БИОХИМИЯ_ЖИДКОСТЕЙ_И_ТКАНЕЙ_ЧЕЛОВЕКА_ЧАСТЬ_3

Миозиновая регуляция сокращения осуществляется в гладких мышцах, в которых отсутствует тропониновая система; роль Tn играет одна из легких цепей миозина- (р), эта цепь миозина отличается от аналогичных цепей поперечнополосатых мышц. Эта цепь предотвращает связывание миозиновых головок с F- актином. В то же время сокращение гладких мышц, также как и поперечнополосатых, регулируется кальцием. Для того чтобы легкая цепь не препятствовала активации миозиновой АТФ-азы при взаимодействии с F- актином, она должна предварительно подвергнуться фосфорилированию. В саркоплазме гладких мышц присутствует киназа легких цепей миозина, зависимая от кальция. Для активации этого фермента требуется связывание его субъединицы с кальмодулин-4Са2+. Активированная таким образом киназа легких цепей, фосфорилирует р-цепь, которая при этом перестает ингибировать взаимодействие миозина с F-актином. Таким образом, начинается сократительный цикл.

9.Энергообеспечение в мышцах.

Источником энергии для мышечного сокращения являются молекулы АТФ, од-

нако, эндогенные запасы АТФ в мышцах, как и в других тканях, невелики, быстро истощаются. Поэтому необходимо пополнять запасы АТФ, т.е. ресинтезировать АТФ. Есть несколько способов ресинтеза:

1. Креатинкиназная реакция - сразу после распада АТФ почти мгновенно АТФ ресинтезируется за счет креатинфосфата путем передачи на АДФ богатого энергией остатка фосфорной кислоты. Реакция ускоряется креатинфосфокиназой. Однако запасы креатинфосфата незначительны. У взрослых в мышцах запаса АТФ и креатинфосфата хватает на 20-30 секунд работы.

2. Наиболее мощным источником энергии является гликоген, который распадается путем фосфоролиза, для активации этого фермента необходимы цАМФ и Са2+. Образованию цАМФ способствует адреналин, который выделяется из мозгового слоя надпочечника одновременно с ацетилхолинэстеразой под действием нервного импульса. цАМФ и Са2+, кроме того являются ингибиторами гликогенсинтетазы. В работающей мышце кислорода недостаточно, и основная масса пирувата превращается в лактат, последний с током переносится в печень, включается в глюконеогенез. Глюкоза откладывается в виде гликогена в печени, либо, освободившись от фосфата, снова попадает в кровь и возвращается в мышцу. Если необходима энергия в мышцах, глюкоза окисляется, если нет потребности в энергии, глюкоза превращается в гликоген. В аэробных условиях пируват поступает в митохондрии, подвергается окислению по общему пути катаболизма с образованием воды, углекислого газа и выделением энергии, часть которой используется в окислительном фосфорилировании, часть выделяется в виде тепла.

Источником АУК кроме углеводов могут служить СЖК, глицерин, кетоновые тела.

При истощении запасов углеводов, липидов, как источники энергии могут быть использованы некоторые аминокислоты, безазотистые остатки которых превращаются в активную уксусную кислоту или другие промежуточные продукты цикла Кребса.

51

Как аварийный выход в некоторых случаях может иметь место аденилаткиназная реакция, когда из двух молекул АДФ образуется АТФ и АМФ.

10.Особенности обмена веществ в мышечной ткани

Для скелетных мышц характерны следующие особенности метаболизма:

-анаэробное и аэробное окисление глюкозы в зависимости от условий;

-миоглобин - резервуар кислорода;

-актин, миозин, тропомиозин, тропонин, АТФ и кальций ключевые компоненты сокращения;

-Са-АТФ-аза, Са-высвобождающие каналы и кальсеквестрин -это белки, участвующие в процессе сокращения и расслабления;

-инсулин действует на скелетные мышцы, повышай захват ими глюкозы;

-глюкоза в мышцах может откладываться в виде гликогена, который является запасной формой глюкозы;

-адреналин стимулирует гликогенолиз в скелетной и сердечной мускулатуре, тогда как глюкагон не действует на эти мышцы, т.к. в них нет к нему рецепторов;

