиозидоза (см. Наследственные болезни). При этом заболевании в различных органах больного ребенка (мозге, печени) накапливается G_M2-ганглиозид, что приводит ребенка к гибели вскоре после рождения.

    Катаболизм Г. происходит в лизосомах клеток с помощью гликолипидгидролаз, последовательно гидролизующих гликозидные связи между остатками сахаров в олигосахаридной цепи углеводной части молекулы Г. Генетически обусловленная недостаточность любого из этих ферментов приводит к развитию того или иного типа ганглиозидоза. Ганглиозидозы являются одной из наиболее представительных групп лизосомных болезней накопления человека. Они подразделяются на ряд типов и подтипов. Так, например, болезнь Тея — Сакса, амавротическая семейная идиотия, или амавротическая идиотия, относится к G_M2-ганглиозидозу (тип 1) и характеризуется аномальным накоплением в лизосомах клеток нервной ткани нерасщепленного G_M2-ганглиозида вследствие недостаточности фермента гексозаминидазы А.