Главная страница
qrcode

Функции нервной ткани


НазваниеФункции нервной ткани
Дата18.05.2019
Размер3,13 Mb.
Формат файлаppt
Имя файлаЛекц биох НС.ppt
ТипДокументы
#75617
Каталог
Биохимия нервной ткани Кафедра медицинской химии К.м.н. доц. И.В.Соловьёва

Функции нервной ткани

Функции нервной ткани Генерация электрического сигнала (нервного импульса) Проведение нервного импульса Запоминание и хранение информации Формирование эмоций и поведения Мышление 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. Химический состав мозга головной мозг - 2% от массы тела; потребляет 25% O2 в покое от общего потребления его всем организмом; наиболее интенсивно расходуют O2 клетки коры мозга и мозжечка. При прекращении доступа O2 мозг может «просуществовать» немногим более 6 минут за счёт резерва лабильных фосфатов. АТФ и креатинфосфат имеют значительное постоянство в ГМ. Фосфорные соединения часто обновляются в ГМ. ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ГМ Серое вещество головного мозга - тела нейронов. Белое вещество – аксоны. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТАВА СЕРОГО И БЕЛОГО В-В H2O в сером веществе 84%, в белом 70%. Белки ½ объёма в сером веществе, в белом 1/3. Липиды больше ½ от сухого остатка в белом веществе и 1/3 в сером. головной мозг спинной мозг 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 Белки мозга Ферменты выделенные из ЦНС в кристаллическом виде -ацетилхолинэстераза и креатинфосфокиназа. В ткани мозга присутствуют ЛДГ, альдолаза, МАО и др. До 75% АМК мозга представлены глутаматом, аспартатом и их производными ( N-ацетиласпарогиновая, глутамин, глутатион, ГАМК), также в ГМ много таурина и цистатионина. увеличение входа Ca2+, повышение активности NO-синтазы, усиление образования активных форм кислорода, окисление тиолов, ингибирование Na, K – АТФазы, выход из синаптосом ЛДГ. Глутамин в ГМ: быстро синтезируется в глиальных клетках и очень медленно в нейронах нейроны могут захватывать глутамин, секретированный глиальными клетками образование глутамина – основной путь обезвреживания NH3 в ткани мозга. причины повреждающего (нейротоксического) эффекта глутамата: образуют функциональную непрерывность содержат до 50 аминокислотных остатков. переносят информацию в синапсе, в других зонах непосредственного межклеточного контакта осуществляют дистантную регуляцию. клетки имеют рецепторы для регуляторных пептидов. ничтожная концентрация регуляторных пептидов вызывает мощный эффект Схема образования регуляторных пептидов из неактивного белка-предшественника про-опиомеланокортина (ПОМК). Регуляторные пептиды РЕГУЛЯТОРНЫЕ ПЕПТИДЫ - физиологически активные вещества, играющие ведущую роль в регуляции и реализации многих функций организма (вазопрессин, окситоцин, панкреатические пептиды,(глюкагон), нейротензины, кинины, ангиотензины, кальцитонин). КЛАССИФИКАЦИЯ: нейропептиды, к которым относят опиоидные пептиды, или эндогенные опиаты (лей- и метэнкефалины, эндорфины, динорфин и др.), - это вещества, избирательно связывающиеся в структурах мозга и периферических тканях с рецепторами, специфическими для морфина, а также многие вещества, не связывающиеся с рецепторами морфина, напр. вещество Р, пептид дельтасна, бомбезин; гипоталамические нейрогормоны, регулирующие выброс в кровоток гипофизарных гормонов. периферические пептиды - брадикинин, ангиотензины, вазоинтестинальный пептид (ВИП), Холецистокинин и др., пептидные гормоны окситоцин и вазопрессин.  Опиоидные регуляторные пептиды. Опиоидные пептиды: -Опиум - субстанция, выделенная из мака, обладет анальгетическим и эйфорическим эффектом -Основное действующее начало опиума- морфин. Эффекты морфина: Обезболивающие эффекты морфина осуществляются через задние рога спинного мозга; эйфорическое влияние – гипоталамус; засыпание связано с общим торможением стволовых структур Виды опиоидных пептидов: 1) эндоморфины (4 ак) 2) энкефалины (5 ак) 3) динорфины (8 и более ак) 4) эндорфины (10 и более ак): -эндорфин – стимулятор эмоционального поведения и двигательной активности. Опиоидная активность мало выражена. -эндорфин – опиоид, анальгезия, ретроградная амнезия. -эндорфин – нейролептик, опиоидные свойства мало выражены. Опиоидные пептиды влияют на 3 вида рецепторов(мю-, дельта-, каппа). Механизм действия опиоидных пептидов: - вызывают очень сильное пресинаптическое торможение и могут привести к полному обезболиванию, но анальгетический эффект носит временный характер, т.