เซราไมด์เป็นกลุ่มของ โมเลกุล ไขมัน ที่มีลักษณะ คล้ายขี้ผึ้ง เซราไมด์ประกอบด้วยสฟิงโกซีนและกรดไขมันที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะอะไมด์ เซราไมด์พบได้ในความเข้มข้นสูงภายในเยื่อหุ้มเซลล์ของ เซลล์ ยูคาริโอติกเนื่องจากเป็นไขมันที่เป็นส่วนประกอบของสฟิงโกไมอีลินซึ่ง เป็น ไขมันหลักชนิดหนึ่งในชั้นไขมันสองชั้น^{[ 1 ]} ตรงกันข้ามกับสมมติฐานก่อนหน้านี้ที่ว่าเซราไมด์และ สฟิงโกลิปิด อื่นๆ ที่พบในเยื่อหุ้มเซลล์เป็นเพียงองค์ประกอบโครงสร้างที่คอยสนับสนุน เซราไมด์สามารถมีส่วนร่วมใน การส่งสัญญาณของเซลล์ได้หลากหลายตัวอย่างเช่น การควบคุมการแบ่งตัวการแพร่กระจายและการตายของเซลล์ตามโปรแกรม( PCD )

คำว่าเซราไมด์มาจากภาษาละตินcera ( ขี้ผึ้ง ) และamideเซราไมด์เป็นส่วนประกอบหนึ่งของเวอร์นิกซ์ เคซิโอซาซึ่งเป็นสารสีขาวคล้ายขี้ผึ้งหรือชีสที่เคลือบอยู่บนผิวหนังของทารกแรกเกิด

กระบวนการสร้างเซราไมด์มีสามเส้นทางหลัก เส้นทางแรกคือเส้นทางสฟิงโกไมเอลินเนส ซึ่งใช้เอนไซม์ในการสลายสฟิงโกไมเอลินในเยื่อหุ้มเซลล์และปลดปล่อยเซราไมด์ออกมา เส้นทางที่สองคือ เส้นทาง เดอโนโวซึ่งสร้างเซราไมด์จากโมเลกุลที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อนมากนัก และเส้นทางที่สามคือเส้นทาง "การรีไซเคิล" ซึ่งสฟิงโกลิปิดที่ถูกสลายเป็นสฟิงโกซีนจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่โดยกระบวนการรีอะซิเลชันเพื่อสร้างเซราไมด์

การไฮโดรไลซิสของสฟิงโกไมอีลินถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ สฟิง โกไมอีลิน เนส เนื่องจากสฟิงโกไมอีลินเป็นหนึ่งในฟอสโฟลิปิด ทั่วไปสี่ชนิด ที่พบในเยื่อหุ้มเซลล์ ผลกระทบของวิธีการสร้างเซราไมด์นี้คือเยื่อหุ้มเซลล์เป็นเป้าหมายของสัญญาณภายนอกเซลล์ที่นำไปสู่การตายของเซลล์ตามโปรแกรม มีการวิจัยที่ชี้ให้เห็นว่าเมื่อรังสี ไอออนไนซ์ ทำให้เกิดอะพอพโทซิสในบางเซลล์ รังสีจะนำไปสู่การกระตุ้นสฟิงโกไมอีลินเนสในเยื่อหุ้มเซลล์และในที่สุดก็ทำให้เกิดเซราไมด์^{[ 2 ]}

การสังเคราะห์เซราไมด์แบบ de novo เริ่มต้นด้วยการควบแน่นของพาลมิเตตและเซอรีนเพื่อสร้าง 3-คีโต-ไดไฮโดรสฟิงโกซีน ปฏิกิริยานี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์เซอรีนพาลมิโทอิลทรานสเฟอเรสและเป็นขั้นตอนที่จำกัดอัตราของกระบวนการ จากนั้น 3-คีโต-ไดไฮโดรสฟิงโกซีนจะถูกรีดิวซ์เป็นไดไฮโดรส ฟิงโกซีน ซึ่งตามด้วยการอะซิเลชันโดยเอนไซม์ (ไดไฮโดร)เซราไมด์ซินเทสเพื่อผลิต ไดไฮ โดรเซราไมด์ปฏิกิริยาสุดท้ายในการผลิตเซราไมด์ถูกเร่งปฏิกิริยาโดย ได ไฮโดรเซรา ไมด์ ดีแซทูเรส การสังเคราะห์เซราไมด์แบบ de novo เกิดขึ้นใน เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม จากนั้น เซราไมด์จะถูกลำเลียงไปยังกอลจิแอพพาราตัสโดยการขนส่งแบบเวสิเคิลหรือโปรตีนถ่ายโอนเซราไมด์ CERT เมื่ออยู่ในเครื่องกอลจิ เซราไมด์สามารถถูกเผาผลาญต่อไปเป็นสฟิงโกลิปิด ชนิดอื่น เช่นสฟิงโกไมอีลินและไกลโคสฟิงโกลิปิด เชิงซ้อน ^{[ 3 ]}