-мышцы не содержат глюкозо-6-фосфатазу, поэтому не способствуют пополнению свободной глюкозы крови;

-лактат из мышц выходит в кровь и попадает в печень, которая использует его, чтобы синтезировать глюкозу, которая может затем вернуться в мышцы (цикл Кори);

-фосфокреатин действует как энергетический запас для кратковременных нужд (в течение нескольких секунд);

-свободные жирные кислоты - важный источник АТФ, особенно при марафоне или голодании;

-скелетная мышца может утилизировать кетоновые тела, особенно при голодании;

-скелетная мышца - это место метаболизма разветвленных аминокислот, которые используются как источники энергии;

-протеолиз мышечных белков при голодании обеспечивает аминокислотами для глюконеогенеза;

-основные аминокислоты в мышцах - аланин и глутамат, используются главным образом для глюконеогенеза (аланин) для почек и кишечника (глутаминовая кислота);

11.Особенности обмена веществ в миокарде Миокард работает автоматически, по важнейшим биохимическим и

функциональным параметрам близок к скелетным мышцам. В кардиомиоцитах в 2 раза больше фосфолипидов, чем в миоцитах скелетных мышц и в 1,4 раза больше, чем в миоцитах гладких мышц. Кардиомиоциты меньше по размерам и примерно 30-40% их объема занимают митохондрии.

Нормальное функционирование сердца зависит почти исключительно от выработки АТФ при ОФ, протекающей в митохондриях и требующей наличия кислорода (прекращение поступления кислорода приводит к быстрому снижению сократительной способности миокарда). Главным энергетическим субстратом для сердца являются СЖК и кетоновые тела, за счет окисления которых миокард получает 65%-70% необходимой энергии, в меньшей степени глюкоза, лактат,

52

пируват. Под влиянием инсулина, катехоламинов, а также в условиях гипоксии

расслаблении снижается до 10-7 моль. Содержание кальция контролируется электромеханическими процессами, связывающими деполяризацию мембран клеток с активацией сокращения в результате соединения кальция с тропонином.

Основные метаболические изменения, отмечающиеся в миокарде, связаны с прекращением поступления кислорода из крови. При остром инфаркте миокарда парциальное давление кислорода быстро снижается до крайне низких значений, т.к. миокард не обладает запасами кислорода. При недостаточном поступлении кислорода прекращаются реакции, проходящие в дыхательной цепи, прекращается продуцирование АТФ. Это проявляется, прежде всего прекращением сокращений, что наблюдается уже через 1 минуту после прекращения поступления кислорода. В нормальных условиях миокард основные потребности в энергии покрывает за счет окисления СЖК. Этот процесс происходит в матриксе митохондрий, куда жирные кислоты могут попасть в комплексе с карнитином. При нехватке АТФ образование этого комплекса становится невозможным, и в цитоплазме накапливается ацетилКоА, который ингибирует нуклеозидтранслоказу, обеспечивающую перенос АТФ из митохондрий в цитоплазму и АДФ из цитоплазмы в митохондрии. При нехватке АТФ нарушаются также транспортные процессы, в частности работа Nа+-К+- АТФ-азы и Са2+-АТФ-азы. В цитоплазме кардиомиоцитов накапливаются натрий, хлор и вода. Одновременно из клетки пассивно выходит калий. Выход больших концентраций калия может привести к изменению проводимости. Нарушение Санасоса приводит к накоплению кальция в саркоплазматической сети, результатом этого является увеличение скорости релаксации.

Все метаболические процессы, происходящие в миокарде в условиях нарушения доступа кислорода в течение продолжительного времени (более 15минут) сопровождаются необратимыми повреждениями клеток с последующим их некрозом.

12. Биохимия нервной ткани

Нервная ткань, ее строение, свойства и значение для организма человека и животных в физиологических и патологических условиях является предметом изучения многих медико-биологических наук.

