Ceramide: Die Nomenklatur der Haut-Sphingolipide

Sphingoidbasen & Hydroxy-Fettsäuren klassifizieren die Haut-Ceramide.

CER [EOS] ist die Kurzform für Ceramid 1: Am Aminoalkohol Sphingosin [S] ist eine Omega-Hydroxyfettsäure [O] gebunden, die mit Linolsäure oder Ölsäure [E] verestert ist.

Die Epidermis unserer Haut liegt nicht auf der faulen Haut, täglich stellt sie etwa 150 bis 200 Milligramm Hautlipide her, Hautlipide die eine Wasserbarriere aufbauen und unsere Hautfeuchtigkeit schützen, den so genannten transepidermalen Wasserverlust (TEWL) begrenzen. Etwa die Hälfte der Hautlipide unserer auch Stratum corneum genannten Hornschicht kommt aus der Familie der Sphingolipide und wird Ceramide genannt, wobei das lateinische Wort Cera so viel wie Bienenwachs bedeutet. In Ceramiden sind lange wachsartige Fettsäuren über eine Amidbindung an verschiedene Sphingoidbasen gebunden.

Im Dünnschicht-Chromatogramm werden Ceramid 1 bis Ceramid 9 aufgetrennt

Vergleicht man das Ceramidmuster gesunder Haut mit dem Ceramidmuster der erkrankten Haut von Neurodermitis- oder Schuppenflechte-Patienten, erkennt man krankheitsbedingte Änderungen der Ceramide und anderer Hautlipide, die zu einer Barrierestörung der Hautfunktion führen. Im dermatologischen Labor können die Ceramide der Haut mit der Dünnschicht-Chromatographie physikalisch-chemisch aufgetrennt und analysiert werden. Abhängig von der Polarität des Ceramids „laufen“ Ceramide in organischen Lösungsmitteln bei der Chromatographie an Kieselgel-Platten verschieden schnell und verschieden weit. Ceramide mit einer kurzen Fettsäurekette haben eine höhere Polarität und einen geringeren Rückhaltefaktor (Rf-Wert) als Ceramide mit einer langen Fettsäurekette. Aktuell werden neun Ceramid-Klassen von Ceramid 1 bis Ceramid 9 unterschieden, wobei bis auf dem relativ neu entdeckten Ceramid 9 die höhere Zahl die höhere Polarität des Ceramids wiederspiegelt. Mittlerweile werden die Ceramide aber nach dem chemischen Aufbau klassifiziert.

Ceramide werden nach Sphingoidbasen wie Sphingosin benannt

Drei verschiedene Sphingoidbasen bilden das Grundgerüst der Ceramide (Abkürzung: CER oder Cer), es sind natürlich vorkommende langkettige Aminoalkohole wie das Sphingosin (siehe Grafik), dass bereits im Jahre 1882 vom Gründer der Gehirnchemie Dr. Thudichum entdeckt wurde. Sphingosin gehört zusammen mit Sphinganin zu den häufigsten Sphingoidbasen der Sphingolipide in uns Säugetieren. Sphingosin kommt auch im Ceramid 1 vor und bedeutet das [S] im Kürzel CER [EOS] (siehe Grafik) nach dem heute verwendeten kombinatorischen Buchstaben-System nach einer Veröffentlichung von Stefania Motta et al. Die Sphingoidbasen bezeichnen dabei den letzten Buchstaben: [H] bedeutet 6-Hydroxy-Sphingosin, [P] bedeutet Phyto-Sphingosin und [S] bedeutet Sphingosin.

Ceramide werden nach Hydroxy-Fettsäuren klassifiziert

Über eine Amidbindung sind in Ceramiden verschiedene Fettsäuren mit der jeweiligen Sphingoidbase verbunden, wobei die anhänglichen Fettsäuren durch die Stellung der Hydroxylgruppe oder Alkoholgruppe (-OH) innerhalb der Fettsäurekette unterschieden werden: Im einfachsten Fall bezeichnet man mit [N] für Nonhydroxy die Fettsäuren ohne eine Hydroxylgruppe, ein [A] erhalten dagegen alle Fettsäuren, die in der Alpha-Stellung eine Hydroxylgruppe tragen. Gegenüber der Omega-Stellung bezeichnet die Alpha-Stellung bei den auch Monocarbonsäuren genannten Fettsäuren, dass die Alkoholgruppe direkt am benachbarten Kohlenstoffatom der Carbonsäure-Gruppe (-COOH) sitzt, wie bei vielen Fruchtsäuren. [O] erhalten dagegen alle Fettsäuren, die in in der Omega-Stellung eine Hydroxylgruppe tragen, also omega-Hydroxyfettsäuren sind. Das Omega der gesättigten und ungesättigten Fettsäuren symbolisiert die Position der Doppelbindung gegenüber dem Carbonsäure-Ende (siehe Grafik). Bei den gesättigten Omega-Hydroxyfettsäuren ist die Alkoholgruppe somit direkt am letzten Kohlenstoff-Atom der Kohlenstoffkette, wobei wie im Ceramid 1 CER [EOS] hier nochmals weitere Fettsäuren wie Linolsäure vestert sind.

Für Linolsäure & Ölsäure gibt es in der Ceramid-Nomenklatur ein Extra-E

In der erkrankten Haut von Neurodermitis- oder Schuppenflechte-Patienten ist der Stoffwechsel der epidermalen Hautlipide gestört, besonders die mit Linolsäure veresterten Ceramide 1 und 4 sind vermindert. Nach der neuen Ceramid-Nomenklatur erkennt man die als Ester-gebundene Fettsäure an einem [E] an der ersten Stelle des Buchstaben-Codes, bei den Ceramiden CER [EOS] und Co. handelt es sich dabei überwiegend um Linolsäure: CER [EOS] steht also für das Ceramid 1 und bedeutet insgesamt, dass an einem Sphingosin-Molekül über eine Amidbindung eine Omega-Hydroxy-Fettsäure sitzt, die zusätzlich noch mit Linolsäure verestert ist. CER [EOH] steht dagegen für das Ceramid 4, hier ist gegenüber Ceramid 1 das Sphingosin durch ein 6-Hydroxy-Sphingosin ersetzt worden.

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