- •Кафедра биохимии
- •Лекция № 28 Тема: Биохимия нервной ткани
- •Классификация нервной системы
- •Классификация нервной ткани
- •Клетки нервной ткани Нейрон
- •Глиальные клетки
- •Макроглия
- •Химический состав нервной ткани
- •Химический состав серого и белого вещества головного мозга человека
- •1. Простые белки
- •2. Сложные белки
- •Содержание (мкмоль/г) свободных аминокислот в мозге, плазме и смж человека
- •Белковый и липидный состав миелина, белого и серого вещества человека
- •Строение нервного волокна. Миелиновая оболочка
- •1. Безмиелиновое волокно
- •2. Миелиновое волокно
- •Обмен веществ и энергии в нервной ткани
- •Спиномозговая жидкость – как диагностический показатель состояния нервной ткани
- •Химический состав спинномозговой жидкости
- •Биохимические основы нервной деятельности
- •Аминокислотные медиаторы
- •Глутамат
- •Энкефалины и другие нейропептиды
- •Вещество р
- •Химические основы боли
- •5.1. Болевые рецепторы
- •5.3. Привыкание к лекарствам и лекарственная зависимость.
- •VI.Нейрохимические механизмы пластичности и памяти.
Содержание (мкмоль/г) свободных аминокислот в мозге, плазме и смж человека
аминокислота |
мозг |
Плазма крови |
СМЖ |
|||
Глутаминовая |
10,6 |
75% |
0,05 |
23%
|
0,225 |
60% |
N-ацетиласпарагиновая |
5,7 |
- |
- |
|||
Глутамин |
4,3 |
0,70 |
0,030 |
|||
ГАМК |
2,3 |
- |
- |
|||
Аспарагиновая |
2,2 |
0,01 |
0,007 |
|||
Цистатионин |
1,9 |
25% |
- |
77% |
- |
40% |
Таурин |
1,9 |
0,10 |
- |
|||
Глицин |
1,3 |
0,40 |
0,013 |
|||
Аланин |
0,9 |
0,40 |
0,017 |
|||
Глутатион |
0,7 |
0,10 |
0,010 |
|||
Серин |
0,7 |
0,10 |
0,010 |
|||
Треонин |
0,2 |
0,15 |
0,025 |
|||
Триптофан |
0,05 |
0,05 |
0,010 |
|||
Валин |
0,2 |
0,25 |
0,013 |
|||
Лизин |
0,1 |
0,12 |
0,014 |
|||
Лейцин |
0,1 |
0,15 |
0,004 |
|||
Пролин |
0,1 |
0,10 |
- |
|||
Аспарагин |
0,1 |
0,07 |
- |
|||
Метионин |
0,1 |
0,02 |
0,003 |
|||
Изолейцин |
0,1 |
0,10 |
0,080 |
|||
Аргинин |
0,1 |
0,10 |
0,060 |
|||
Цистеин |
0,1 |
0,10 |
0,002 |
|||
Фенилаланин |
0,1 |
0,10 |
0,010 |
|||
Тирозин |
0,1 |
0,10 |
0,006 |
|||
Гистидин |
0,1 |
0,10 |
0,003 |
Липиды нервной ткани
Нервная ткань отличается высоким содержанием и разнообразием липидов, которые придают ей специфические особенности.
В сером веществе фосфоглицериды составляют более 60% от всех липидов, а в белом – около 40%. В белом веществе содержится больше холестерина, сфингомиелинов и особенно цереброзидов, чем в сером веществе.
-
Холестерин составляет около 25% от общего содержания липидов. При этом в мозге мало эфиров холестерина. ХС повышает электроизоляционные свойства клеточных мембран, защищает их от ПОЛ, повышает их механическую прочность.
-
Свободных жирных кислот в мозге мало, а этерефицированных жирных кислот в мозге очень много, в основном это пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и арахидоновая кислоты.
