Plasmalogen

Definition

Plasmalogene bilden eine Klasse der Phosphoglyceride und finden sich bei allen Tieren und einer Reihe von anaeroben Bakterien. Beim Menschen kommen sie hauptsächlich in der Zellmembran vor. Sie werden mit der Entstehung verschiedener Erkrankungen in Zusammenhang gebracht.

Vorkommen

Plasmalogene kommen beim Menschen mit einem Anteil von 10-20% der Phospholipidgesamtmasse vor. In Gehirn, Herz, sowie neutrophilen und eosinophilen Granulozyten liegt ihr Anteil über 50%; in einigen Hirnregionen bei nahezu 90%.

Funktion

Plasmalogene sind essenziell für die Organisation und Stabilität von Lipidmikrodomänen und cholesterinreichen Membranregionen, die in die zelluläre Signaltransduktion involviert sind. Es wird außerdem davon ausgegangen, dass einige Typen von Plasmalogenen als endogene Antioxidantien fungieren und zudem an der Zelldifferenzierung und - u.a. nach ihrem Abbau zu Arachidonsäure - an verschiedenen Signalwegen beteiligt sind. Ihr reichhaltiges Vorkommen im zentralen Nervensystem legt auch eine Beteiligung an der Reizleitung nahe.

Biochemie

Die einzelnen Bestandteile eines Plasmalogens entsprechen denen eines Phosphoglycerids:

Glycerin
(meist) ungesättigte Fettsäuren
Phosphat
weitere organische Verbindung

Dabei ist die Fettsäure am endständigen C-Atom des Glycerins nicht über eine Esterbindung, sondern über eine Etherbindung verbunden. Aufgrund dieser Eigenschaft werden Plasmologene auch zu den Etherlipiden gezählt. Der weitere Aufbau entspricht wiederum dem eines Phosphoglycerid-Moleküls. Das Phosphat ist in der Regel mit einem Cholin oder einem Ethanolamin verestert.

Synthese

Die Synthese geht von Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) aus und findet zunächst in sieben Schritten im Peroxisom, anschließend im glatten ER statt.

Klinik

Studien lassen vermuten, dass Plasmalogene bzw. deren Defekte in verschiedene Erkrankungen involviert sind. Dazu zählen neben neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer auch verschiedene Krebsarten, v.a. Tumore des Intestinaltraktes wie Kolon- und Magenkrebs. Des weiteren sind Erkrankungen, bei den der Lipidstoffwechsel oder die Abwehr von oxidativem Stress gestört sind, mit veränderten Abundanzen oder Defekten von Plasmalogenen assoziiert (z.B. Morbus Gaucher). Aufgrunddessen wird von einigen Autoren ihr Potential als möglicher Tumormarker postuliert.

Quellen

Braverman NE, Moser AB: Functions of plasmalogen lipids in health and disease Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease; Volume 1822, Issue 9, September 2012, Pages 1442-1452
Goldfine H: Cytochrome c takes on plasmalogen catabolism. J Biol Chem. 2018 Jun 1;293(22):8710-8711. doi: 10.1074/jbc.H118.003072.
Messias MCF, Mecatti GC, Priolli DG, de Oliveira Carvalho P: Plasmalogen lipids: functional mechanism and their involvement in gastrointestinal cancer. Lipids Health Dis. 2018 Mar 7;17(1):41. doi: 10.1186/s12944-018-0685-9.
Moraitou M, Dimitriou E, Dekker N, Monopolis I, Aerts J, Michelakakis H: Gaucher disease: plasmalogen levels in relation to primary lipid abnormalities and oxidative stress. Blood Cells Mol Dis. 2014 Jun-Aug;53(1-2):30-3. doi: 10.1016/j.bcmd.2014.01.005. Epub 2014 Feb 9.