1. Специфические особенности метаболизма соединительной ткани и его регуляция. Изменения соединительной ткани при старении, коллагенозах, мукополисахаридозах.

Рост, развитие и наступающий затем процесс старения сопровождаются значительными изменениями в соединительной ткани. В биохимическом аспекте они сводятся к следующему:

1. Содержание кератансульфатов в соединительной ткани постепенно возрастает, а хондроитинсульфатов и гиалуроновой кислоты - снижается.

2. Количество основного вещества с возрастом уменьшается, а содержание коллагеновых волокон - увеличивается.

3. Снижается количество поперечных связей в эластине и уменьшается эластичность соединительно-тканных образований.

4. Количество поперечных связей в коллагене, напротив, увеличивается, вследствие чего увеличивается прочность коллагенового волокна и умень-шается доступность его коллагеназе.

5. В процессе старения замедляется интенсивность метаболизма компонентов соединительной ткани.

6. Уменьшается концентрация гидроксипролина в сыворотке крови и суточная экскреция его с мочой.

7. В составе коллагеновых и эластических волокон увеличивается содержание кальция, что ведёт к ригидности некоторых видов соединительной ткани.

8. Количество связанной воды уменьшается, что приводит к снижению тургора тканей.

Структура и функции соединительной ткани могут нарушаться в патологии, в частности, при мукополисахаридозах и коллагенозах.

Мукополисахаридозы - группа тяжёлых наследственных заболеваний, связанных с генетически обусловленным отсутствием одного из ферментов, участвующих в катаболизме ГАГ или протеогликанов, которые при этом накапливаются в лизосомах, что приводит к развитию тяжёлых клинических проявлений. При некоторых видах мукополисахаридозов происходит выделение с мочой нерасщеплённых фрагментов ГАГ. Клиническая симптоматика различных видов мукополисахаридозов имеет свои особенности, но всех их объединяет нарушение умственного и физического развития ребёнка, деформации скелета, помутнение роговицы, нарушение структуры и функций различных соединительнотканных структур, сокращение продолжительности жизни. В настоящее время эти заболевания не поддаются лечению, но они могут быть диагностированы в период беременности путём определения активности соответствующих ферментов в клетках амниотической жидкости.

Коллагенозы - группа заболеваний, при которых повреждаются все структурные компоненты соединительной ткани: клетки, волокна, основное вещество. К коллагенозам относятся ревматизм, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, системная склеродермия, узелковый периартериит, дерматомиозит. Коллагенозы являются следствием не только генетических нарушений, но и могут иметь приобретённый характер.

1. Химический состав нервной ткани; особенности химического состава белого и серого вещества головного мозга.

Биохимия нервной системы изучает химический состав нервной ткани и особенности ее метаболизма. Специфика нервной ткани определяется гематоенцифаличним барьером (ГЭБ). Он обеспечивает избирательную проницаемость различных метаболитов и способствует накоплению отдельных веществ в нервной ткани, поэтому ее внутренняя среда значительно отличается по химическому составу от других тканей. Характерные особенности нервной ткани определенные ее функциями в целом организме и проявляются в ее химическом составе и метаболических процессах, ей присущи.

Серое вещество головного мозга представлена ​​преимущественно телами нейронов, белая — аксонами, поэтому эти отделы различаются по химическому составу.

Серое вещество содержит больше воды. Доля сухого остатка в ней составляет 16%, половину составляют белки, треть — липиды. Белое вещество мозга отличается меньшим количеством воды (70%) и большим содержанием сухого остатка (30%), в котором липидов вдвое больше, чем белков.

2. Углеводный, белковый и липидный состав нервной ткани. Биохимический состав и особенности строения миелиновых оболочек.