Нервная ткань неоднородна как в морфологическом, так и в функциональном отношении. Различают центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему. К ЦНС относят головной и спинной мозг. Нервная система образована нейронами, которые по структуре и по функциям отличаются от других клеток. Главная функция нервной системы - быстрая и точная передача информации. Она выполняется нейронами, которые способны воспринимать раздражение от органов чувств, от тканей и органов, где есть чувствительные окончания, реагирующие на изменение химического состава, механического давления, на растяжение, температуру. Каждый из нейронов при

53

помощи синапсов соединяется с другими нейронами. Каждый нейрон выполняет определенную функцию.

В настоящее время изучены молекулярные механизмы возникновения и проведения нервного импульса, механизмы синаптической передачи импульса. Известно, что возникновение ряда болезней нервной системы связано с нарушением в ней процессов на молекулярном уровне, поэтому изучение биохимии нервной ткани необходимо для эффективной диагностики и лечения таких болезней.

Химический состав и обмен веществ в различных ее элементах изучен недостаточно.

Мозг человека содержит 1011 нейронов, в теле нейрона 30-35% сухого остатка, из которого белки составляют 70%, липиды - 20-25%, в ядре присутствует ДНК; в нейроне встречаются все виды РНК, свободных аминокислот; но очень мало или совсем отсутствует гликоген.

Нервное волокно - это продолжение плазматической мембраны нейрона. Волокно окружено миелиновой оболочкой. В мозге она представляет собой производное плазматической мембраны глиальных клеток, в периферической нервной системе - мембраны Шванновской клетки. Мембрана сложена вдвое и многократно обернута вокруг аксона, она выполняет роль изолятора, предотвращающего короткое замыкание между соседними волокнами, обеспечивает быстрый перенос нервного импульса, причем в одну сторону в 6 раз быстрее. Миелиновая оболочка имеет уникальное строение: 78-80% ее сухого остатка приходится на липиды, в частности, на цереброзиды; в сфинголипидах больше длинноцепочечных жирных кислот, придающих стабильность им и всей оболочке.

Белки миелина в основном гидрофобны, могут образовывать нековалентные соединения с липидами или присутствуют, ковалентно связанные с СЖК, комплексы (протеолипиды). Есть водорастворимый щелочной белок, введение которого в эксперименте может вызвать аллергический энцефалит, сопровождающийся демиелинизацией нервных волокон и параличом. К этому белку образуются антитела, они реагируя между собой, вызывают воспаление и повреждение миелиновых оболочек.

13.Химический состав нервной ткани

Состав головного мозга

В мозговой ткани различают серое и белое вещество. Серое вещество представлено нейронами, белое - отростками клеток. Состав у них различен. Серое вещество содержит больше воды - до 84%, в белом - до 70%.

54

Соответственно сухого остатка 16 и 30%. В сером веществе на долю белков приходится 50% от сухого остатка, зато в белом веществе больше половины его составляют липиды. Головной мозг по сравнению с другими тканями беден углеводами, гликогена практически нет.

14. Особенности состава нервной ткани. Как и в большинстве тканей животного организма в мозговой ткани встречаются многие из известных простых и сложных белков, которые или составляют структуру клеток или выполняют присущие только нервной ткани функции. Наибольшее количество белков содержится в коре больших полушарий, дальше идет белое вещество головного мозга, затем спинной мозг и меньше всего белков содержится в периферических нервах. С возрастом в нервных клетках уменьшается количество нуклеопротеидов, возрастает количество липопротеидов.

Белки делят по растворимости. В сером веществе больше (30%) водорастворимых белков, а в белом только 19% таких белков, в нем содержится больше белков стромы. Из простых белков встречаются альбумины, глобулины, гистоны, склеропротеины, но по физико-химическим свойствам эти белки отличаются от аналогичных белков сыворотки крови, поэтому называются с добавлением слова «нейро» - нейроальбумины и т.п. В ЦНС в основном встречаются нейроглобулины, в периферической - нейроальбумины.

90% нейроальбуминов находятся в составе фосфопротеидов, в свободном виде встречаются редко. Большая часть нейроальбуминов входит в состав сложных белков, легко соединяясь с липидами, углеводами и нуклеиновыми кислотами. На долю нейросклеропротеинов приходится 8-10% от всех простых белков, они локализуются в основном в белом веществе и периферической нервной системе. Кератины, встречающиеся в нервной ткани, отличаются тем, что в них меньше аргинина, вместе с липидами участвуют в образовании нервных волокон.