การสลายตัวของสฟิงโกลิปิดและไกลโคสฟิงโกลิปิดเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่องว่างภายในเซลล์ที่มีความเป็นกรด เช่น เอนโดโซมระยะท้ายและไลโซโซมโดยมีเป้าหมายสุดท้ายคือการสร้างสฟิงโกซีน ในกรณีของไกลโคสฟิงโกลิปิด เอนไซม์เอ็กโซไฮโดรเลสที่ทำงานที่ค่า pH ที่เป็นกรดจะทำให้หน่วยโมโนแซ็กคาไรด์ถูกปลดปล่อยออกจากปลายโซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์ทีละขั้นตอน เหลือเพียงส่วนของสฟิงโกซีนในโมเลกุล ซึ่งอาจนำไปสู่การสร้างเซราไมด์ได้ เซราไมด์สามารถถูกไฮโดรไลซ์ต่อไปโดยเอนไซม์เซรามิเดสที่เป็นกรดเพื่อสร้างสฟิงโกซีนและกรดไขมันอิสระ ซึ่งทั้งสองอย่างสามารถออกจากไลโซโซมได้ ต่างจากเซราไมด์ เบสสฟิงกอยด์สายยาวที่ถูกปลดปล่อยออกจากไลโซโซมอาจกลับเข้าสู่กระบวนการสังเคราะห์เซราไมด์และ/หรือสฟิงโกซีน-1-ฟอสเฟต ได้อีกครั้ง เส้นทางการกู้คืนจะนำเบสสฟิงกอยด์สายยาวกลับมาใช้ใหม่เพื่อสร้างเซราไมด์ผ่านการทำงานของเซราไมด์ซินเทส ดังนั้น สมาชิกในกลุ่ม เซราไมด์ซินเทสจึงน่าจะดักจับสฟิงโกซีนอิสระที่ปล่อยออกมาจากไลโซโซมที่พื้นผิวของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมหรือในเยื่อหุ้มที่เกี่ยวข้องกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม เส้นทางการกู้คืนนี้คาดว่าจะมีส่วนช่วยในการสังเคราะห์สฟิงโกลิปิดตั้งแต่ 50% ถึง 90% ^{[ 4 ]}

เซราไมด์ซึ่งเป็นลิปิดที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ มีส่วนเกี่ยวข้องกับหน้าที่ทางสรีรวิทยาหลายอย่าง รวมถึงอะพอพโทซิสการหยุดการเจริญเติบโตของเซลล์ การแบ่งเซลล์การชราภาพ ของเซลล์ การเคลื่อนย้ายและการยึดเกาะของเซลล์^{[ 3 ]}นอกจากนี้ ยังมีการเสนอแนะบทบาทของเซราไมด์และเมตาโบไลต์ที่ตามมาในสภาวะทางพยาธิวิทยาหลายประการ รวมถึงมะเร็งโรคความเสื่อม ของระบบประสาท โรคเบาหวานการเกิดโรคจากจุลินทรีย์โรคอ้วนและการอักเสบ^{[ 5 ] [ 6 ]}

