3. Гомополисахариды (крахмал и гликоген). Химическое строение, свойства. Особенности распада в желудочно-кишечном тракте и тканях.

Гомополисахариды. К ним относятся крахмал и гликоген. Общая формула [С₆Н₁₀О₅]_n. Гликоген – главный резервный полисахарид, построенный из остатков альфа-D-глюкозы, запасается в тканях печени и мышцах. Представляет собой амилозную цепь, в которых остатки глюкозы связаны альфа-1,4-гликозидной связью. Цепь амилопектина имеет ветвления. В точках ветвления имеются альфа-1,6-гликозидные связи. Чем больше точек ветвления тем лучше растворяется гликоген. В ЖКТ гликоген под действием амилолитических ферментов, а в тканях фосфорилазы распадается на декстрины. Они под действием альфа-амилазы в 12-перстной кишке распадаются на олигосахариды, в толстом кишечнике под действием специфических олигосахаридаз расщепляются до мальтодекстринов, лактоза под действием бета-галактозидазы распадается на глюкозу и галактозу. Лактоза  (бета-галактозидаза) глюкоза + галактоза, сахароза (сахараза) глюкоза + фруктоза, мальтоза  (мальтаза) 2 глюкозы.

4. Нервная ткань. Химический состав, особенности обмена. Возрастные особенности.

Функции нервной системы: обработка, хранение, передача информации через синаптические связи клеток. Главный элемент нервной ткани – нейрон. Синапс – осуществляет связь между отдельными нейронами. Химический состав: 1) содержание липидов в сером веществе 25%, в белом 40%, в периферических нервах до 50%. Липидный состав меняется в онтогенезе, в раннем возрасте отсутствуют цереброзиды, далее увеличивается количество длинноцепочных жирных кислот с четырьмя и пятью двойными связями. 2) содержание белков 50% в сером веществе, 35% в белом. 3) малый запас гликогена и АТФ.

Нейроспецифические белки (НСБ) – обнаруживаются в нервной ткани и количественно в ней преобладающие. Открыто более 200 НСБ. В нервной ткани присутствуют простые и сложные белки. Простые – нейроальбумины, глобулины и опорные белки – нейросклеропротеиды, нейроколлаген и нейроэластин. Сложные – нуклеопротеиды, липопротеины, фосфопротеины, протеолипиды, и надмолекулярные липонуклеопротеиды, липогликопротеиды, липогликонуклеопротеиды. НСБ: 1) Са связывающий НСБ – белок S100 – 1965 г – находится в мозге в глии – кислый гликопротеид, т.к. 60% его состава глутаминовая и аспарагиновая кислоты, он не осаждается в 100% (NH₄)SO₄. Появляется на 10-15 неделе эмбрионального развития, количество увеличивается по мере обучения, тренировок формирования условных рефлексов, в памяти. Молекула S100 соединяет 2Са меняет конформацию, на поверхности появляются гидрофобные группы – изменение проницаемости мембран. В 50 – основной фосфорилируемый белок мембраны синапсов, это приводит к продолжительному изменению заряда постсинаптической мембраны. При старении интенсивность ф-я падает, это приводит к снижению пластичности мембран. 2) НСБ связанные с адгезией и межклеточным узнаванием - гликопротеины, участвующие в синаптической передаче, рецепторной реакции, формирование и хранение памяти. Болезнь Альцгеймера – белок бета-АРР. Потеря интеллектуальной способности, теряется координация, кратковременная память, не узнавание себя. В норме белок бета-АРР погружен на половину в мембрану, верхняя половина отщепляется. А при болезни отщепляется только кончик, иногда остальное. 3) НСБ ферменты: белок 14-3-2-гамма гамма-енолаза, находится в цитоплазме нейронов, в основном в сером веществе больших полушарий. 4) Секретируемые НСБ – транспортер и защита от разрушения пептидных регуляторов, вырабатываемых в ЦНС: нейрофизин – используется для транспорта окситоцина и вазопрессина в соотношении 1:10 (окситоцин) и 1:14 (вазопрессин). 5) белок Р-400 (по молекулярной массе) – отвечает за двигательный контроль, находится в мозжечке. 6) белок – фактор роста нервов (ФРН) – NGF – вырабатывается клетками-мишенями, на аксоне есть его рецепторы. Если аксон в течение 12-15 дней достиг мишени – они выжили, другие погибают. Путем эндоцитоза NGF поглощается клеткой, в клетке может произойти частичная гидротация (дегродация) NGF, т.о. он выполняет трофическую функцию. NGF индуцирует тироксиноксидазу – основной фермент синтеза катехоламинов. Стимулирует поглощение уридина, образование полисом, синтез белка, липидов, РНК, потребление глюкозы. Он способствует выживанию нервных клеток – активирует рост аксонов и денритов, осуществляет контроль за сборкой микротрубочек. Белок РсI (пиайси) – его наличие связывают с шизофренией.