к. проводящий боль нейрон быстро «нарабатывает» дополнительное количество аденилатциклазы. С каждым разом активность аденилацитклазы растет, что требует увеличения вводимой для достижения анальгезии (привыкание) - При попытке отказа от морфина кол-во цАМФ в пресинаптическом окончании может оказаться выше нормы. Это приводит к более интенсивной передачи боли. В таком случае можно говорить о зависимости, которая проявляется в абстинентном синдроме (депрессия, боли) чтоб снять боль надо вводить морфин, возникает замкнутый круг. Привыкание формируется очень быстро (3-5 применений). Функции опиоидных пептидов: 1) Блокировка сигналов о боли 2) Общее тормозное действие на ЦНС 3) Эйфорические состояния 4) Контролируют функции всех систем органов (дыхательная, сердечно-сосудистая, пищеварительная, половая, иммунная, выделительная) 5) Снимают тревожность Углеводы Количество углеводов и продуктов их метаболизма в ткани мозга мало: 1. резервные углеводы - гликоген (0,1 %) 2. глюкоза (1 -4мкмоль/л) 3. гексозофосфаты 4. триозофосфаты 5. ПВК 6. молочная кислота. ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА: -ткань мозга бедна углеводами (гликоген, глюкоза) -100-120 гр. глюкозы в сутки используется в ткани мозга. 90% глюкозы в ткани мозга окисляется до CO2, H2O, энергии. есть пентозный цикл и гликолиз. распад гликогена идёт путём фосфоролиза с участием цАМФ. Кетоновые тела как энергетический субстрат используются мозгом лишь при голодании и длительной работе. Метаболизм мозга за счёт резерва углеводов долго продержаться не может, так как содержание гликогена здесь невелико (0,1%). С этим связано развитие комы при избыточном введении инсулина. В ткани мозга активны ГК, ФФК. Липиды ЛИПИДОВ в сером веществе - 25%, в белом веществе - 50%. Классы липидов нервной ткани: 1. ФОСФОЛИПИДЫ (до 50%) - ЛЕЦИТИН. 2. ГЛИКОЛИПИДЫ - ЦЕРЕБРОЗИДЫ, ГАНГЛИОЗИДЫ. 3. ВЖК - в основном непредельные, содержащие по 4 - 5 двойных связей. 4. Холестерин (25%) в свободном виде. Мозг даже называют депо холестерина. 5. Нейтральные жиры - в незначительном количестве в ГМ, но в большом количестве в периферических нервах. 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. В мозговой ткани обнаружены ганглиозиды и немного нейрального жира. В миелиновой оболочке 70-80% липидов и 20-30% белков. Основной фосфоглицерид - фосфатидилэтаноламины. Основной галактолипид – цереброзиды. Содержание сфингомиелинов невелико в ГМ и выше в миелине периферических нервов. Скорость обновления липидов низкое, медленно протекает механизм холистерина, цереброзидов, фосфатидилэтаноламинов, сфингомиелинов. 25 г холестерина в головном мозге взрослого, 2 г у новорождённого. Холестерин синтезируется в период роста, скорость процесса с возрастом падает. Основная масса холестерина у взрослых неэстерифицирована, эфиры обнаруживаются лишь в участках активной миелинизации. Быстро обновляются фосфатидилхолин и фосфатидилинозитиды. Они синтезируются в мозге из жирных кислот и глюкозы. Синтез цереброзидов и сульфатидов протекает в развивающемся мозге наиболее интенсивно в период миелинизации. До 90% цереброзидов находится в миелиновых оболочках, ганглиозиды – компоненты нейронов. В нейронах много фосфоглицеридов в миелиновых оболочках сфингомиелина. Отсутствие тимусных гормонов приводит к значительным сдвигам количества и спектра липидов головного мозга, при этом повышается ПОЛ. Белки миелиновой оболочки Основной белок (30% от общего белка миелина). Если блокировать этот белок то воспалительный процесс в мозге, демиелинизация и паралич конечностей. Протеолипидная белковая фракция. Кислый протеолипид. В миелине обнаруживается цАМФ-зависимая киназа, которая фосфорилирует белок миелина, и фосфодиэстераза, гидролизующая цАМФ. Период полужизни миелина – 1 месяц. Миелин – изолятор, обеспечивает в 6-ть раз более быстрый перенос нервного импульса, чем в немиелинизированных волокнах. В миелиновой оболочке отношение холестерин : фосфоглицериды : галактолипиды составляет 4 : 3 : 2. Циклические нуклеотиды участвуют в синаптической передаче нервного импульса. Много цАМФ и цГМФ в головном мозге. Минеральные вещества Фосфора в белом веществе больше, чем в сером. В ткани мозга дефицит анионов. Он покрывается за счёт липидов. Участие липидов в ионном балансе одна из их функций в деятельности головного мозга. Нуклеиновые кислоты ДНК не синтезируется Содержание и скорость синтеза РНК большая Пиримидиновые нуклеотиды поступают из крови через гематоэнцефалический барьер Пуриновые нуклеотиды синтезируются в нервной ткани Циклические нуклеотиды (цАМФ, цГМФ) содержатся в нервной ткани в большом количестве Энергетический обмен головного мозга Источник АТФ Только (!) аэробный распад глюкозы Аэробная продукция АТФ может быть активирована лишь в очень небольшой степени, поскольку активность изоцитатратдегидрогеназы в базальных условиях близка к максимуму Жирные кислоты не проникают через гематоэнцефалический барьер Анаэробный гликолиз практически не способен к активации Аминокислоты не могут служить источником энергии для синтеза АТФ (АТР), поскольку в нейронах отсутствует глюконеогенез. Даже непродолжительная гипоксия вызывает необратимые нарушения в нейронах 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. Особенность обменя углеводов и энергообмена Потребление глюкозы Гексокиназа имеет очень низкое значение Km и оченьы высокое – Vmax. Резерв углеводов Содержание гликогена около 0,1% от массы сухого вещества Гормональная регуляция обмена углеводов В ЦНС не регулируется инсулином, потому что инсулин не проникает через гематоэнцефалический барьер Все глюкозные транспортеры в клетках ЦНС – инсулин-независимые Инсулин может непосредственно влиять на обмен веществ в периферических нервах медиаторы Нейромедиаторы и нейрогормоны Нервные клетки управляют функциями организма с помощью химических сигнальных веществ, нейромедиаторов и нейрогормонов. 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. Критерии, по которым вещество может быть отнесено к медиаторам. В нервных волокнах есть ферменты, необходимые для синтеза медиатора При раздражении нерва вещество должно выделяться и реагировать со специальным рецептором и вызывать биологическую реакцию. Должны существовать механизмы, прекращающие действие медиатора. Химическое строение По химическим свойствам нейромедиаторы подразделяются на несколько групп. В таблице на схеме приведены наиболее важные представители нейромедиаторов — более чем 50 соединений. 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. Известные нейромедиаторы пуринового ряда — производные аденина. Самую большую группу образуют пептиды и белки. Небольшие пептиды часто несут на N-конце остаток глутаминовой кислоты в виде циклического пироглутамата (5-оксопролин; однобуквенный код: Ацетилхолин – сложный эфир уксусной кислоты и холина. Деполяризация мембраны синаптических окончаний вызывает быстрый ток ионов кальция в клетку. Для выброса содержимого одного пузыря надо 4 иона Ca2+. Ацетилхолин взаимодействует с белком-хеморецептором постсинаптической мембраны. Изменяется проницаемость мембраны – увеличивается её пропускная способность для ионов натрия. Инактивация ацетилхолина в холинэргических синапсах: ацетилхолин ацетилхолин эстераза холин + уксусная кислота Активный транспорт ацетилхолина в нейрон, где он накапливается для последующего повторного использования. Норадреналин действует на адренэргические рецепторы. Повышение цАМФ приводит фосфорилированию белков постсинаптической мембраны Ферменты синтеза катехоламинов образуются в теле нейронов и с аксоплазматическим током транспортируются в окончания нервов. Инактивация МАО инактивирует норадреналин, дофамин, серотонин в пресинаптической мембране. Норадреналин вторично поглощается симпатическими нервами 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. Резерпин ингибирует депонирование катехоламинов в синаптических пузырьках. Применяется для снижения артериального давления, при лечении шизофрении. Аминазин и галоперидол блокируют дофаминовые рецепторы. При шизофрении усилена дофаминэргическая импульсация и эти лекарства целесообразны. Глицин – медиатор торможения, подобный ГАМК. Функционирует в синапсах спинного мозга. Стрихнин, апамин (компонент пчелиного яда) связываются с глициновыми рецепторами, вытесняя глицин. При передозировке стрихнина судороги. НАД нейротропен, применяется при лечении психозов. НАД специфически взаимодействует с ГАМК – бензодиазепиновым рецепторным комплексом синаптических мембран. Нейротрубочки и нейрофиламенты – основные цитоплазматические органеллы аксона. Нейротрубочки состоят из глобулярного гликопротеида тубулина. ГТФ инициирует активацию белка. Микрофиламенты – тонкие цитоплазматические белковые нити. Особенность химического состава и мозга – присутствие в нём 2-х сильнокислых белков: S-100 содержится в глие изменение его свойств нарушает структуру нейронов и проведение нервных импульсов. Белок 14-3-2 в сером веществе содержится, перемещается из тела клетки системой медленного транспорта.
перейти в каталог файлов


связь с админом