Сложные белки нервной ткани представлены нуклеопротеидами, липопротеидами, гликопротеидами, фосфопротеидами. В мозговой ткани содержатся в значительном количестве еще более сложные надмолекулярные образования, такие как липонуклеопротеиды, липогликопротеиды, липогликонуклеопротеиды. Особенностью состава нервной ткани является высокий уровень сложных белков - липопротеидов, состоящих из белка, липидная часть которых представлена фосфолипидами и холестерином. Протеолипиды содержат очень много липидов и находятся только в нервной ткани. Они участвуют в образовании миелиновой оболочки и являются устойчивыми к протеазам. Считают, что в липопротеидах липид окружен белком, а в протеолипидах белок окружен липидом. Фосфопротеидов в головном мозге больше, чем в других органах и тканях.

В различных структурах головного мозга встречаются характерные только для этого вида ткани специфические кислые белки, функции которых еще не полностью выяснены. В последние годы из мозга млекопитающих, в основном, из синаптосомальных субклеточных фракций, выделен белок, названный нейростенином. Считают, что нейростенин участвует в высвобождении медиаторов в нервных окончаниях. Этот белок, состоящий из актиноподобного

55

белка - нейрина и миозиноподобного белка - стенина, в присутствии катионов магния стимулирует АТФ-азную активность.

Значительную часть белков нервной ткани, особенно серого вещества, составляют ферменты, которые обеспечивают нормальное течение многочисленных реакций обмена веществ и обуславливают в определенной степени особенности биохимических процессов в ней. Это ферменты МАО - ФАД-зависимый фермент, участвующий в окислении биогенных аминов.

На долю липидов приходится около половины сухого веса головного мозга, что является одной из отличительных особенностей нервной ткани. В белом веществе липидов в 3 раза больше, чем в сером. В сером веществе фосфолипиды составляют свыше 60%, а в белом свыше 40% всех липидов. Фосфолипиды нервной ткани представлены лецитином, кефалином, фосфатидилсерином, фосфатидилинозитом и сфингомиелином.

Из гликолипидов встречаются цереброзиды, сульфолипиды и ганглиозиды, которые представляют собой гликосфинголипиды, в состав которых входят сиаловые кислоты. Ганглиозидов в сером веществе содержится в 10 раз больше, чем в белом. Предполагают, что ганглиозиды участвуют в процессах нервной передачи.

Жирные кислоты, входящие в состав липидов нервной ткани, являются в основном ненасыщенными, среди них, в частности, арахидоновая кислота, клупадоновая.

Нервная ткань богата ТАГ. В ней содержится значительное количество холестерина. В отличие от других тканей, в головном мозге холестерин находится, главным образом, в свободном виде. С возрастом количество холестерина в мозге увеличивается.

Многие из указанных липидов образуют с белками липопротеидные комплексы, участвуют в образовании структурных элементов нейронов, миелиновых оболочек (в процессе миелинизации, который усиливается после рождения, количество липидов в мозговой ткани значительно возрастает). Повидимому, липопротеидные комплексы способствуют лучшему проведению нервных импульсов.

Основными углеводами головного мозга являются глюкоза и гликоген. Наибольшее количество гликогена обнаруживается вблизи синапсов. Несмотря на исключительную важность углеводов в жизнедеятельности нервной ткани, она обладает небольшим резервом этих веществ и зависит от поступления глюкозы из крови. Кроме гликогена, в головном мозге встречаются гетерополисахариды, среди которых превалируют ГАГи, такие как гиалуроновая и хондроитинсерная кислоты. Они выполняют, очевидно, роль ионнообменников. В головном мозге также встречаются промежуточные продукты обмена углеводов - фосфотриозы и пируват.

