Нервная ткань способна синтезировать заменимые аминокислоты. Содержание аминокислот в нервной ткани
в 8 раз выше, чем в крови.
Функции аминокислот в нервной ткани:
Источник «сырья» для синтеза белков, пептидов, липидов, нейромедиаторов и др. В сером веществе преобладает синтез БАВ, в белом – белков миелиновой оболочки.
Нейротрансмиттеры (нейромедиаторы).
Аминокислоты и их производные участвуют в синаптической передаче.
Источник энергии (глутамат, лейцин, изолейцин, валин → кислоты ЦТК).
Обезвреживание аммиака. При возбуждение нервной системы возрастает
образование NH4, который связывается ГЛУ с образованием ГЛУ(н). Реакцию с затратой АТФ катализирует глутаминсинтетаза.
Непонятно наличие в мозге набора ферментов орнитинового цикла,
но без карбамоилфосфатсинтазы, из-за чего мочевина не образуется.
Метаболизм глутаминовой кислоты (ГЛУ) занимает центральное место в обмене аминокислот в мозге
(50% общего аминоазота мозга).
ГЛУ образуется в нервных клетках из глюкозы ( ~ 10% глюкозы,
поглощаемой мозгом).
Аминокислоты
75% |
25% |
ГЛУ, АСП |
другие |
Участие глутаминовой кислоты в метаболизме нервной ткани:
1.Обезвреживание аммиака.
2.Энергетическая (ГЛУ превращается в α-кетоглутарат - метаболит ЦТК)
3.Участвует в реакциях дезаминирования других аминокислот.
4.ГЛУ - донор NH2- группы в биосинтезе заменимых аминокислот.
5.Синтез глутатиона (антиоксидант).
6.Образование γ-аминомасляной кислоты (ГАМК).
7.Нейромедиатор (возбуждающий).
Химические основы проведения нервного импульса
Основная функция нейрона – распространение и интегрирование информации.
Проявлением активности служит возбуждение, которое сопровождается химическими, электрическими, тепловыми изменениями.
Инициаторы
возбуждения
Внешние |
Изменение |
Медиаторы |
|
раздражители |
состава крови |
||
|
Формирование потенциала покоя:
Важную роль в проведении нервного импульса играют:
Мембрана аксона
Натриевый насос (Na+, K+ - АТФ-аза)Ионопроводящие каналы (натриевые, калиевые)
В состоянии покоя ионопроводящие каналы закрыты.Распределение Na+, K+ неравномерно по разные стороны мембраны
аксона.
Формируется трансмембранная разность потенциалов (- 60-70 мВ).Потенциал одинаков на всем протяжении волокна.
Потенциал покоя
трансмембранный потенциал - 60 - 70мВ
Мембрана аксона
Внешняя
сторона Na+ ↑
+
+
+
+
+
Ионные
каналы
закрыты
-
-
-
-
-
Внутренняя
сторона К+ ↑ ( >30 раз)
Формирование потенциала действия
1) Возбуждение приводит к открытию ионных каналов.
Na+- каналы открываются раньше и переток Na+ идет активнее, чем К+.
2)Изменяется величина заряда трансмембранного потенциала ( +40мВ )
3)Продолжительность процесса ~1 милисек
4)Потенциал действия, возникнув в одном участке аксона, в результате диффузии ионов вдоль мембраны, вызывает развитие потенциала действия на соседнем участке.
Потенциал действия
трансмембранный потенциал + 40мВ
5)Волна возбуждения проходит весь аксон и достигает воспринимающую клетку.
6)Нормализация волны возбуждения (формирование потенциала покоя)
происходит за счет перекачки К+ и Na+ обратно против градиента концентрации с помощью Na+, K+-АТФ-азы (затрата АТФ!)
7)В мышечной клетке – аналогичный механизм развития потенциала действия, только его вызывает освобождение Ca2+.
Ингибиторы развития потенциала действия - вещества, блокирующие ионные каналы.
|
Кокаин - алкалоид, наркотик, производимый из |
|
Фугу бурый скалозуб |
листьев коки (Erythroxylon coca) — растения, |
|
распространённого в Южной Америке. |
||
(Takifugu rubripes) |
||
|
тетродотоксин |
Анестетики для |
|
местного обезболивания |
Механизм передачи нервного импульса
Синапс – это морфофункциональное образование нервной системы,
которое обеспечивает передачу сигнала с одного нейрона на другой нейрон или на эффекторную клетку.
Классификация синапсов:
По локализации: центральные (ЦНС) и периферические
(нервно-мышечные, нейросекреторные вегетативной НС).
По конечному эффекту: тормозные и возбуждающие.
По механизму передачи: электрические, химические, смешанные.
Химический синапс осуществляет передачу сигнала с помощью специальных молекул – нейромедиаторов.