Азотистый обмен. Метаболизм белков и а/к в головном мозге происходит интенсивнее, чем в других органах, в сером веществе выше чем в белом. Более интенсивнее идет синтез из глюкозы глутаминовой и аспарагиновой кислот, глицина, серина, аланина. Быстрый обмен между свободными а/к мозга и кровью. На долю глутаминовой и аспарагиновой кислот и их производных (глутамин, ГАМК, глутатион) приходится 75% от всех а/к мозга. Центральная роль принадлежит глутаминовой кислоте, она может использоваться как источник энергии - глутаматальфа-КГЦТК (АТФ, Н₂О, СО₂). Концентрация глутамата поддерживается на одном уровне. Источники глутамата – 1) восстановительное анимирование альфакетоглутарат + аммиак + НАД(Ф)Н₂ под действием глутаматдегидрогеназы образуется глутамат + НАД(Ф) + вода 2) трансанимирование аспартат + альфаКГ под действием АсАТ об-ся ЩУК + глутамат 3) метаболизм ГАМК – образуется из глутаминовой кислоты в реакции декарбоксилирования и СО₂ Т.К. ГАМК оказывает тормозящий эффект на синаптическую передачу в ЦНС , то судорожные явления при недостатке витамина В₆ могут быть связаны с пониженным образованием ГАМК. Внутривенное введение ГАМК может привести к гибели определенных клеток. Образование аммиака – источниками являются а/к и ихпроизводные.А/к+альфа-КГальфа-кетокислоты+глутамат. Глутамат+ЩУКа-КГ+аспартат. В митохондриях – дезаминирование НАД. А/к  глутамат  аспартат + ДНАД  (НАДсукцинатсинтетаза, ГТФ) НАДсукцинат  ( ф лиаза) фумраровая кислота + НАД  (дезаминаза) NH₃ + H₂O + фор. В цитоплазме источник аммиака – АМФ. а/к  глутамат  аспартат + ИМФ  (аденозилсукцинатсинтетаза) аденозилсукцинат  (лиаза) фумарат + АМФ  (дезаминаза) H₂O + NH₃ + ИМФ. Высокая концентрация аммиака приводит к коматозам. Обезвреживание аммиака: NH₃ + глутамат  (инсинтетаза) глутамин  с током крови в печень или почки. Удаление аммиака происходит за счет глутамина.