Они делятся на две группы - азотистые и безазотистые. Первые представлены продуктами промежуточного обмена белков. К ним относятся свободные аминокислоты -75% все АК составляют глу, глн, асп., ацетиласпартат. Много производных АК, нуклеотиды, особенно адениловые (их количество составляет 84% от всех свободных нуклеотидов). Большую часть оставшихся нуклеотидов

56

составляют производные гуанина. Содержание циклических АМФ и ГМФ (цАМФ

ицГМФ) в головном мозге выше, чем в других тканях. Содержание цАМФ в некоторых отделах головного мозга значительно превосходит уровень его в других тканях. Они играют важную роль в осуществлении и регуляции функций нервных клеток В нервно-мозговой ткани обнаруживаются холин, креатин, креатинин, пуриновые

ипиримидиновые основания и продукты их окисления, в частности, мочевая кислота.

Особенное место среди азотистых веществ головного мозга занимают биогенные амины, к которым относятся гистамин, серотонин, норадреналин, дофамин, адреналин, ацетилхолин, ГАМК. Эти амины действуют на специфические рецепторы нейронов и вызывают соответствующие эффекты.

Серотонин в основном находится в подкорковых образованиях, меньше его в коре больших полушарий. Значительное количество найдено в спинном мозге. В сером веществе спинного мозга серотонина больше, чем в белом. Серотонин действует через цАМФ. Рецепторы серотонина, находящиеся в гипоталамусе и лимфатической системе, связаны с гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системой. При этом серотонин оказывает активирующее действие на эту систему (итог - повышение выработки АКТГ). Интересно, что в эпифизе уровень серотонина повышается днём (при дневном освещении) и снижается ночью, тогда как метаболит серотонина - мелатонин - гормон эпифиза - образуется в основном ночью.

Важную роль в нервной ткани играют витамины, особенно витамины группы

В, которые входят в состав многих ферментов. Здесь велико значение витамина В1 (тиамина), который необходим для образования тиаминдифосфата - кофермента

декарбоксилаз кетокислот. При В1- авитаминозе нарушается окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, следовательно, и обмен

глюкозы. Кроме этого витамин В1 оказывает специфическое угнетающее действие на ацетилхолинэстеразу и активирует ацетилхолинацетилазу, т.е. тиамин угнетает расщепление и усиливает образование ацетилхолина.

Еще одной особенностью состава ткани головного мозга является то, что в ней содержание свободных аминокислот значительно выше, чем в плазме крови. Это достигается благодаря механизмам активного транспорта незаменимых аминокислот из плазмы крови в мозговую ткань. Считают, что концентрационные механизмы особенно важны для поглощения ароматических аминокислот (из которых образуются биогенные амины), а также глутаминовой кислоты, исключительно важной для работы головного мозга.

В группу безазотистых экстрактивных веществ головного мозга входят, кроме глюкозы молочная кислота, жирные кислоты, ди- и трикарбоновые кислоты и другие. Неорганические вещества. Содержание их в различных участках головного мозга является неодинаковым. Они представлены катионами К, Na, Ca, Mg, анионами хлора, фосфорной, угольной кислоты и различными микроэлементами. Примечательно, что для мозга является характерным дефицит анионов по отношению к катионам. Этот дефицит восполняется за счет

57

аминокислот, липидов, ГАГов. Количество анионов в белом веществе несколько ниже, чем в сером веществе головного мозга.

Минеральные вещества участвуют в передаче нервного импульса. Развитие мозга сопровождается изменением химического состава и обмена веществ. По мере роста и развития усиливается образование белков, ДНК, РНК, липидов, медиаторов, повышается активность ферментов энергетического обмена, аденилатциклазы и др.

15.Особенности обмена веществ в нервной ткани

Энергообмен. Составляя 2% от массы тела, головной мозг использует в состоянии покоя до 25% поступающего в организм О2, а у детей до 4 лет эта величина может достигать 50%. Серое вещество потребляет в 2 раза больше кислорода, чем белое. В головном мозге практически отсутствуют механизмы депонирования О2. Подсчитано, что запаса О2 в мозге достаточно на 10 сек. Следовательно, О2 должен беспрерывно поступать в мозг вместе с кровью. Расходы О2 значительно (на 100%) увеличиваются в состоянии возбуждения. Даже кратковременное отсутствие О2 вызывает необратимые изменения в ЦНС. Особенно чувствительна к его недостатку кора головного мозга. Интенсивность дыхания в сером веществе в 2 раза превышает таковое в белом, особенно много расходует О2 кора и мозжечок. Газообмен в мозговой ткани выше, чем в других тканях. Для ткани головного мозга характерна значительная интенсивность метаболизма. Источником энергии, непосредственно используемым в деятельности центральной нервной системе, является АТФ.

