Fosfolipidy - czym są? Właściwości, działanie

Tłuszcze, określane również jako lipidy, stanowią szeroką grupę związków organicznych nierozpuszczalnych w wodzie, lecz dobrze rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych. W klasyfikacji lipidów fosfolipidy zajmują szczególne miejsce jako lipidy złożone, co oznacza, że poza podstawowymi składnikami, jak glicerol i kwasy tłuszczowe, zawierają dodatkowe grupy funkcyjne, w tym resztę fosforanową. Fosfolipidy są kluczowymi składnikami błon biologicznych, gdzie tworzą dwuwarstwę lipidową, będącą barierą dla cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie.

1. Właściwości fosfolipidów
2. Najważniejsze fosfolipidy w organizmie
3. Fosfolipidy w technologii żywności
4. Fosfolipidy w farmacji i kosmetologii
5. Działanie fosfolipidów w badaniach

Właściwości fosfolipidów

Fosfolipidy pod względem budowy chemicznej są estrami, co oznacza, że powstają w wyniku reakcji kwasów tłuszczowych z alkoholem – w tym przypadku z glicerolem, czyli związkiem chemicznym odgrywającym rolę szkieletu fosfolipidów. W ich strukturze oprócz glicerolu i kwasów tłuszczowych znajduje się także grupa fosforanowa, która sprawia, że fosfolipidy mają zarówno część hydrofilową (przyciągającą wodę), jak i hydrofobową (odpychającą wodę), co pozwala im tworzyć błony komórkowe.

Najważniejsze fosfolipidy w organizmie

Najważniejsze w organizmie fosfolipidy to fosfatydylocholina, fosfatydyloetanoloamina, fosfatydyloseryna oraz fosfatydyloinozytol, które pełnią nieco odmienne funkcje, np. wpływając na płynność błon, transport sygnałów komórkowych, czy stabilizację struktur białkowych. Fosfolipidy, oprócz funkcji strukturalnych, uczestniczą również w procesach metabolicznych, takich jak transport lipidów, czy synteza lipoprotein. Ponadto niektóre fosfolipidy, np. kardiolipina, występują wyłącznie w określonych strukturach komórkowych, takich jak błona wewnętrzna mitochondriów, gdzie odgrywają rolę w produkcji energii.

Oprócz fosfolipidów do grupy lipidów zalicza się także inne związki o bardziej skomplikowanej budowie, takie jak sfingolipidy, które występują w osłonkach mielinowych komórek nerwowych, sterole, do których należy np. cholesterol pełniący kluczową funkcję w organizmie, oraz lipoproteiny, czyli kompleksy tłuszczów i białek odpowiedzialne za transport cholesterolu i innych lipidów we krwi.

Ogólna charakterystyka fosfolipidów

Fosfolipidy w technologii żywności

Fosfolipidy, dzięki swojej unikalnej strukturze chemicznej, łączącej fragmenty hydrofilowe i hydrofobowe, znalazły szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Uwagę warto zwrócić tutaj na gałęzie, takie jak spożywcza, farmaceutyczna i kosmetyczna.

Zastosowanie w przemyśle

Fosfolipidy, dzięki zdolności do tworzenia miceli – kulistych struktur ułatwiających rozpuszczanie substancji tłuszczowych w wodzie, oraz liposomów – pęcherzyków z podwójnej warstwy fosfolipidowej, które mogą transportować zarówno składniki hydrofilowe, jak i hydrofobowe, są wykorzystywane do poprawy konsystencji produktów, przedłużenia ich trwałości i zwiększenia biodostępności substancji aktywnych.

W branży spożywczej

W przemyśle spożywczym fosfolipidy, a zwłaszcza bogata w nie lecytyna pozyskiwana głównie z soi, słonecznika i żółtek jaj, pełnią rolę emulgatorów umożliwiających mieszanie się fazy wodnej i tłuszczowej, co jest kluczowe w produkcji margaryn, czekolady, majonezu, sosów oraz produktów piekarniczych, gdzie zapobiegają krystalizacji tłuszczu, poprawiają teksturę i wydłużają świeżość. Dodatkowo fosfolipidy stabilizują spienione struktury, co znajduje zastosowanie w produkcji lodów, napojów mlecznych i deserów, a także redukują adhezję w procesach technologicznych, co ułatwia produkcję żywności o określonych właściwościach organoleptycznych i funkcjonalnych.

Fosfolipidy w farmacji i kosmetologii

Fosfolipidy odgrywają kluczową rolę w farmacji, suplementacji i kosmetologii dzięki zdolności do transportu i stabilizacji substancji aktywnych. W farmacji wykorzystywane są w technologii liposomalnej do zwiększania biodostępności niektórych leków czy witamin, w tym witaminy C, a także witamin A, D, E i K, czy kwasów omega-3. Co więcej, są ważnym składnikiem suplementów wspierających funkcje poznawcze, ochronę wątroby i redukcję stresu oksydacyjnego.

W kosmetologii, dzięki interakcji z warstwą lipidową skóry, mogą poprawiać nawilżenie, regenerację i ochronę przed czynnikami zewnętrznymi. Fosfolipidy pełnią również funkcję emolientów w kosmetykach służących do makijażu.

Działanie fosfolipidów w badaniach

W diecie dziecka i matki

Fosfatydylocholina (PC) odgrywa kluczową rolę w rozwoju neurologicznym w pierwszych latach życia, a jej zwiększona podaż, zarówno w diecie matki, jak i dziecka, może wspierać prawidłowy rozwój mózgu, a także chronić przed uszkodzeniami metabolicznymi i neurologicznymi. Korzyści związane z suplementacją choliną, szczególnie w kontekście funkcji poznawczych, są najbardziej widoczne w zadaniach związanych z rozpoznawaniem, zwłaszcza w modelach neuropatologicznych.

Redukcja objawów ADHD

Inny związek wpływający na gospodarkę fosfolipidową, fosfatydyloseryna (PS), może mieć pozytywny wpływ na redukcję objawów deficytu uwagi (ADHD) u dzieci, co wykazano w meta-analizie trzech randomizowanych badań klinicznych, gdzie stosowanie 200-300 mg/dzień PS miało statystycznie istotny wpływ na poprawę koncentracji uwagi.

Dla zdrowia jelit

W kontekście chorób zapalnych jelit (szczególnie wrzodziejącego zapalenia jelita grubego) zaobserwowano, że suplementacja PC w postaci lecytyny o zawartości 30% choliny w środku o opóźnionym uwalnianiu znacząco poprawia stan kliniczny pacjentów, zwiększa odsetek remisji, poprawia wyniki endoskopowe i histologiczne oraz jakość życia chorych, przy braku dodatkowych działań niepożądanych względem placebo.

Wpływ na cholesterol i insulinę

Sfingomielina (SM), jako istotny element błon komórkowych i mediator procesów metabolicznych, w badaniach klinicznych wykazała potencjał w modulacji poziomów wskaźników profilaktyki zespołu metabolicznego. Suplementacja tym związkiem u zdrowych osób skutkowała obniżeniem poziomu całkowitego cholesterolu, frakcji LDL oraz ciśnienia rozkurczowego, jednocześnie zwiększając poziom HDL i poprawiając przewodnictwo włókien mięśniowych. Ponadto suplementacja SM zmniejszała poziom insuliny oraz wskaźnik insulinooporności HOMA-IR, jednak bez wpływu na poziom glukozy i biomarkery stanu zapalnego.

Źródła:

• Derbyshire E, Obeid R. Choline, Neurological Development and Brain Function: A Systematic Review Focusing on the First 1000 Days. Nutrients. 2020 Jun 10;12(6):1731. doi: 10.3390/nu12061731. PMID: 32531929; PMCID: PMC7352907.
• Gámiz F, Gallo M. A Systematic Review of the Dietary Choline Impact on Cognition from a Psychobiological Approach: Insights from Animal Studies. Nutrients. 2021 Jun 8;13(6):1966. doi: 10.3390/nu13061966. PMID: 34201092; PMCID: PMC8229126.
• Stremmel W, Vural H, Evliyaoglu O, Weiskirchen R. Delayed-Release Phosphatidylcholine Is Effective for Treatment of Ulcerative Colitis: A Meta-Analysis. Dig Dis. 2021;39(5):508-515. doi: 10.1159/000514355. Epub 2021 Jan 13. Erratum in: Dig Dis. 2023;41(1):173. doi: 10.1159/000523842. PMID: 33440385.
• Bruton A, Nauman J, Hanes D, Gard M, Senders A. Phosphatidylserine for the Treatment of Pediatric Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Altern Complement Med. 2021 Apr;27(4):312-322. doi: 10.1089/acm.2020.0432. Epub 2021 Feb 4. PMID: 33539192; PMCID: PMC9208377.
• Li CZ, Wu LM, Zhu CX, Du HY, Chen GX, Yang F. The impacts of dietary sphingomyelin supplementation on metabolic parameters of healthy adults: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Front Nutr. 2024 Feb 23;11:1363077. doi: 10.3389/fnut.2024.1363077. PMID: 38463938; PMCID: PMC10922005.