-
Сфинголипиды (ганглиозиды и цереброзиды) участвуют в процессах коммуникации нервной клетки с окружающей ее средой. Они обеспечивают передачу сигналов с наружной поверхности клетки в ее внутреннее пространство. Разнообразие углеводных частей сфинголипидов делает их носителями специфической информации.
-
Ганглиозиды находятся преимущественно в сером веществе. Выделяют 4 основных ганглиозида – Gм1, GD1a, GD1b и GT1. Зрительная кора относительно богата GT1 и GD1b, в коре головного мозга содержатся в основном GT1, в белом веществе - Gм1. Функции ганглиозидов: 1). являются рецепторами внешних сигналов; 2). с гликопротеинами отвечают за специфичность клеточной поверхности, распознавание клеток и их адгезию; 3). участвуют в развитии нервной системы при образовании «правильных» межклеточных связей; 4). участвуют в коммуникации между мембранами аксонов и окружающими их олигодендроглиальными клетками; 5). участвуют в функциональной адаптации зрелой нервной системы. Синтез ганглиозидов связан с дифференциацией нейронов.
-
Цереброзиды находятся преимущественно в белом веществе, особенно их много миелине. В цереброзидах и сульфатидах ЦНС превалируют производные галактозы. Количество галактоцерамидов и галактосульфатидов возрастает по мере миелинизации.
-
Фосфатидилинозитолы в ЦНС не превышают 0,5-2% от общих липидов. Локализованы в плазматических мембранах, в миелине (до 95% всех фосфоинозитов мозга), в ЭПС, наружной митохондриальной и ядерной мембранах. Участвуют в инозитолтрифосфатной системе передаче сигнала с мускариновых и α1-адренергических рецепторов.
Углеводы нервной ткани
По сравнению с другими тканями ткань мозга содержит мало глюкозы и гликогена. У новорожденных концентрация гликогена в мозге выше, чем у взрослых.
Олигосахариды составляют 2-10% массы плазматической мембраны, большая их часть связана с белками и меньшая с - гликолипидами. Практически все они локализованы на внешней поверхности плазматической мембраны и придают ей индивидуальность и специфичность.
Нуклеотиды нервной ткани
Большинство нейронов ЦНС диплоидны, а небольшая их часть в некоторых отделах ЦНС (клетки Пуркинье мозжечка) может содержать избыточное количество ДНК.
Особенностями хроматина нейронов являются необычно короткие нуклеосомные единицы, наличие редких вариантов гистонов, большое разнообразие негистоновых белков и высокая матричная активность.
Содержание РНК в нейронах велико, что связано с активным синтезом белка. Среднее отношение РНК/ДНК может достигать 50 и редко бывает ниже 3. В печени, поджелудочной железы, почках оно составляет 2-4,5.
Содержание цАМФ и цГМФ в головном мозге значительно выше, чем во многих других тканях. Уровень цАМФ в мозге составляет в среднем 1-2, а цГМФ – до 0,2 нмоль на 1г ткани.
Макроэргические соединения нервной ткани
Количество макроэргических соединений в нервной ткани невелико, их распределение примерно одинаково во всех отделах мозга. Макроэргические соединения представлены в основном креатинфосфатом и АТФ, на долю ГТФ, ЦТФ, УТФ приходиться менее 10% всех макроэргов. Содержание креатина и креатинфосфата более, чем в 2 раза превышает количество адениновых нуклеотидов. Количество АТФ в нервной ткани примерно такое же, как и в печени, зато АДФ и АМФ в мозге значительно ниже. Пиримидиновые основания не синтезируются в мозге, а поступают из печени.
Минеральные вещества нервной ткани
Na+, K+, Cu2+, Fe2+, Ca2+, Mg2+ и Mn2+ распределены в головном мозге относительно равномерно между серым и белым веществом. Содержание фосфора в белом веществе выше, чем в сером. В мозговой ткани существует дефицит анионов, который покрывается за счет белков и липидов (у липидов нервной ткани важная роль в ионном балансе).