Aminoalkohole wie Sphingosin bilden das Grundgerüst der Haut-Lipide.
Neun Ceramid-Klassen entdeckte man bisher in der Epidermis unserer Haut: Das Grundgerüst der Hornschicht-Ceramide besteht aus Aminoalkoholen & Fettsäuren wie Linolsäure.
Als Gründungsvater der Gehirnchemie bereitete der Arzt und Chemiker Dr. Johann Ludwig Wilhelm Thudichum im Jahre 1874 noch heute lebenden Hautforschern einiges an Kopfzerbrechen, er benannte als neue Lipidklasse die Sphingolipide nach der Sphinx, jenem Ungeheuer aus der griechischen Sage, welches als geflügelter Dämon mit Löwenkörper und Frauenkopf jeden Reisenden verschlang, der sein Rätsel nicht lösen konnte. Eine Untergruppe der Sphingolipide bilden die Ceramide, welche bis heute Dermatologen Rätsel aufgeben, Kopfzerbrechen bereiten und wohl zukünftig noch viel Forschungsarbeit und Forschungsgelder verschlingen werden.
Die Epidermis unserer Haut bildet Lipide für die Hornschicht
Damit uns die Epidermis vor dem so genannten transepidermalen Wasserverlust (TEWL) schützen kann, bildet sie als Wasserbarriere täglich etwa 150 bis 200 Milligramm Hautlipide wie Cholesterol, Cholesterolsulfat, freie Fettsäuren, Phospholipide, Squalen, Sterole, Triglyceride und Wachsester. In der auch Stratum corneum genannten Hornschicht unserer Epidermis bilden dabei die Sphingolipide den Löwenanteil der Hautlipide, hier machen die Ceramide bis zu 50 Prozent der Hornschicht-Lipide aus. Sphingolipide bestehen aus drei Komponenten: einem Aminoalkohol, einer Fettsäure und einer polaren Gruppe.
Ceramide sind komplexe Lipide mit Aminoalkoholen
Das Grundgerüst der Sphingolipide bilden etwa 20 verschiedene Sphingoidbasen, natürlich vorkommende langkettige Aminoalkohole wie das Sphingosin. Sphingosin ist ein ungesättigter Aminoalkohol und trägt am Ende seiner Kette aus 18 Kohlenstoffatomen eine Aminogruppe (-NH2) mit einem Stickstoffatom und zwei Hydroxylgruppen (-OH) (siehe Grafik). Dr. Thudichum entdeckte das Sphingosin bereits im Jahre 1882, als er nach dem Kopfzerbrechen die Lipide des menschlichen Gehirns hydrolisierte. Sphingosin ist zusammen mit Sphinganin in uns Säugetieren die häufigste Sphingoidbase der Sphingolipide. Neben den Sphingoidbasen mit 18 Kohlenstoffatomen gibt es auch noch Derivate mit 20 oder 22 Kohlenstoffatomen. Richtig komplex werden die komplexen Lipide unserer Haut aber erst mit den über so genannte Amidbindungen veresterten Fettsäuren.
Ceramide sind komplexe Lipide mit Fettsäuren
Für viel Kopfzerbrechen bei Hautforschern sorgt die strukturelle Aufklärung der Fettsäuren in den Ceramiden der Haut, da gerade Ceramid 1 bei trockener Haut und Hautkrankheiten wie Neurodermitis und Schuppenflechte eine wichtige Rolle spielt. In Ceramiden variiert die Kohlenstoff-Kettenlänge der Fettsäuren stark zwischen den verschiedenen Ceramidklassen: Bisher wurden gesättigte Fettsäuren und einfach bis mehrfach ungesättigte Fettsäuren mit Kettenlängen zwischen 16-C-Atomen und 40-C-Atomen entdeckt. Oftmals tragen die Fettsäuren der Ceramide zusätzlich nochmals Hydroxylgruppen (-OH) an der Kohlenstoffkette, die mit weiteren Fettsäuren verestert werden können. Dies sorgt für weiteres komplexes Kopfzerbrechen bei der Strukturaufklärung unserer komplexen Hautlipide, zum Beispiel trägt das Ceramid I an der so genannten Omega-Stellung der ω-Hydroxy-Triacontansäure zusätzlich noch die Omega-6-Fettsäure Linolsäure.
Sphingolipide sind komplexe Lipide mit einer polaren Gruppe
Sphingolipide kann man in drei Hauptklassen einteilen Ceramide, Sphingomyeline und Glycosphingolipide. In Säugetieren sind die Sphingomyeline die häufigsten Sphingolipide, sie tragen am Aminoalkohol neben den langkettigen Fettsäuren noch eine so genannte polare Gruppe aus Phosphoryl-Ethanolamin oder Phosphoryl-Cholin. Sphingomyeline gehören als Sphingophospholipide somit zu den Sphingholipiden und zu den Phospholipiden. Bei Ceramiden besteht diese polare Gruppe nur aus einem Wasserstoff-Atom, bei Glycosphingolipiden dagegen aus Zuckermolekülen.