Особенности обмена углеводов

Глюкоза является абсолютно необходимым веществом для нервной деятельности: она служит практически единственным источником энергии. Вместе с этим глюконеогенез в ткани мозга не происходит. Глюкоза в ЦНС распадается в основном гликолитическим путем (90%), наиболее активно протекают в сером веществе головного мозга. В состоянии возбуждения потребление глюкозы головным мозгом возрастает в 2-4 раза. При стрессовых ситуациях под влиянием глюкокортикоидов в печени усиливается глюконеогенез и затрудняется поглощение глюкозы периферическими тканями, благодаря этому наступает гипергликемия и нервная ткань лучше обеспечивается глюкозой. Полагают, что при гипогликемии, например, при длительном голодании, мозговая ткань может использовать и кетоновые тела, фруктозу, пируват, сукцинат и другие энергетические субстраты.Пентозофосфатный цикл в ЦНС в физиологических условиях не имеет биологического значения, но он присущ всем клеткам мозга. Образующиеся НАДФН2 используются для синтеза липидов. Гликогена очень мало.

Особенности обмена белков и аминокислот

В состоянии возбуждения в нервных клетках усиливается катаболизм простых и сложных белков. В состоянии покоя происходит синтез белков. Аминокислот больше, чем в крови в 8 раз. 75% аминокислот приходится на долю глу, глн,асн, ГАМК и ацетиласпартата. Аммиак является ядовитым продуктом, но в нервной ткани в свободном виде он обычно не накапливается, поскольку в ней имеются

58

механизмы для его связывания и обезвреживания с участием глутаминовой и аспарагиновой кислот. Глутамин и аспарагин свободно диффундируют через клеточную мембрану, удаляя при этом токсичный аммиак. В печени и почках глутамин и аспарагин подвергаются дезамидированию и освобождающийся при этом аммиак используются для синтеза мочевины (в печени) и для аммонийгенеза (в почках). Глутаминовая кислота может участвовать в процессах переаминирования и синтеза других заменимых аминокислот, используется для образования ацетиласпартата. Содержание ацетиласпартата в мозге с возрастом повышается. Функция этого соединения связана с ростом и дифференцировкой мозга, т.к. было показано, что содержание этого вещества быстро увеличивается после рождения и к моменту завершения формирования гемато-энцефалического барьера достигает максимума. Роль ацетиласпартата в метаболизме мозга полностью не изучена. В мозге человека встречаются цистатионин. Он угнетает функцию ЦНС (тормозной медиатор), также как ГАМК. При недостатке ГАМК развиваются судороги, а высокий уровень ГАМК препятствует возникновению судорожных состояний. Глутаминовая кислота в отличие от ГАМК повышает возбудимость нервных клеток. Производным ГАМК является гомокарнозин. Он находится только в мозге. Это дипептид, состоящий из ГАМК и гистидина. Гомокарнозин участвует в процессах торможения в центральной нервной системе. Кроме этого он является депо ГАМК.

В определенных участках головного мозга (как и клетках желудочно-кишечного тракта и легких) из триптофана образуется серотонин, он выполняет функции нейромедиатора, обусловливающего защитную реакцию организма при критических ситуациях (отступление, бегство и т.д.). При высоком содержании серотонина усиливаются процессы возбуждения вплоть до маниакального состояния; при уменьшении, наоборот, увеличиваются процессы торможения вплоть до депрессии. В головном мозге образуются и некоторые другие биогенные амины, например, катехоламины.