เซราไมด์หลายชนิดที่แตกต่างกันสามารถทำนายเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์ทางหัวใจและหลอดเลือดที่สำคัญ (MACE) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ได้แก่ C16:0, C18:0 และ C24:1 แม้ว่า C24:0 จะมีความสัมพันธ์แบบผกผันก็ตาม^{[ 7 ] [ 8 ]} C16-C18 เป็นอันตรายต่อตับ^{[ 7 ]} ระดับเซราไมด์มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับการอักเสบและความเครียดออกซิเดชันในตับ และการเริ่มต้นและการดำเนินไปของโรคไขมันพอกตับที่ไม่ได้เกิดจากแอลกอฮอล์ (NAFLD) เกี่ยวข้องกับระดับเซราไมด์ที่สูงขึ้นในเซลล์ตับ [ ^{8 ] การ}บริโภคไขมันอิ่มตัว ในอาหาร แสดงให้เห็นว่าเพิ่มระดับเซราไมด์ในซีรั่มและเพิ่ม ภาวะดื้อ ต่ออินซูลิน^{[ 7 ]}แม้ว่าการศึกษาเบื้องต้นจะแสดงให้เห็นถึงภาวะดื้อต่ออินซูลินที่เพิ่มขึ้นในกล้ามเนื้อ แต่การศึกษาต่อมายังแสดงให้เห็นถึงภาวะดื้อต่ออินซูลินที่เพิ่มขึ้นในตับและเนื้อเยื่อไขมันด้วย^{[ 8 ]} การแทรกแซงที่จำกัดการสังเคราะห์เซราไมด์หรือเพิ่มการสลายเซราไมด์นำไปสู่สุขภาพที่ดีขึ้น ( เช่น ลดภาวะดื้อต่ออินซูลินและลด โรคไขมันพอกตับ ) ^{[ 7 ]}

เซราไมด์เหนี่ยวนำให้เกิดภาวะดื้อต่ออินซูลินในกล้ามเนื้อโครงร่างเมื่อถูกสังเคราะห์ขึ้นอันเป็นผลมาจากการกระตุ้นตัวรับTLR4 โดยไขมันอิ่มตัว ^{[ 9 ]}ไขมันไม่อิ่มตัวไม่มีผลเช่นนี้^{[ 9 ]}เซราไมด์เหนี่ยวนำให้เกิดภาวะดื้อต่ออินซูลินในเนื้อเยื่อหลายชนิดโดยการยับยั้งการส่งสัญญาณ Akt/PKB [ ^{10 ] การ}รวมตัวของคอเลสเตอรอล LDLโดยเซราไมด์ทำให้เกิดการกักเก็บ LDL ในผนังหลอดเลือดแดง นำไปสู่ภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง [ ^{11 ] เซรา}ไมด์ทำให้เกิดความผิดปกติของเยื่อบุผนังหลอดเลือดโดยการกระตุ้นโปรตีนฟอสฟาเตส 2 (PP2A) ^{[ 12 ]}ในไมโทคอนเดรีย เซราไมด์จะยับยั้งห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนและเหนี่ยวนำให้เกิดการผลิตอนุมูลอิสระ^{[ 13 ]}

หนึ่งในบทบาทที่ได้รับการศึกษามากที่สุดของเซราไมด์เกี่ยวข้องกับหน้าที่ของมันในฐานะโมเลกุลที่กระตุ้นการ ตายของเซลล์ การตายของเซลล์แบบโปรแกรมประเภทที่ 1 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาสภาวะสมดุลของเซลล์ตามปกติ และเป็นการตอบสนองทางสรีรวิทยาที่สำคัญต่อความเครียดของเซลล์หลายรูปแบบ พบว่ามีการสะสมของเซราไมด์หลังจากการรักษาเซลล์ด้วยสารกระตุ้นการตายของเซลล์หลายชนิด รวมถึงรังสีไอออน^{[ 2 ] [ 14 ]} แสงยูวี^{[ 15 ]} TNF-อัลฟา [ ^{16 ] และ}สารเคมีบำบัดซึ่งชี้ให้เห็นถึงบทบาทของเซราไมด์ในการตอบสนองทางชีวภาพของสารเหล่านี้ทั้งหมด เนื่องจากผลในการกระตุ้นการตายของเซลล์มะเร็ง เซราไมด์จึงถูกเรียกว่า "ลิปิดยับยั้งเนื้องอก" การศึกษาหลายชิ้นพยายามที่จะกำหนดบทบาทเฉพาะของเซราไมด์ในเหตุการณ์การตายของเซลล์ให้ชัดเจนยิ่งขึ้น และมีหลักฐานบางอย่างที่บ่งชี้ว่าเซราไมด์ทำหน้าที่อยู่เหนือ ไม โทคอนเดรียในการกระตุ้น การตายของเซลล์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการศึกษาเกี่ยวกับบทบาทของเซราไมด์ในอะพอพโทซิสมีลักษณะขัดแย้งและแปรผัน กลไกที่ลิปิดนี้ควบคุมอะพอพโทซิสจึงยังคงคลุมเครือ^{[ 17 ]}

