Биохимия нервной ткани.

1. Особенности метаболизма углевод в нервной ткани.

2. Особенности энергетического обмена в нервной ткани.

3. Особенности метаболизма аминокислот и белков в нервной ткани.

4. Особенности строения миелина.

5. Неромедиаторы.

6. Нейромодуляторы.

7. Нейропептиды.

Основные звенья процесса обмена веществ и энергии в нервных клетках и нервной ткани аналогичны таковым в клетках других систем. Однако, для нервной ткани присущи и специфические особенности в зависимости от типа нервной клетки (глия и нейрон).

1. Особенности метаболизма углеводов в нервной ткани:

Особенностью клеток нервной системы является незначительный запас гликогена. Синтез и распад гликогена идет малоактивно, из-за низкой активности ферментов его обмена. Его запасов хватает на 5-7 минут работы головного мозга. В экстремальных ситуациях при остром нарушении поступления глюкозы, гликоген приобретает значение как энергетический субстрат.

Просвет капилляра

Глюкоза – основной субстрат для получения энергии в клетках нервной системы. Полная зависимость клеток головного мозга от постоянного притока глюкозы из крови, объясняется тем, что собственные запасы данного углевода в мозговой ткани чрезвычайно малы, по сравнению с высокой интенсивностью окисления. Глюкоза попадает в клетки нервной ткани через мембрану только при участии белков транспортёров GLUT-1 и GLUT-3(вид транспорта-облегченная диффузия (унипорт)), легко преодолевая ГЭБ, по градиенту концентрации.

Нервная ткань

Другая ткань

унипорт

глю

Na

Эндотелиальные клетки

глюкоза

глюкоза

симпорт

Плотные

контакты

Неплотные

контакты

унипорт

Непрерывная базальная мембрана

Прерывистая базальная мембр

унипорт

пиноцитоз

унипорт

Интерстициальная жидкость

Цереброспинальная жидкость

85-90% глюкозы потребляемой мозгом полностью окисляется до СО₂ и Н₂О. 5% расходуется в реакциях гликолиза с образованием молочной кислоты и лишь 5-7% используется в других реакциях биосинтеза. Головной мозг обладает ограниченной способностью компенсировать уменьшенное поступление глюкозы за счет других метаболитов. Причиной этого является низкая проницаемость ГЭБ в мозге для других субстратов окисления, например, аминокислот.

Основной метаболический путь в головном мозге, дающий энергию – аэробный гликолиз. И если в течение 5 минут в мозг не поступает достаточное количество О₂, в нѐм наступают необратимые изменения. Использование глюкозы зависит от активности гексокиназы. Из 4-х изоформ гексокиназы, имеющихся в организме, в головном мозге встречаются две (I и II). Причем на первую приходится – 90% активности, а на вторую – 10%. Головной мозг – инсулиннезависимая ткань. Однако концентрация гексокиназы и соответственно ее активность напрямую зависит от действия инсулина на нервные клетки. Инсулин стимулирует синтез гексокиназы. Поэтому головной мозг испытывает в определенной степени недостаток глюкозы при сахарном диабете. Особенностью клеток головного мозга является то, что в глиальных клетках активно работает ЛДГ₅. Реакция, которую катализирует этот фермент (ПВК↔лактат) сдвинута в сторону молочной кислоты. Фермент находится в цитозоле. В нейронах активна ЛДГ₁, но реакция сдвинута в сторону образования ПВК. Фермент находится в митохондриях. В головном мозге активно протекает ПФ-путь. Он генерирует НАДФН₂, необходимый для обеспечения активного синтеза липидов.