Миелиновые структуры характерны только для нервной ткани. Типичными липидами миелина являются: холестерол, сфинголипиды, фосфолипиды. В эмбриональный период развития количество миелина в мозге незначительное, но сразу после рождения синтез миелина значительно увеличивается. Миелиновая оболочка, образовавшаяся вокруг нервных волокон, остается стабильной на протяжении всей жизни. Специфическая природа липидов нервной ткани определяет ее характерные особенности. В составе липидов нервной ткани отсутствуют нейтральные жиры, низкая концентрация жирных кислот, значительное количество сложных фосфо и гликолипидов. Белая и ​​серая вещества мозга различаются по качественному составу липидов. В сером веществе на долю фосфолипидов приходится около 60% от общего содержания липидов, в белой — 40%. В белом веществе количество холестерола, сфингомиелины, цереброзидов выше, чем в сером веществе мозга ..

Холестерол синтезируется в мозге лишь в период его интенсивного развития. В мозге взрослых людей этот процесс не происходит из-за очень низкой активности ключевого фермента синтеза холестерина — ОМГКоАредуктазы. Эфиры холестерина локализуются только в участках интенсивной миелинизации.

Липиды нервной ткани образуют с белками сложные протеолипидным комплексы.

Основные функции липидов мозга:

— структурная — образуют клеточные мембраны нейронов, является составной миелина;

— диэлектрическая — обеспечивают электрическую изоляцию за счет миелина;

— защитная — ганглиозиды как антиоксиданты ингибируют перекисное окисление липидов;

— регуляторная — инозитфосфатиды участвуют в передаче гормонального сигнала

3. Особенности углеводного и энергетического обмена нервной ткани

Особенности энергетического обмена.

1. В ткани головного мозга очень высока интенсивность дыхания. Мозг потребляет кислород больше, чем постоянно функционирующий миокард, на 20% больше покоящиеся мышцы. 20 - 25% всего кислорода приходится на долю головного мозга, у детей грудного возраста -50%. Из этого следует особая важность адекватного кровоснабжения нервной ткани. Прекращение кровоснабжения ГМ 6 -8 секунд приводит к потере сознания.

2. Основным субстратом окисления является глюкоза. ДЫХ. КОЭФ.=V(СО2)/V(О2)=1,0 Мозг это единственный орган, использующий в качестве источника энергии исключительно глюкозу.

3. До 70% АТФ используется для поддержания ионных градиентов (удаление натрия из клетки).

ОСОБЕННОСТИ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА. Исходный субстрат окисления - глюкоза. 85% окисляется аэробно. Функция головного мозга зависит от концентрации глюкозы в крови. ГИПОГЛИКЕМИЯ ведёт к судорогам, смерти. 0,1% гликогена обновляется в ткани мозга за 4 часа. Распад идет двумя путями: ФОСФОРОЛИТИЧЕСКИМ и ГИДРОЛИТИЧЕСКИМ. При нарушении обмена углеводов нарушается функция головного мозга. Эффект снотворных веществ связан с торможением окисления углеводов. Недостаток витамина BI ведёт к нарушению углеводного обмена и полиневритам.

4. Особенности обмена веществ мозговой ткани.

Особенности метаболизма нервной ткани. Интенсивность обновлениябогатых энергией фосфорных соединений в головном мозгу очень велика, поэтому содержание АТФ и креатинфосфата в мозговой тканихарактеризуется значительным постоянством. Прекращение доступа кислорода (даже на 10-15 с вследствие нарушения кровоснабжения мозга) повреждает энергетику нервных клеток. Это выражается наступлением обморочного состояния. При нормальных условиях энергетические потребности зрелого мозга обеспечиваются почти полностью за счет гликолиза. У человека (в состоянии покоя) на долю мозга приходится приблизительно 20% потребления О2, в то время как масса мозга составляет лишь 2% от массы тела.

5. Молекулярные основы синоптической передачи и возможные нарушения.

По нервной клетке информация распространяется в виде потенциалов действия. Передача ее к соседней клетке происходит через морфологически специализированные контакты–синапсы. В нервной и большинстве других тканей (но не в синцитиях) плазматические мембраны прилежащих друг к другу клеток не сливаются и их внутренние пространства напрямую между собой не сообщаются: следовательно, потенциал действия не преодолевает синапс автоматически. Для синаптической передачи необходимы специальные механизмы. В химических синапсах требуется особое вещество–медиатор, а в электрических синапсах–специфическое распределение токов. Синапсы первого типа особенно интересны, поскольку они обеспечивают очень сложные взаимодействия клеток, а кроме того связаны с рядом патологических процессов и изменяют свои свойства под влиянием некоторых лекарственных средств. Поэтому именно химические синапсы мы рассмотрим особенно внимательно.

