9.2. Роль нервової системи в регуляції обміну речовин

Структурним елементом нервової системи є нервова клітина - нейрон. Нейрони з'єднуються між собою і з різними органами і тканинами за допомогою відростків. Між відростками нервових клітин, що передають і сприймають сигнали, існують проміжки, заповнені міжтканинною рідиною, що називаються "сінапси". У них знаходяться хімічні сполуки - "передавачі" – нейромедіатори, за допомогою яких здійснюється передача сигналу з одного нейрона на інший. Одні нейромедіатори активують порушення обміну речовин і функції у відповідній системі, інші - обумовлюють гальмування.

До нейромедіаторів, що збуджують діяльність нервової системи, відносяться ацетилхолін, норадреналін, адреналін, дофамін, серотонін, гістамін; що гальмують - -аміномасляна кислота (ГАМК), гліцин.

Ацетилхолін - це один з найбільш універсальних медіаторів. Він синтезується з холіну і ацетил-КоА при участі ферменту холінацетилтрансферази, а також іонів Mg₂⁺, К⁺ і Са₂⁺.

Ацетилхолін збуджує нейрони, що регулюють рухи кісткових м'язів і функцію деяких відділів центральної нервової системи.

Нервові закінчення, що містять ацетилхолін, називають холінергичними. У них знаходяться не тільки ферменти, що забезпечують синтез ацетилхоліну, але і фермент, який каталізує його розпад – ацетилхолінестераза (АХЕ).

У результаті розщеплення ацетилхоліну припиняється його медіаторна функція. Таким чином, від активності АХЕ залежить динаміка вмісту ацетилхоліну в нервовій системі, а отже, і її регуляторний вплив на різні органи.

Норадреналін - один з високоактивних медіаторів, особливо в передачі нервових імпульсів у периферичній нервовій системі. Він утворюється з амінокислоти тирозин.

Концентрація норадреналіну в нервовій тканині залежить від інтенсивності його утворення і швидкості руйнування ферментом моноаміноксидазою.

Серотонін (5-окситриптамін). Активність нейромедіатору серотоніну зв'язують з функцією вищої нервової діяльності. Молекулярні механізми функцій серотоніну ще недостатньо вивчені. Встановлено, що в малих концентраціях він підвищує збудливість нервових вузлів (гангліїв), а у великих - знижує активність ацетилхолінестерази мозку і викликає гальмування передачі нервового порушення через центральні сінапси. Було виявлено і гнітючу дію серотоніну на тканинне дихання і біосинтез АТФ. Він викликає спазм артеріол, а також бере участь у центральній регуляції артеріального тиску, температури тіла, дихання, ниркової фільтрації (має антидіуретичну дію). Серотонін відносять до радіопротекторів у зв'язку з його здатністю реагувати з вільними радикалами, що утворюються в тканинах при опроміненні.

Джерелом серотоніну є амінокислота триптофан. Спочатку він окисляється з утворенням окситриптофану, що потім піддається ферментативному декарбоксилюванню при участі вітаміну В₆ з утворенням 5-окситриптаміну (серотоніну).

Дофамін (ДОФА). Нервові клітини, що містять медіатор дофамін, беруть участь у контролі рухів м'язів. ДОФА є попередником норадреналіну і адреналіну. Його джерелом в організмі є тирозин, що під дією специфічної гідролази перетворюється в 3,4-диоксифенілаланін (дофамін).

Гістамін. Цей медіатор розширює дрібні судини (артеріоли і капіляри), регулює тонус гладких м'язів, підсилює секрецію соку в шлунку. Гістамін утворюється з амінокислоти гістидину при участі вітаміну В₆.

Усунення надлишку гістаміну відбувається за допомогою ферменту гістамінази, що викликає його дезамінування. Інактивація гістаміну здійснюється шляхом метилювання його імідазольного кільця з утворенням 1,5-метилгістидину, а також у результаті ацетилування (у реакції з ацетил-КоА) і зв'язування з клітинними білками.

-Аміномасляна кислота (ГАМК). Вона викликає гальмування в центральній нервовій системі. ГАМК має гальмуючу дію на дендрити нейронів головного і спинного мозку. Даній кислоті належить важлива роль в енергетичному обміні мозку. ГАМК утворюється при декарбоксилюванні глутамінової кислоти.

У свою чергу глютамінова кислота утворюється з -кетоглутарової кислоти, що є найважливішим субстратом циклу трикарбонових кислот.

Гліцин - це медіатор гальмуючої дії в спинному мозку та у стовбурі головного мозку. Утворюється із серину під дією ферменту, що містить похідне фолієвої кислоти - тетрагідрофолієву кислоту (ТГФК).