Липиды – нейтральных липидов почти нет, преобладают сложные липиды – фосфолипиды, сфинголипиды – галактоцеребразиды, галактосульфатиды, много холестерина – 25% от всех липидов мозга. Сфинголипиды входят в состав миелиновых оболочек. Нарушение их деградации из-за дефекта фермента приводит к сфинголипидозам и демиелинизации. Ганглиозиды – участвуют в связывании натрия, калия, кальция, процессе адгезии, обеспечивает иммунохимическую специфичность. Свободных жирных кислот мало, в состав входят около 40 жк. Мозг не использует жк и липиды в качестве источника энергии, но может использовать бета-гидроксибутират. Энергетический обмен головного мозга: глюкоза – основной энергетический субстрат. В головном мозге потребляется до 70% глюкозы образующейся в печени и 20-25% от всего поступающего в кровь кислорода. Глюкоза: 90% окисляется аэробно до ПВК  СО₂, Н₂О, АТФ (для поддержания электрических потенциалов), 5% анаэробно до молочной кислоты, а 5-7% идет на синтез гликопротеидов, в ПФЦ – образуется НАД(Ф)Н₂, на синтез гликогена. Запаса гликогена хватило бы на 2-6 сек работы мозга, т.к. глюконеогенеза в мозге из а/к не происходит – нет соответствующих ферментов. Функционирование головного мозга зависит от поступающего уровня глюкозы с кровью.

Нуклеиновые кислоты – репликация ДНК в нейронах отсутствует, работает система репарации ДНК, в мозге экспрессируется несколько десятков тысяч уникальных генов, из которых не менее половины экспрессируется только в головном мозге – это говорит о высокой скорости транскрипции РНК, широко распространен альтернативный сплайсинг и интенсивное образование белка. Синтеза пиримидиновых нуклеотидов не происходит, т.к. нет карбамоилфосфатсинтетазы, для синтеза пуринов все есть. Содержание циклических нуклеотидов очень высокое, т.к. они участвуют в синаптической передаче нервного импульса. Особенности обмена в нервной ткани: 1) много липидов, мало углеводов, нет их резерва 2) высокий обмен дикарбоновых кислот 3) глюкоза – основной источник энергии 4) мало гликогена, поэтому мозг зависит от поступления глюкозы с кровью 5) интенсивный дыхательный обмен 6) кислород используется постоянно и уровень не меняется 7) обменные процессы носят обособленный характер благодаря гематоэнцефалическому барьеру, высокая чувствительность к гипоксии и гипогликемии. Медиаторы: 1) возбуждения – ацетилхолин, адреналин, норадреналин (все они их тирозина), серотонин (из триптофана). 2) тормозные – ГАМК, глицин, ацетилхолин из АцКоА и холина. Основные возбуждающие медиаторы в мозге – глутамат и аспартат. При освобождении в синапс они через ионотропные рецепторы открывают Na-каналы, происходит быстрый вход Na в постсинаптическую мембрану. Происходит деполяризация мембраны, что приводит к возбуждению нейрона. Серотонин – играет роль в развитии патологических состояний – эффективное расстройство и шизофрения. При его недостатке наблюдаются нарушение сна, раздражение, агрессия. Адаптация к стрессу включает систему ГАМК, увеличивается содержание ГАМК и он связывается с фосфолипидными компонентами постсинаптических мембран и ингибируют выработка АХ. ГАМК и глицин открывают каналы пропускающие Cl  возникают тормозные постсинаптические потенциалы.

Медиаторы высших отделов нс: 1)Дофамин – осуществляет контроль движений. Болезнь Паркенсона – нарушение дофаминэргической передачи и концентрация дофамина падает и составляет 5-15% от нормы, вырабатывается в таламусе. При шизофрении концентрация увеличивается. Нейромедиаторы – нейропептиды, их несколько сотен, содержат от 2 до 50 а/к остатков и каждая имеет определенный комплекс биологической активности. Тиролиберин – активность эмоционального поведения, бодрствование, дых центра. Холицистокинин – мощный ингибитор пищедобывательного центра. Эндозепин 6 – вызывает беспокойство. Люлибирин – отвечает за половое поведение. Коннекторы – поведенческие пептиды – скотофобин. Аплоидные пептиды – обладает повышенной чувстваительностью к морфиновым рецепторам – эндоферины и бета-энкефалины. Они обладают значительным эффектом.

БИЛЕТ № 36