.1. Химическая синаптическая передача

На рис. 3.1 схематически показаны важнейшие компоненты химического синапса. Потенциал действия деполяризует «пресинаптическое» окончание нервной клетки; это вызывает локальное высвобождение из него «медиатора»(вещества–посредника) в синаптическую щель между пре– и постсинаптической клетками. Медиатор диффундирует к плазматической мембране постсинаптической клетки. Там он связывается со специфическими рецепторами;

в результате в мембране открываются ионные каналы. Проходящие через них ионные токи изменяют мембранный потенциал постсинаптической клетки–например, деполяризуют ее до порогового уровня, при котором возникает потенциал действия.

Такое общее описание химической синаптической передачи необходимо дополнить деталями. Рассмотрим сначала наиболее изученный тип синапса – двигательную концевую пластинку.

Двигательная концевая пластинка мышцы

Места окончаний двигательных нервов на мышечных волокнах различимы под лупой; они называются «концевыми пластинками». Морфологические детали этих аксонных терминалей и постсинаптической области представлены на рис. 3.13; мы обсудим их позднее. Во время стимуляции мотонейрона микроэлектрод, введенный в концевую пластинку мышечного волокна (рис. 3.2; расстояние 0 мм), регистрирует потенциал концевой пластинки  быстро нарастающую деполяризацию, за которой следует возвращение к потенциалу покоя с постоянной времени около 5 мс; эта константа примерно соответствует времени разряда мембранной емкости (см. рис. 2.16). При удалении введенного в мышечное волокно микроэлектрода от концевой пластинки (рис. 3.2) регистрируемый потенциал снижается, а его длительность увеличивается. Следовательно, он ведет себя как электротонический потенциал, вызываемый локальным импульсом тока (см. рис. 2.17

6. Регуляторные пептиды мозга. Опиоидные пептиды мозга. Их механизм действия.

Регуляторные пептиды (РП) — это универсальные эндогенные биорегуляторы клеточных  функций в организме. Они являются частью сложнейшей системы специализированных молекул-сигнализаторов — переносчиками информации между клетками организма. Их основная функция — интеграция нервной, эндокринной и иммунной системы в единый функциональных континуум. Кроме этого, они могут выполнять функции нейромодуляторов и гормонов. Классификация РП учитывает их химическую структуру, физиологические функции и происхождение. Одно из основных затруднений данной классификации РП в их полифункциональности, вследствие чего невозможно выделить одну или даже несколько главных функций у конкретного субстрата. На основе приведенных выше критериев выделено более 20 семейств РП, представленных в таблице 1.

С учетом физиологических и биохимических свойств регуляторных пептидов, И.П. Ашмарин (2005) предложил их подразделять на три класса:

• РП I класса обладают дистантным действием и высоким сродством к рецепторам и по основным свойствам схожи с олигопептидными гормонами: вазопрессин, окситоцин, соматостатин, эндогенные опиаты и др.

• РП II класса обладают дистантным действием и относительно низким сродством к рецепторам; синтезируются из неспецифических белков (коллаген, эластин): гидропролины, энтеростатины и др.

• РП III класса включают в себя пептиды локального действия (органного и тканевого), например, нейротрофины.

7. Нейромедиаторы, их виды.

нейромедиаторы – это вещества, образующиеся в пресинаптических нервных окончаниях, хранящиеся там в особых везикулах, выделяющиеся из нервных окончаний под действием нервного импульса в синапс, связывающиеся со специфическим рецептором на постсинаптической мембране и имеющие механизмы для быстрого удаления медиаторов из синаптической щели. В роли медиаторов выступают ацетилхолин, дофамин, норадреналин, серотонин, ГАМК, глицин и некоторые другие вещества. В зависимости от эффектов на постсинаптической мембране нейромедиаторы делят на возбуждающие и тормозные. К возбуждающим нейромедиаторам относят ацетилхолин, дофамин, серотонин, глутаминовую кислоту, норадреналин. В некоторых синапсах в качестве возбуждающего нейромедиатора могут выделяться пурины, АТФ, некоторые нейропептиды. К тормозным нейромедиаторам относят гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) и глицин. Критерии нейромедиаторов: 1) вещество должно синтезироваться и накапливаться в пресинаптических нервных окончаниях, из которых должно выделяться в ответ на деполяризацию; 2) выделившийся нейромедиатор должен оказывать постсинаптическое действие путем взаимодействия со специфическим постсинаптическим рецептором; 3) вещество должно или разрушаться в синаптической щели, или удаляться из нее с помощью механизма обратного захвата; 4) введение этого вещества в нервную ткань должно оказывать такое же действие, как и эндогенное вещество.

8. Дайте характеристику ацетилхолина как одного из основных медиаторов периферической нервной системы. Его обмен в организме.

Каков источник огромного избытка ацетилхолина, наблюдаемого при отравлении ФОС Колхоун [26, 28] высказал предположение, что ацетилхолин может образовываться двумя путями — при освобождении из связанного состояния во время синаптической передачи (в обычных условиях он подвергается гидролизу холинэстеразой) и путем его синтеза заново, который не связан с нервной деятельностью. Колхоун показал, что у американского таракана имеют место оба пути в виде последовательныхфаз (рис. 42). После отравления ТЭПФ наблюдалось небольшое переходящееповышение содержания ацетилхолина в нервных цепочках, которое исчезало через 4 час. Это было связано с освобождением ацетилхолина внервной системе, причем снижение уровня ацетилхолина наблюдалось к тому времени, когда повышенная возбудимость сменялась параличом. После этого содержание ацетилхолина постепенно возрастало до огромных размеров и начинало снижаться лишь через 2 суток, когда происхо- 

10. Дайте характеристику адреналину и норадреналину как нейромедиаторов. Особенности их обмена.

11. Адреналин - основной гормон мозгового вещества надпочечников, образующийся здесь в результате ферментативного синтеза из норадреналина и накапливающийся в хромаффинных клетках. Секретируется в состояниях стресса, кровопотерь и обеспечивает повышение артериального давления за счёт сужения сосудов кожи, желудочно-кишечного тракта и скелетной мускулатуры, увеличивает коронарный кровоток, усиливает и учащает сердечные сокращения, повышает уровень глюкозы крови. 

12. Норадреналин - нейромедиатор и гормон. Образуется в симпатических нервных окончаниях, мозговом веществе надпочечников, центральной нервной системе из дофамина. Участвует в адренергической регуляции функций органов и тканей со стороны симпатической нервной системы, выполняет функции нейромедиатора в центральной нервной системе, является вторым гормоном мозгового вещества надпочечников. Действует во многом синергично с адреналином.

13. Дайте характеристуку дофамину и серотонину как нейромедиаторов ЦНС. Особенности их обмена. Возможные патологии.

Дофамин - нейромедиатор центральной нервной системы, а также медиатор ненервной локальной (паракринной) регуляции в ряде периферических органов (в том числе слизистой желудочно-кишечного тракта, почках), предшественник норадреналина и адреналина в ходе их синтеза.

Серотонин играет роль нейромедиатора в ЦНС. Серотонинергические нейроны группируются в стволе мозга: в варолиевом мосту и ядрах шва. От моста идут нисходящие проекции в спинной мозг, нейроны ядер шва дают восходящие проекции к мозжечку, лимбической системе, базальным ганглиям, коре. При этом нейроны дорсального и медиального ядер шва дают аксоны, различающиеся морфологически, электрофизиологически, мишенями иннервации и чувствительностью к некоторым нейротоксичным агентам, например, метамфетамину. Серотонин облегчает двигательную активность, благодаря усилению секреции субстанции Р в окончаниях сенсорных нейронов путём воздействия на ионотропные и метаботропные рецепторы.

Серотонин наряду с дофамином играет важную роль в механизмах гипоталамической регуляции гормональной функции гипофиза. Стимуляция серотонинергических путей, связывающих гипоталамус с гипофизом, вызывает увеличение секреции пролактина и некоторых других гормонов передней доли гипофиза — действие, противоположное эффектам стимуляции дофаминергических путей.

Серотонин также участвует в регуляции сосудистого тонуса.

Избыток серотонина может быть потенциально опасен, вызывая последствия, известные как серотониновый синдром. Такая критическая концентрация серотонина зачастую является следствием параллельного применения антидепрессантов классов ингибиторов моноаминооксидазы и селективных ингибиторов обратного захвата серотонина^[5].

14. Дайте характеристику ГАМК и глицину как основным тормозным нейромедиаторам ЦНС. Особенности их обмена.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) широко распространена в ЦНС млекопитающих, она выявляется примерно в 50% всех нервных окончаний мозга. ГАМК — основной тормозный нейромедиатор мозга. Обнаружена в локальных сетях интернейронов, которые очень разнообразны по форме и функциям. Кроме того, ГАМК присутствует в некоторых ассоциативных волокнах, например, связанных с базальными ганглиями, включая проекции от стриатума к бледному шару и черной субстанции ствола мозга. ГАМК-ергические нейроны (клетки Пуркинье) обнаружены и в коре мозжечка.  Синтез ГАМК связан с глутаматом. Она образуется путем декар- боксилирования глутамата под действием глутаматдегидрогеназы. Выброшенная в синаптическую щель (путем экзоцитоза) ГАМК после взаимодействия с рецепторами транспортируется с помощью си стемы высокоаффинного захвата в глиальные клетки. Здесь она превращается в глутамат, а затем в глутамин, который возвращается в нейроны и служит предшественником для синтеза новых молекул нейромедиатора. Однако основной путь инактивации ГАМК — нейрональный захват его пресинаптическим окончанием.  Функции ГАМК-ергической системы в ЦНС. ГАМК, тормозный медиатор, вызывает гиперполяризацию постсинаптической мембраны, в результате чего снижается нейрональная активность целевой клетки. Широкое распространение ГАМК-ергических синапсов свидетельствует о важности процессов торможения для нормального функционирования ЦНС. Экспериментальная блокада ГАМК-ергической передачи или ее нарушение в патологических случаях вызывают неконтролируемые нейрональные разряды и судороги. С нарушением ГАМК-ергической системы тесно связаны проявления эпилепсии, паркинсонизма и некоторых других поражений экстрапирамидной системы. ГАМК-ергическая система принимает участие в формировании эмоционального поведения.  Однако роль ГАМК не сводится исключительно к угнетению возбуждения в ЦНС. Тонические тормозные входы могут трансформировать активность целевых клеток, обеспечивая пространственную и временную интеграцию возбудительных входов, что лежит в основе механизма обработки информации. Более того, в нейронных сетях тормозные взаимодействия могут быть организованы таким образом, чтобы обеспечивать обратные тормозные связи (рекуррентное торможение), что лежит в основе формирования осцилляторной активности. Контролируя временные параметры разрядов множества клеток, тормозные интернейроны синхронизируют активность нейронных популяций и даже увеличивают эффект возбудительных входов. И наконец, несмотря на то что в мозге взрослого человека ГАМК выполняет функцию тормозного медиатора, в развивающемся мозге она обеспечивает возбудительные процессы, что принципиально важно для развития нервной системы.  Рецепторы. Различают два типа ГАМК-рецепторов: бикукуллин- чувствитпелъные (ГАМКЛ) и баклофен-чувствителъные (ГАМКВ). Их антагонистом является соответственно бикукуллин и баклофен. 

15. Виды рецепторов нервной системы.

Рецепторы (лат. receptor принимающий) — специализированные чувствительные образования, реагирующие на адекватные для организации стимулы (раздражители). Различают сенсорные и клеточные рецепторы. Сенсорные рецепторы человека и высших животных и приспособлены для восприятия раздражителей внешней (экстерорецепторы, или дистантные, рецепторы) и внутренней (интерорецепторы) среды организма. Эти рецепторы являются периферическим звеном анализаторов. Во многих случаях они представляют собой сложно устроенный вспомогательный аппарат, зависимости от типа воспринимаемого раздражителя (механического, химического, температурного, светового) рецепторы делят на механорецепторы, хеморецепторы, терморецепторы, фоторецепторы и т.п. Выделяют также осморецепторы, которые реагируют на изменения осмотического давления жидких сред организма, барорецепторы — они реагируют на изменение АД, тензорецепторы, реагирующие на растяжение тканей или органов, в которых они расположены (проприорецепторы опорно-двигательного аппарата — мышечные веретена, сухожильные рецепторы). В сенсорных рецепторы происходит преобразование энергии различных раздражителей в биоэлектрические сигналы, которые по афферентным нервным волокнам в виде волны возбуждения передаются в ц.н.с., где подвергаются соответствующей обработке. Сенсорные рецепторы по структурным особенностям делят на первично- и вторично-чувствующие рецепторы. В первично-чувствующих рецепторы в восприятие раздражителя осуществляется непосредственно (т.е. первично) нервными окончаниями сенсорного нейрона. У вторично-чувствующих рецепторы между раздражителем и сенсорным нейроном находится специализированная клетка, из которой при действии раздражителя выделяется медиатор, действующий непосредственно на воспринимающие окончания сенсорного нейрона. К рецепторам первого типа относятся нервно-мышечные и нервно-сухожильные веретена и обонятельные нервные клетки, к рецепторам второго типа — рецепторы органов зрения, слуха, вкуса, вестибулярного аппарата и др. Многие рецепторы имеют вспомогательный аппарат различной степени сложности, например капсула у инкапсулированных тканевых рецепторов, звукопроводящие структуры органа слуха и т.д. Важнейшей характеристикой рецепторов является их высокая чувствительность к действию адекватного раздражителя. Наименьшая сила раздражителя, вызывающая возбуждение рецептора и его проведение по афферентным нервным волокнам характеризует абсолютный порог чувствительности рецепторы. На его величину могут влиять различные биологически активные вещества, приносимые к рецептору с кровью, деятельность нервной системы и т.д. К клеточным рецепторам в биохимии, фармакологии, иммунологии относят молекулярные структуры, расположенные на поверхности мембраны клетки или внутри нее. Они избирательно связываются с гормонами, медиаторами и другими биологически активными веществами (лигандами) с последующими физиологическими и (или) биохимическими изменениями состояния панной клетки (ткани). Наиболее объективные представления о работе рецепторов можно получить при регистрации биоэлектрических потенциалов Р. и афферентных нервных волокон в процессе стимуляции рецептора адекватным раздражителем; существуют также морфологические, гистохимические, клеточно-молекулярные методические подходы к изучению рецептора. Исследование рецептора у человека проводят преимущественно с помощью психофизиологических методов. ПАТОЛОГИЯ рецептора чаще всего связана с поражением афферентных нервных волокон. Поражение может быть обусловлено токсическими воздействиями, влиянием сильных или сверхсильных раздражителей (например, яркий свет способен вызвать офтальмию, сильный звук тугоухость или глухоту). Нарушения нормальной деятельности рецептора могут быть связаны также с патологией тканей и органов, в которых они расположены. При этом патологические изменения, затрагивающие отдельные структуры вспомогательного аппарата рецептора, могут быть обратимы. Повреждения собственно рецептирующих структур чаще всего носят необратимый характер и не поддаются лечению. Нарушения клеточной рецепции играют важную роль в механизмах развития многих заболеваний человека (например, диабета сахарного, некоторых видов иммунной недостаточности). 

16. Медиаторы, их структура, роль образования и распада.

17. Биохимические основы коротковременной и долговременной памяти.