1. Аминокислоты и их производные:

(таурин, ДОФАмин, ГАМК, глицин, ацетилхолин, гомоцистеин, адреналин, серотонин, гистамин)

2. Пептиды

•функционируют только в высших отделах нервной системы

•Выполняют одновременно функцию нейромедиаторов и гормонов

•Передают информацию от клетки к клетке по системе циркуляции

Пептиды

•Нейрогипофизарные гормоны (вазопрессин, либерины, статины)

•Опиатоподобные пептиды – эндорфины (вызывают обезболивание, действуя на те же рецепторы, что и опиаты (морфин)

•Пептиды сна

•Пептиды памяти (скотофобин, белок S-100)

Образуются пептиды в результате реакций ограниченного протеолиза, а разрушаются под действием протеиназ.

Энкефалины – эндогенные антистрессовые биорегуляторы обладают отчётливым противошоковым эффектом.

Белки миелиновой оболочки

Основной белок Протеолипидная белковая фракция Кислый протеолипид

Липиды

Находятся в клеточных и субклеточных мембранах нейронов и в миелиновых оболочках. На фосфоглицериды приходится 60% от всех липидов в сером веществе и 40% в белом веществе. В белом веществе холистерина, сфингомиелинов, цереброзидов больше, чем в сером веществе.

Функции липидов нервной ткани

1.Структурная – липиды входят в состав клеточных мембран нейронов

2.Липиды обеспечивают надёжную электрическую изоляцию

3.Защитная – ганглиозиды являются антиоксидантами и защищают ткань мозга при повреждении от перекисного окисления липидов

4.Регуляторная – фосфотидилинозиты являются предшественниками биологически активных веществ

Энергетический обмен головного мозга

Головной мозг хорошо снабжается кровью и имеет интенсивный энергетический обмен. При спокойном состоянии организма мозг утилизирует около 20% поглощенного кислорода и 60% глюкозы, которая полностью окисляется до СО2 и Н2О в цитратном цикле и путем гликолиза.

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.

Зависимость головного мозга от глюкозы означает, что резкое падение уровня глюкозы в крови, например, в случае передозировки инсулина у диабетиков, может стать опасным для жизни.

Нейромедиаторы и нейрогормоны

Нейромедиаторы — короткоживущие вещества локального действия; они выделяются в синаптическую щель и передают сигнал соседним клеткам.

Нейрогормоны — долгоживущие вещества дальнего действия, поступающие в кровь. Однако граница между двумя группами достаточно условная, поскольку большинство медиаторов одновременно действует как гормоны.

Химическое строение

Наиболее известным и часто встречающимся нейромедиатором является ацетилхолин, сложный эфир холина и уксусной кислоты. К нейромедиаторам относятся некоторые аминокислоты, а также биогенные амины, образующиеся при декарбоксилировании аминокислот.

Норадреналин действует на адренэргические рецепторы. Повышение цАМФ приводит фосфорилированию белков постсинаптической мембраны

Дофамин, серотонин, ГАМК.

Депрессия связана с недостатком катехоламинов. Нарушение обмена серотонина может быть причиной возникновения психических заболеваний. Острый стресс приводит к снижению серотонина в синаптической щели. При болезни Паркинсона в полосатом теле мозга снижено содержание дофамина.

ГАМК – медиатор торможения. При недостатке ГАМК у детей после рождения возникают судороги.

Глицин – медиатор торможения, подобный ГАМК. Функционирует в синапсах спинного мозга.

93. Биохимия мышечной ткани. Важнейшие белки мышц. Креатин, креатин-фосфат, креатинин, их синтез и биологическая роль.

Белки саркоплазмы миоглобин, белки–ферменты

Белки миофибрилл

Сократительные белки: миозин, актин, актомиозин

Регуляторные белки: тропомиозин, тропонин

Белки стромы эластин, коллаген

Миоглобин

• Дыхательный белок мышц.

• Гемопротеин

• содержит 153 аминокислотных остатка.

• Основная функция – перенос кислорода в мышцах.

• Состоит из 1 полипептидной цепи, уложенной в пространстве в виде глобулы.

Миозин

• Составляет 50 – 55% от массы миофибрилл.

• Фибриллярный белок.

• Период полураспада – 20 дней.

