30. Общая характеристика метаболизма нервной системы.

В клетках головного мозга практически единственным источником энергии, который должен поступать постоянно, является глюкоза. Только при продолжительном голодании клетки начинают использовать дополнительный источник энергии – кетоновые тела. Запасы гликогена в клетках головного мозга незначительны.

ЖК, к-ые в плазме крови транспортируются в виде комплекса с альбумином, не достигают клеток головного мозга из-за гематоэнцефалического барьера.

АМК не могут служить источником энергии для синтеза АТФ, поскольку в нейроннах отсутствует глюконеогенез.

В клетках ЦНС наиболее энергоемким процессом, потребляющим до 40% производимого АТФ, является функционирование транспортной Na⁺/K⁺-АТФ-азы клеточных мембран. Активный транспорт ионов Na⁺ и K⁺ компенсирует постоянный поток ионов через ионные каналы. АТФ используется для многих биосинтетических реакциях.

В тканях мозга интенсивно протекают метаболические превращения АМК (окислительное дезаминирование, трансаминирование и др.).

В особенности важной для нормального функционирования головного мозга является реакция декарбоксилирования, в результате к-ой образуется гамма-аминомасляная кислота и биогенные амины.

Особенности обмена липидов.

Нервная ткань отличается высокой интенсивностью обмена липидов в период развития организма и относительной стабильностью обмена у взрослого

Особенности белкового обмена.

Поступление аминокислот из крови в клетки мозга зависит от особенностей клеток и от гематоэнцефалического барьера. Способность клеток нервной ткани к накоплению аминокислот ограничена.

Преобладающими аминокислотами в клетках нервной ткани являются глутаминовая и аспарагиновая кислоты и их производные (N-ацетиласпарагиновая, глутамин, глутатион) и ГАМК. В более высокой концентрации в мозге, по сравнению с другими клетками, находятся таурин (для него даже есть специальная система транспорта), цистатионин. Некоторые аминокислоты мозга выполняют функции нейромедиаторов (глицин, глутаминовая кислота) или используются для их синтеза (тирозин - для дофамина и норадреналина, триптофан - для серотонина, глутаминовая кислота - для ГАМК).

Гипоксия мозга вызывает деполяризацию нейрональной мембраны, которая приводит к высвобождению глутамата. Это ведет к перевозбуждению одного из 5 глутаматных рецепторов на прилежащих нейронах, в результате чего большие количества Са²⁺ и Na⁺ устремляются в клетку, вызывая её повреждение и гибель.

Последующее формирование высокой концентрации Са²⁺ внутри клетки осуществляется благодаря следующим механизмам:

• увеличение внутриклеточного Na⁺ активирует переносчики Na⁺ / Са²⁺;

• деполяризация активирует потенциало-зависимые Са²⁺ каналы;

• под влиянием инозитол трифосфата Са²⁺ поступает в цитозоль из эндоплазматического ретикулума.

Все три механизма благоприятствуют созданию такого уровня Са2+ внутри клетки, который стимулирует дополнительное высвобождение глутамата, активирующего все новые близлежащие нейроны.

Высокий уровень внутриклеточного Са2+ активирует Са2+ -зависимые нуклеазы, протеазы и фосфолипазы. Усиленное расщепление фосфолипидов ведет к образованию фактора, активирующего тромбоциты и усиленному высвобождению арахидоновой кислоты. Образующиеся из арахидоновой кислоты эйкозаноиды могут вызывать сужение сосудов, усугубляя тромбоз. К тому же последующий метаболизм эйкозаноидов ведет к образованию свободных радикалов кислорода, которые вызывают перекисное повреждение липидов мембран нейронов. Поскольку в вышеназванной серии событий глутамату принадлежит решающая роль, весь процесс получил название "глутаматный каскад".