Особенности обмена липидов. В нервной ткани различные липиды выполняют в основном структурные функции. Они могут быть синтезированы в мозге из продуктов обмена глюкозы и других низкомолекулярных соединений (липонеогенез). В нервной ткани высока интенсивность синтеза СЖК и холестерина. В ткани головного мозга взрослого человека много холестерина (25 г), количество его резко возрастает в первый год жизни.

В физиологических условиях структурные элементы мозга, в том числе и липиды, обладают большим постоянством; метаболическим превращениям они подвергаются в крайне слабой степени. Только при выраженных нарушениях метаболизма (недостаток глюкозы и кислорода, авитаминозы, интоксикация) наблюдается демиелинизация, однако образующиеся при этом отдельные молекулы липидов используются в других тканях. В митохондриях мозга (как и в жировых клетках) практически отсутствуют ферменты β-окисления жирных кислот. Отсюда становится ясным, почему весь ацетил-КоА, необходимый для выработки энергии в цикле трикарбоновых кислот, а также для синтеза стероидов и ацетилхолина может быть получен лишь за счет использования глюкозы и промежуточных продуктов ее окисления.

59

16. Биохимические основы психической деятельности и памяти

В основе всех проявлений высшей нервной (психической) деятельности, в т.ч. памяти, лежит воздействие на определенные структуры мозга нейропептидов и нейромедиаторов.

В зависимости от функций можно выделить следующие группы нейропептидов:

1)пептиды памяти - фрагменты АКТГ, меланоцитостимулирующий гормон, вазопрессин и его аналоги, β-эндорфин. Ослабление памяти в старческом возрасте связано с уменьшением в мозге АКТГ и β-эндорфина. В процессах памяти также играют роль специфические белки нервной ткани - белок S-100, или белок Мура (кислый белок, т.к. много глутамата и аспартата) и кислый белок 14-3-2 . Белок Мура локализован преимущественно в нейроглии, а белок 14-3-2 в нейронах. Предполагается, что эти белки играют косвенную роль в процессах памяти. Важную роль в процессах памяти играют нейромедиаторы - серотонин, ацетилхолин, дофамин, ГАМК, адреналин и норадреналин. Показано, что снижение ацетилхолина снижает обучаемость, повышение - ускоряет выработку оборонительных рефлексов. Серотонин облегчает выработку навыков, основанных на положительном (пищевом) подкреплении и отрицательно влияет на формирование оборонительных навыков. Адреналин и норадреналин действуют противоположно серотонину; ГАМК угнетает процессы запоминания.

2)пептиды-модуляторы чувства тревоги и страха - фрагменты АКТГ,

вазопрессин и его аналоги;

3)пептиды, влияющие на сексуальное поведение - окситоцин и люлиберин;

4)пептиды-модуляторы пищевого поведения - анорексигены (снимающие чувство голода) — холецистокинин, мозговой гастрин;

5)пептиды-модуляторы питьевого поведения - регулируют чувство жажды -

нейротензин и его аналоги;

6)пептиды, влияющие на терморегуляцию — бомбезин, алитензин, литорин,

эндорфины -снижают температуру тела;

7)пептиды-регуляторы мышечного тонуса - эндорфины;

8)антиболевые пептиды - эндорфины и энкефалины;

9)пептиды, влияющие на цветовую и световую чувствительность - скотофобин и хромодиопсин; слуховую - амелетин.

Кроме этого выявлены пептиды, функция которых окончательно не выяснена - аспартидилдипептиды, мурамилдипептиды, элендоизин, ранатонин и др. Семейство опиоидных нейропептидов включает свыше 30 представителей.

Из полипептидов, относящихся к числу гормонов, наиболее выраженное действие на процессы обучения и памяти оказывают АКТГ и вазопрессин. Они оказывают стимулирующее влияние на процессы обучения. В головном мозге позвоночных обнаружены рецепторы морфина, Они располагаются на синаптической мембране и наиболее богата ими лимбическая система, от которой зависит эмоциональный ответ. В мозге обнаружены особые пептиды, которые специфически могут связываться с опиатными рецепторами и называются энкефалины и эндорфины. Эти пептиды являются производными β-липотропного гормона гипофиза, имитируют различные эффекты морфина.

60