ชั้นสตราตัมคอร์เนียมเป็นชั้นนอกสุดของหนังกำพร้า^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}ประกอบด้วยเซลล์คอร์นีโอไซต์ ที่เจริญเต็มที่และไม่มีนิวเคลียส ซึ่งอยู่ในเมทริกซ์ไขมัน เปรียบเสมือน "อิฐและปูน" เซราไมด์ร่วมกับคอเลสเตอรอลและกรดไขมันอิสระก่อตัวเป็นปูนไขมัน ซึ่งเป็นเกราะป้องกันน้ำซึมผ่านได้ ป้องกันการสูญเสียน้ำจากการระเหย โดยทั่วไปแล้ว เมทริกซ์ไขมันของหนังกำพร้าประกอบด้วยส่วนผสมของเซราไมด์ (~50% โดยน้ำหนัก) คอเลสเตอรอล (~ 25% โดยน้ำหนัก) และกรดไขมันอิสระ (~15% โดยน้ำหนัก) ในสัดส่วนที่เท่ากัน โดยมีไขมันชนิดอื่น ๆ อยู่ในปริมาณเล็กน้อย^{[ 21 ] [ 22 ]} เกราะไขมันยังช่วยป้องกันการเข้าของจุลินทรีย์อีกด้วย^{[ 20 ]}

เซราไมด์ในชั้นหนังกำพร้ามีโครงสร้างที่หลากหลาย และสามารถจำแนกได้กว้างๆ เป็นเซราไมด์ AS และ NS; ไดไฮโดรเซราไมด์ ADS และ NDS; ไฮดรอกซีเซราไมด์ AH, EOH และ NH 6; ไฟโตเซราไมด์ AP และ NP; และอะซิลเซราไมด์ EOH และ EOS ดังแสดงในรูป

^{[ 18 ]}ความหลากหลายของโครงสร้างเซราไมด์มีบทบาทสำคัญอย่างไม่ต้องสงสัยในคุณลักษณะเฉพาะของชั้นเคราตินในบริเวณต่างๆ ของร่างกาย ตัวอย่างเช่น ชั้นเคราตินของใบหน้าบางและยืดหยุ่นเพื่อรองรับการแสดงออกทางสีหน้าต่างๆ ในทางตรงกันข้าม ชั้นเคราตินที่ปกคลุมส้นเท้าหนาและแข็งเพื่อป้องกันการบาดเจ็บ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงเฉพาะบริเวณของร่างกายในลิพิโดมของผิวหนัง รวมถึงการเปลี่ยนแปลงในปริมาณสัมพัทธ์ของโครงสร้างเซราไมด์ของผิวหนังที่แตกต่างกัน ^{[ 18 ]}

เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ของร่างกายในปริมาณเซราไมด์ ยังมีการเปลี่ยนแปลงที่ได้รับการระบุลักษณะอย่างดีในการแสดงออกของเซราไมด์ในชั้นหนังกำพร้าในผู้ป่วยที่เป็นโรคผิวหนังอักเสบ ในโรคสะเก็ดเงินซึ่ง เป็นความผิดปกติของ การเจริญเติบโตมากเกินไป นักวิจัยได้รายงานการเพิ่มขึ้นของเซราไมด์ AS และ NS และการลดลงของเซราไมด์ EOS, AP และ NP ซึ่งอาจมีส่วนทำให้เกิดความบกพร่องในเกราะป้องกันการซึมผ่านของน้ำของผิวหนัง^{[ 23 ] [ 24 ] [ 22 ]}จากการศึกษาการแสดงออกของเซราไมด์ใน ผู้ป่วยโรค ผิวหนังอักเสบภูมิแพ้และ โรค สะเก็ดเงินนักวิจัยคนอื่นๆ ได้รายงานว่า แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่คลาสของเซราไมด์ ความยาวของฐานสฟิงกอยด์ของเซราไมด์และความยาวของโซ่กรดไขมันมีอิทธิพลมากที่สุดต่อโอกาสที่โครงสร้างเซราไมด์เฉพาะจะถูกควบคุมขึ้นหรือลงในผิวหนังที่อักเสบ^{[ 18 ]}ระดับเซราไมด์ในผิวหนัง เส้นผม และเล็บอาจลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม (เช่น อากาศแห้ง/มลพิษ) การใช้ซัลเฟตที่รุนแรง ความร้อนมากเกินไป (รวมถึงการจัดแต่งทรงผมด้วยความร้อน) การสัมผัสกับรังสียูวี และการแก่ตัวทางชีวภาพ^{[ 25 ]}

