Los esfingolípidos son lípidos complejos cuya estructura central la proporciona el aminoalcohol de cadena larga esfingosina (ver figura). Los esfingolípidos se encuentran en la sangre y en casi todos los tejidos de los seres humanos. No obstante, las concentraciones más elevadas de esfingolípidos se encuentran en la sustancia blanca del sistema nervioso central. Diversos esfingolípidos son componentes de la membran plasmática de prácticamente todas las células.

Figura 16: Estructura de la Esfingosina. Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

La esfingosina, como tal, con su grupo amino libre no se encuentra en la naturaleza. El bloque estructural fundamental de los esfingolípidos naturales es la ceramida. La ceramida es el derivado amídico con un ácido graso de cadena larga de la esfingosina.

La ceramida se sintetiza a partir de la deshidroesfingosina y una molécula de acil graso CoA de cadena larga en una reacción catalizada por un enzima microsomal con la dihidroceramida como intermedio que se oxida a continuación por deshidrogenación en los carbonos 4 y 5. La ceramida libre no es un componenente de los lípidos de membrana sino que es un intermediario en la biosíntesis y catabolismo de los glucoesfingolípidos y de la esfingomielina.

Figura 17: Formación de ceramida a partir de dihidroesfingosina. Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

Esfingomielina

La esfingomielina es uno de los principales lípidos estructurales de las membranas del tejido nervioso (ver Ruta 18). Es el único esfingolípido que es fosfolípido. En la esfingomielina, el grupo alcohol primario en C-1 de la esfingosina está esterificado con la colina a través de un enlace fosfodiéster del tipo que se encuentra en los acilglicerofosfolípidos y el grupo amino de la esfingosina está unido a un ácido graso de cadena larga mediante un enlace amida. La esfingomielina es, por tanto, una ceramida-fosfocolina.

Figura 18: Estructura de la esfingomielina. Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

Los ácidos grasos más comunes en la esfingomielina son el palmítico, esteárico, lignocérico y el nervónico. La esfingomielina de la mielina contiene predominantemente ácidos grasos de cadenas muy largas, principalmente lignocérico y nervónico, mientras que la sustancia gris contiene mayoritariamente ácido esteárico.

Esfingolípidos que contienen glúcidos

Las principales clases de glucoesfingolípidos son los cerebrósidos, sulfátidos, globósidos y gangliósidos. En la clase de los glucolípidos la cabeza polar está unida a la esfingosina mediante una molécula de azúcar en lugar de un enlace éster fosfato como ocurre con los fosfolípidos.

Cerebrósidos

Los cerebrósidos (ver Ruta 18) son un grupo de ceramidas monohexosas. Los dos cerebrósidos más comunes son el galactocerebrósido y el glucocerebrósido. El término cerebrósido se refiere normalmente al galactocerebrósido (ver figura). El galactocerebrósido también se denomina \"galactolípido\".

Figura 19: Estructura del galactocerebrósido (Galactolípido). Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

La mayor cantidad de galactocerebrósido, se encuentra en el cerebro. En la enfermedad de Krabbe se acumulan cantidades moderadamente incrementadas de galactocerebrósido en la sustancia blanca, debida a una deficiencia del enzima lisosomal galactocerebrosidasa. En la disfunción genética de almacenamiento de lípidos denominada enfermedad de Gaucher se producen incrementos de hasta cien veces en el contenido de glucocerebrósidos en el bazo y en el hígado, el cual proviene de una deficiencia de la glucocerebrosidasa lisosomal.

Figura 20: Estructura del glucocerebrósido. Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

El galactocerebrósido y el glucocerebrósido se sintetizan a partir de la ceramida y de los nucleótidos azúcares activados UDP-galactosa y UDP-glucosa (ver Ruta 19) respectivamente. Los enzimas que catalizan estas reacciones, glucosil y galactosil transferasas, están asociados al retículo endoplasmático.

Figura 21: Síntesis de galacto- y glucocerebrósido. Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

Sulfátido

El sulfátido (ver Ruta 18) es un éster de ácido sulfúrico del galactocerebrósido. El galactocerebrósido-3-sulfato es el principal sulfolípido en el cerebro y constituye aproximadamente el 15% de los lípidos de la sustancia blanca.

Figura 22: Estructura del galactocerebrósido sulfátido (sulfolípido). Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

Esta familia de compuestos representa los cerebrósidos que contienen dos o más restos de azúcar, normalmente galactosa, glucosa o N-acetilgalactosamina. Los oligosacáridos de cermida son compuestos neutros y no contienen grupos amino libres. La lactosilceramida es un componente de la membrana.

Figura 23: Estructura de la ceramida-b-glc-(4ß1)-b-gal-(4ß1) (lactosilceramida). Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

Gangliósidos

El nombre gangliósido (ver Ruta 18) se adoptó para la clase de glucoesfingolípidos que contienen ácido siálido y que están concentrados en gran cantidad en las células ganglionares del sistema nervioso central, especialmente en las terminaciones nerviosas. El sistema nervioso central es diferente a los otros tejidos del hombre, ya que se tiene más de la mitad del ácido siálico unido al lípido ceramida, mientras que el resto del ácido siálico se encuentra en los oligosacáridos de las glucoproteínas. El ácido neuramínico está presente en los gangliósidos, glucoproteínas y mucinas. El grupo amino del neuraminico se halla frecuentemente en forma de derivado N-acetilo denominándose la estructura resultante ácido N-acetilneuramínico o ácido siálico, abreviado comúnmente NANA.

Figura 24: Estructura del ácido N-acetilneuramínico (NANA). Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

En la siguiente tabla se aprecian las estructuras de algunos gangliósidos comunes:

Tabla 2: Estructura de algunos gangliósidos comunes.