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== Biosynthese und Metabolismus == Die Biosynthese des Sphingosin-1-phosphats erfolgt aus dem Sphingolipid Sphingomyelin. Dieses wird durch die Sphingomyelinase unter Abspaltung eines Phosphocholinrestes zum Ceramid und weiter durch die Ceramidase zum Sphingosin hydrolysiert. Auf letzteres wird durch die Sphingosinkinase (EC 2.7.1.91) unter Verbrauch eines Moleküls ATP ein Phosphatrest auf die Hydroxygruppe übertragen und Sphingosin-1-phosphat freigesetzt. Der Abbau erfolgt über zwei Wege: Einerseits wird im Umkehrung des letzten Syntheseschrittes S1P zu Sphingosin und Phosphat hydrolysiert, andererseits kann durch die Sphinganin-1-phosphat-Aldolase (EC 4.1.2.27, auch Sphingosin-1-phosphat-Lyase) eine Spaltung in 2-Hexadecenal und Phosphoethanolamin katalysiert werden. Eine Rolle beim Abbau spielen aber auch mehrere Phosphatidat-Phosphatasen.
Quellen: de.wikipedia.org
die Zellproliferation: S1P steigert die Zellproliferation und ist Schutzfaktor im Falle toxischer Ereignisse. Durch Verringerung von Sphingosin und Ceramid wirkt es anti-apoptotisch. die Zellmigration: S1P bewirkt eine Verstärkung des gerichteten Wanderverhaltens einzelner Zellen die Gefäßpermeabilität: Durch Aktivierung des VE-Cadherin-Systems/adherens junction und durch unbekannte Effekte auf die vesikuläre Transzytose wird die Durchlässigkeit des Endothels für große Moleküle und ggf. Zellen deutlich reduziert. die Angiogenese: Viele Vorgänge der Angiogenese werden unterstützt: Induktion der endothelialen NO-Synthase (eNOS), Proliferation und Migration von Endothelzellen, Röhrenbildung, Gefäßreifung durch glatte Muskelzellen und Perizyten. die Funktion von Thrombozyten: S1P wird in den Blutplättchen gebildet, gespeichert und bei Aktivierung sezerniert. Stimulation der Cyclooxygenase 2 zur Produktion von PGE2.
Quellen: de.wikipedia.org
=== Vorkommen von S1P === Die Konzentration von S1P innerhalb des Körpers wird durch S1P-Kinasen und -Lyasen streng reguliert. Hohe S1P-Konzentration sind innerhalb von lymphatischen Kapillaren und Blutgefäßen zu finden. Die hauptsächlichen Produzenten von S1P sind dabei Erythrozyten und Endothel-Zellen, wobei auch Thrombozyten einen geringen Anteil haben. Innerhalb des Gewebes wird S1P durch die Wirkung von S1P-Lyasen zügig abgebaut. Dadurch existiert ein steiler Gradient zwischen hohen S1P-Konzentration innerhalb der Gefäße und niedrigen S1P-Konzentrationen des Gewebes. Der resultierende Konzentrationsgradient wird von verschiedenen Zellen zur Migration genutzt.
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=== Positive Regulation === S1P wird durch die Sphingosin-Kinasen (SK1/2) durch Phosphorylierung aus Sphingosin gebildet. Ein Regulationsmechanismus ist die intrazelluläre Konzentration dieses Enzyms am vorausgehenden Ende ("leading edge") der migrierenden Zelle, die Plasmamembran wird durch ihr Phosphatidylserin erkannt. SK1 wird durch verschiedenste Wachstumsfaktoren und Hormone induziert.
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=== Negative Regulation === Der Abbau von S1P erfolgt durch die S1P-Lyase (Coenzym: Pyridoxalphosphat) zu Hexadecanal und Phosphoethanolamin. Daneben sind auch verschiedene andere Lipidphosphatasen in der Lage S1P zu Sphingosin zu dephosphorylieren.
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=== Dynamische Regulation in Marginalzonen B-Zellen === Die Milz besteht anatomisch aus 2 verschiedenen Bereichen: die rote und weiße Pulpa. Während in der roten Pulpa die Mauserung der Erythrozyten stattfindet, ist die weiße Pulpa das lymphatische Kompartiment. Sie ist aus T-Zone (periarterielle Lymphscheide; PALS) und B-Zone (Follikel) aufgebaut. Die Übergangszone zwischen Follikeln und roter Pulpa wird als Marginalzone bezeichnet. Zwischen Marginalzone und Follikeln ist der Marginalsinus lokalisiert. In der Marginalzone sind spezialisierte Marginalzonen B-Zellen (MZB) lokalisiert. Nach Kontakt mit Substanzen die ein pathogen-associated molecular pattern (PAMP) oder damage-associated molecular pattern (DAMP) tragen, wandern diese MZB in den Follikel hinein. Dabei präsentieren sie den follikulären B-Zellen des Follikels die Antigene, mit denen sie in Kontakt gekommen sind. Einige Tage nach ihrer Einwanderung verlassen sie den Follikel wieder und sind dann erneut in der Marginalzone zu finden. Dieser Migrationsprozess wird über 2 verschiedene Substanzen reguliert. Die follikulären dendritischen Zellen (fDC) produzieren das Chemokin CXCL13. In der Marginalzone ist auf Grund des hohen Blutanteils eine hohe S1P-Konzentration vorhanden. Im Ruhezustand exprimieren die MZB sowohl S1P1, S1P3 und CXCR5. Sowohl S1P1 wie auch S1P3 bewirken eine Wanderung der Zellen in Richtung der höchsten S1P-Konzentration, also in die Marginalzone. Demgegenüber ist der Ligand von CXCR5 das Chemokin CXCL13, somit bewirkt eine Expression von CXCR5 eine Wanderung der Zellen in den Follikel hinein.
Quellen: de.wikipedia.org
Da die S1P-Rezeptoren eine höhere Priorität als der CXCR5-Rezeptor haben überschreiben sie dessen Wirkung. Das Resultat ist, dass die MZB in der Marginalzone verbleibt. Kommt die MZB nun aber in Kontakt mit einem PAMP oder DAMP (z. B. LPS) bewirkt dies den Abbau der S1P-Rezeptoren. Dadurch wird die CXCR5-CXCL13-Wirkung nicht mehr überschrieben und die MZB wandert in den Follikel hinein. Nach einigen Tagen erholt sich die S1PR-Expression und es ist wieder S1P1 und S1P3 an der Zelloberfläche zu finden. Dadurch wird die CXCR5-CXCL13-Wirkung erneut überschrieben und die Zellen wandern zur höchsten S1P-Konzentration, also zurück in die Marginalzone. Dieser Prozess wird als Oszillation der Marginalzonen-B-Zellen beschrieben. Ein vergleichbarer Prozess wird auch von konventionellen B-Zellen genutzt. Sie nutzen eine verstärkte CXCR5-Expression um in den Follikel einzuwandern. Nachdem sie ihre follikuläre Reifung abgeschlossen haben verlassen sie die B-Zone durch vermehrte S1P1-Expression und erreichen die Marginalzone. Da sie aber weniger Integrine als MZB exprimieren können sie sich dort nicht niederlassen, sondern mit dem Blutfluss weggetragen, dadurch kehren sie in die Zirkulation zurück. Dieser Prozess wird als Rezirkulation bezeichnet.
Quellen: de.wikipedia.org
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