การยับยั้งการสังเคราะห์เซราไมด์ด้วยไมริโอซินในหนูอ้วนอาจนำไปสู่ การส่งสัญญาณ เลปติน ที่ดีขึ้น และการลดภาวะดื้อต่ออินซูลินโดยการลดการแสดงออกของSOCS-3 ^{[ 26 ]}ระดับเซราไมด์ที่สูงขึ้นสามารถทำให้เกิดภาวะดื้อต่ออินซูลินได้โดยการยับยั้งความสามารถของอินซูลินในการกระตุ้น  เส้นทาง การส่งสัญญาณของอินซูลินและ/หรือผ่านการกระตุ้นของ  JNK ^{[ 27 ]}

ในปัจจุบัน กลไกที่เซราไมด์ทำหน้าที่เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณยังไม่เป็นที่แน่ชัด

สมมติฐานหนึ่งคือ เซราไมด์ที่สร้างขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์จะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งของเยื่อหุ้มเซลล์และทำให้แพลตฟอร์มไขมันขนาดเล็กที่เรียกว่า แพไขมัน ( lipid rafts ) มีความเสถียรมากขึ้น ทำให้พวกมันสามารถทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มสำหรับโมเลกุลส่งสัญญาณได้ ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากแพไขมันบนด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ในอีกด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ได้ พวกมันจึงอาจทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างสัญญาณจากภายนอกเซลล์กับสัญญาณที่จะสร้างขึ้นภายในเซลล์ได้

นอกจากนี้ ยังพบว่าเซราไมด์สามารถสร้างช่องขนาดใหญ่ที่มีการจัดระเบียบซึ่งทอดผ่านเยื่อหุ้มชั้นนอกของไมโตคอนเดรีย ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนตัวของโปรตีนออกจากช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้ม^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}

ในโรคเมตาบอลิกที่เกิดจากกรดมาโลนิกและเมทิลมาโลนิกในปัสสาวะ (CMAMMA) เนื่องมาจากACSF3องค์ประกอบของไขมันเชิงซ้อนที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์กรดไขมันในไมโทคอนเดรีย (mtFAS) ที่บกพร่อง ^{[ 36 ] [ 37 ]}ตัวอย่างเช่น ในขณะที่ความเข้มข้นของสฟิงโกไมอีลินเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความเข้มข้นของเซราไมด์กลับลดลงตามสัดส่วน^{[ 36 ]}

เซราไมด์อาจพบได้เป็นส่วนประกอบของยาทาผิวบางชนิดที่ใช้เสริมการรักษาโรคผิวหนัง เช่นโรคผื่นภูมิแพ้ผิวหนัง [ ^{38 ] นอกจาก} นี้ยังใช้ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง เช่น สบู่ แชมพู ครีมบำรุงผิว และครีมกันแดดบางชนิด^{[ 39 ]}ยิ่งไปกว่านั้น เซราไมด์ยังอยู่ระหว่างการศึกษาเพื่อใช้เป็นสารบำบัดที่มีศักยภาพในการรักษามะเร็ง^{[ 40 ]}

เซราไมด์พบได้น้อยในแบคทีเรีย^{[ 41 ]}อย่างไรก็ตามแบคทีเรียในวงศ์Sphingomonadaceae มีเซราไมด์อยู่ ^{[ 42 ] [ 43 ]}

เซราไมด์ฟอสโฟเอทานอลามีน (CPE) เป็นสฟิงโกลิปิด ชนิด หนึ่งที่ประกอบด้วยเซราไมด์และ หมู่หัว ฟอสโฟเอทานอลามีน CPE เป็นสฟิงโกลิปิดหลักในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิด เช่น แมลงหวี่ (Drosophila ) ในทางตรงกันข้าม เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมี CPE ในปริมาณน้อยมาก

Scholiaมี ข้อมูลราย ละเอียดทางเคมีของเซราไมด์

• เซราไมด์ ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา