II. Биохимия нервной ткани, ее химический состав, особенности обмена.

Биохимия нервной ткани

Структура нервных клеток

Нервная клетка состоит из:

• тела клетки (сомы)

• отростков (аксонов и дендритов)

• концевых пластинок

С помощью дендритов нейроны воспринимают, а посредством аксонов передают возбуждение. На периферии аксоны покрыты шванновскими клетками, образующими миелиновую оболочку с высокими изолирующими свойствами.

Функции нервной ткани

• Генерация электрического сигнала (нервного импульса)

• Проведение нервного импульса

• Запоминание и хранение информации

• Формирование эмоций и поведения

• Мышление

Химический состав мозга

На долю головного мозга приходится 2% от массы тела. 25% составляет потребление O₂ мозгом в покое от общего потребления его всем организмом. Особенно интенсивно расходуют кислород клетки коры мозга и мозжечка.

Серое вещество головного мозга - тела нейронов.

Белое вещество – аксоны.

В сером веществе 84% H₂O, в белом 70%. Белки составляют ½ объёма плотного вещества в сером веществе, в белом 1/3. Липиды составляют больше ½ от сухого остатка в белом веществе и 1/3 в сером.

Белки мозга

40% сухой массы мозга приходится на белки. Более 100 белков выявлено в ткани мозга.

Простые белки

Нейроальбумины (на них 90% от всех белков), нейроглобулины, нейросклеропротеины (в беловом веществе), нейроколлаген, нейроэластины, нейростромины.

• Сложные белки

Нуклеопротеины, липопротеины, протеолипиды (липидный компонент преобладает над белковым, сосредоточены в миелине) фосфопротеины, гликопротеины.

• В мозговой ткани содержатся в значительном количестве ещё более сложные надмолекулярные образования, такие как липонуклеопротеины, липогликопротеины, липогликонуклеопротеиновые комплексы

• Ферменты выделенные из ЦНС в кристаллическом виде ацетилхолинэстераза и креатинфосфокиназа. В ткани мозга присутствуют ЛДГ, альдолаза, ГК, МДТ, ГЛДГ, КФ, МАО и др.

• До 75% АМК мозга представлены глу, асп и их производными ( N-ацетиласпарогиновая, глутамин, глутатион, ГАМК).Много таурина и цистатианина в ткани мозга

Регуляторные пептиды

• образуют функциональную непрерывность

• содержат до 50 аминокислотных остатков.

• переносят информацию в синапсе, в других зонах непосредственного межклеточного контакта

• осуществляют дистантную регуляцию.

Опиоидные регуляторные пептиды.

a-эндорфин – стимулятор эмоционального поведения и двигательной активности. Опиоидная активность мало выражена.

b-эндорфин – опиоид, анальгезия, ретроградная амнезия.

g-эндорфин – нейролептик, опиоидные свойства мало выражены.

К нейропептидам относятся: вазопрессин, окситоцин, панкреатические пептиды,(глюкагон), нейротензины, кинины, ангиотензины, кальцитонин.

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.

Энергетический обмен головного мозга

Головной мозг хорошо снабжается кровью и имеет интенсивный энергетический обмен. Хотя головной мозг составляет около 2% массы тела, при спокойном состоянии организма он 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.

Запасы гликогена в клетках головного мозга незначительны.

Жирные кислоты, которые в плазме крови транспортируются в виде комплекса с альбумином, не достигают клеток головного мозга из-за гематоэнцефалического барьера.

Аминокислоты не могут служить источником энергии для синтеза АТФ (АТР), поскольку в нейронах отсутствует глюконеогенез.

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.

Билет 41