122 Вопрос

Энергетический обмен в нервной ткани; значение аэробного распада глюкозы.

Глюкоза — основной источник энергии, так как че­рез ГЭБ в нервные клетки поступает только глюкоза, ко­торая, расщепляясь в аэробном гликолизе, образует ПВК, превращающуюся с помощью пируватдегидрогеназного комплекса в ацетил-КоА, который вступает в ЦТК, давая восстановленные эквиваленты для окислительного фосфорилирования, приводящего к образованию АТФ. В отличие от других тканей организма человека ВЖК не про­никают через ГЭБ и не могут быть использованы в каче­стве энергетического материала. В пируватдегидрогеназный и а-кетоглутаратдегидрогеназный комплексы входит витамин

В в виде тиаминпирофосфата, поэтому недоста­ток витамина В в первую очередь сказывается на функ­ции нервной системы, в клетках которой будет нарушено образование АТФ. Это приводит к возникновению поли­невритов. При голодании, сахарном диабете нервная ткань использует кетоновые тела в качестве энергетического материала.

+

Одним из важнейших показателей, характеризующих интенсивность энергетического обмена, служит скорость дыхания.Катаболизм углеводов происходит путем гликолиза и гликогенолиза, который может протекать анаэробно или аэробно. Анаэробный гликолиз протекает в цитоплазме без участия кислорода до пировиноградной и молочной кислоты. В результате анаэробного гликолиза из одной молекулы глюкозы синтезируются две молекулы АТФ. Аэробный гликолиз происходит в митохондриях при участии кислорода путем цикла трикарбоновых кислот (цикл Кребса). В результате аэробного окисления глюкозы в цикле Кребса синтезируется 38 молекул АТФ. Глюкоза в аэробном гликолизе «сжигается» до углекислого газа и воды.Катаболизм белков и их гидролитическое расщепление происходит в лизосомах в результате которого образуются аминокислоты. Далее от аминокислот отщепляется аминогруппа и выводится из клетки в виде мочевины, а углеродный фрагмент метаболизируется в цикле трикарбоновых кислот. В результате катаболизма аминокислот получается примерно одинаковое количество АТФ, что и при окислении глюкозыКатаболизм жиров начинается с их гидролиза, в результате которого образуются глицерол и жирные кислоты. Далее свободные жирные кислоты транспортируются в митохондрии, где посредством процесса бета-окисления катаболизируются в цикле Кребса. В результате полного окисления одной молекулы жирной кислоты получается приблизительно 129 молекул АТФ.В качестве дополнительного источника энергии могут служить аминокислоты. Распад аминокислот осуществляется путем метаболизма, которую называют шунтом гамма-аминомаслянной кислоты (ГАМК). В случае увеличения расхода энергии и дефицита глюкозы увеличивается содержание ГАМК, которая является тормозным медиатором для нейронов и снижает функциональную активность в определенных структурах мозга. Этот процесс может рассматривается как регуляция по механизму отрицательной обратной связи: высокая церебральная активность, вызывает дефицит глюкозы, который запускает шунт ГАМК, в результате чего накапливается ГАМК, тормозящая активность нейронов. В норме использование шунта ГАМК ограничено.Особенностьэнергообмена головного мозга заключается в том, что он практически не содержит запасов веществ используемых в качестве энергетического субстрата и постоянно нуждается в их поступлении через мозговой кровоток.Основным источником энергии для нейронов является глюкоза. Благодаря аэробному катаболизму глюкозы обеспечивается около 85-90% энергетической потребности мозга . В спокойном состоянии утилизируется около 20% кислорода и 60% глюкозы. 95% экстракция глюкозы через гематоэнцефалитический барьер происходит посредством транспортных белков активируемых инсулином, а 5% осуществляется пассивной диффузией. После фосфолирования, глюкоза подвергается анаэробному окислению в цикле Кребса до углекислого газа и воды. В покое около 85% мозговой глюкозы используется для обеспечения энергией функционального метаболизма посредством продукции АТФ, а 15% используется для синтеза макромолекул. При повышении энергетических потребностей, например при стрессе, увеличивается гликолиз. Дополнительное включение анаэробного гликолиза в энергетический обмен происходит при патологиях головного мозга, таких как ишемия и гипоксическое повреждение клеток, что сопровождается накоплением лактата