• Состоит из 2 тяжелых цепей (мол. масса 200 000 Да) и 4 легких цепей (мол. масса 20 000 – 25 000 Да)

• Активные центры головки миозина обладают АТФ-азной активностью:

АТФ + Н2О → → АДФ + Рн + Е

Актин

• Составляет 20% от массы миофибрилл.

• Небольшой глобулярный белок.

• Состоит из 1 полипептидной цепи (374 аминокислотных остатка).

• Молекула глобулярного актина способна к спонтанной агрегации, образуя фибриллярный актин

Тропомиозин

• фибриллярный белок. состоит из 2 α-спиралей.

• на 1 молекулу тропомиозина приходится 7 молекул актина.

• молекула тропомиозина закрывает активные центры связывания актина

Тропонин

• Глобулярный белок.

• В состав входят 3 субъединицы:

• Тн-Т – тропомиозинсвязывающая субъединица – отвечает за связь с тропомиозином

• Тн-С – кальцийсвязывающая субъединица – обладает сродством к ионам Са2+

• Тн-I – ингибиторная субъединица – ингибирует АТФ-азную активность, препятствуя взаимодействию актина и миозина

Особенности энергетического обмена в мышечной ткани

Источники энергии

1.Реакции субстратного фосфорилирования (креатинкиназная реакция)

2.Аденилаткиназная (миокиназная) реакция

3.Гликолиз и гликогенолиз

4.Окислительное фосфорилирование

Креатинкиназная реакция

Преимущества:

• Самый быстрый способ синтеза АТФ (каждая молекула креатинфосфата образует 1 молекулу АТФ)

• Максимально эффективен

• Не требует кислорода.

• Включается мгновенно.

• Не дает побочных продуктов.

• Креатин мышц резервирует энергию в макроэргических связях и передает эту энергию для участия в акте мышечного сокращения

Недостаток: малый резерв субстрата (на 20 секунд работы)

Биосинтез и распад креатина Креатин и креатининфосфат

– важные азотистые вещества мышцы.

Находится креатин в мышцах, ткани мозга, миокарде в свободном состоянии и в форме фосфокреатина.

При переходе от покоя к работе мышцы сначала используют АТФ, образующийся из креатинфосфата – это наиболее быстрый путь генерации АТФ.

Синтез креатина

Первая стадия синтеза креатина протекает в почках под действием глицин-амидинотрансферазы.

Вторая стадия – метилирование - протекает в печени.

В мышцах имеется высокоэнергетическое вещество – креатинфосфат.

Креатинин образуется в результате неферментативного дефосфорилирования креатинфосфата.

Содержание в плазме крови

В плазме крови в небольших количествах содержатся креатин и креатинин. Содержание креатинина в плазме крови - 44-100 ммоль/л у мужчин, у женщин - чуть меньше. С мочой креатин выделяется только у детей, у взрослых – креатинин. При болезнях почек с нарушением фильтрации выделение креатинина уменьшается, а его количество в крови увеличивается. В норме суточное выделение креатинина с мочой пропорционально мышечной массе.

Диагностическое значение уровень креатинина в сыворотке – чувствительный показатель состояния функции почек, снижение выделение креатинина с мочой наблюдается при гипертиреозе и прогрессирующей мышечной дистрофии в связи со снижением скорости синтеза креатина.

Повышение выделения креатина наблюдается при переохлаждении организма. заболеваниях скелетной мускулатуры (при нарушении трофики и структуры мышц), при этом креатинурия сопровождается снижением содержания креатинина в моче, что связано с нарушением механизма превращения креатина в креатинин.

Аденилаткиназная реакция

•Реакция идет только в мышечной ткани!

2 АДФ → АТФ + АМФ

Гликолиз и гликогенолиз

Преимущества:

•Не требует присутствия кислорода

•Большой резерв субстратов

•Используется гликоген мышц и глюкоза крови

Недостатки:

•Небольшая энергоэффективность

•Накапливаются недоокисленные продукты (лактат)

•Гликолиз начинается лишь через 10 – 15 секунд после начала мышечной работы

Окислительное фосфорилирование

Преимущества:

•Наиболее энергетически выгоден (например, при окислении 1 молекулы глюкозы получается 38 АТФ)

•Имеет самый большой резерв субстратов (глюкоза, гликоген, глицерин, кетоновые тела)

•Продукты распада (СО2 и вода) безвредны

Недостатки:

• Требует большого количества кислорода