Специфичные белки нервной ткани

Белок Мура обладает кислыми свойствами вследствие содержания в большом количестве аспарагиновой и особенно глутаминовой аминокислот. Около 85 – 90% данного белка находится в нейроглии и 10 – 15% в нейронах,т.е. это нейроглиальный белок, его концентрация возрастает при обучении и возможно принимает участие в формировании и хранении памяти.

Белок14 – 3 – 2 так же относится к кислым белкам, и в отличии белка -100 он локализован в основном в нейронах, в нейроглиальных клетках его содержание невелико. Роль данного белка пока не ясна.

ФЕРМЕНТЫ.

В мозговой ткани содержится большое количество ферментов, которые катализируют обмен углеводов, липидов и белков. В чистом кристаллическом виде выделены: ацетилхолинэстераза, креатинкиназа.

Значительное количество ферментов в мозговой ткани находится в нескольких молекулярных формах (изоферменты):

лактатдегидрогеназа, альдолаза, креатинкиназа, гексокиназа, глутоматдегидрогеназа, холинэстераза, моноаминооксидаза, и др.

ЛИПИДЫ.

Среди химических компонентов головного мозга особое место занимают липиды, высокое содержание и специфическая природа которых придают мозговой ткани характерные особенности.

В группу липидов головного мозга входят фосфолипиды, холестерин, сфингомиелины, цереброзиды, ганглиозиды, и очень небольшое количество нейтрального жира.

В сером веществе головного мозга фосфолиипды составляют более 60% от всех липидов, а в белом веществе 20%. Напротив, в белом веществе содержится холестерин сфигмомиелинов и церебро… больше, чем в белом веществе.

В мозговой ткани имеются гликоген и глюкоза. Однако, по сравнению с другими тканями ткани мозга белны углеводами.

В мозговой ткани имеются так же промежуточные продукты обмена углеводов, гексозо – и триозофосфаты, молочная, пировиноградная и другие кислоты.

Нуклеотиды и креатинфосфат.

Из свобвдных нуклеотидов в мозговой ткани больше приходится на долю адениловых нуклеотидов и меньше производных гуаниновых нуклеотидов.

Распределение основных макроэргических соединений примерно одинаково во всех отделах головного мозга.

Содержание циклических нуклеотидов (цАМФ, цГМФ) в головном мозге значительно выше, чем во многих других тканях, наибольшее содержание цАМФ. Для мозга характерно так же высокая активность ферментов метаболизма циклических нуклеотидов. Считается, что циклические нуклеотиды участвуют в синтетическом процессе.

Минеральные вещества

Na K Cu Fe Ca Mg Mn распределены в головном мозге относительно равномерно между серым и белым веществами. Содержание же фосфора в белом веществе выше, чем в сером.

Количественное соотношение неорганических анионов и катионов в мозговой ткани свидетельствует о дефиците анионов. Считают, что дефицит анионов покрывается за счет липидов.

ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА НЕРВНОЙ ТКАНИ.

Газообмен.

На долю головного мозга приходится 2 – 3% от массы тела. В то же время потребление кислорода головным мозгом в состоянии физиологического покоя составляет 20 - 25% от общего потребления его всем организмом.

Газообмен мозга значительно выше, чем газообмен других тканей, в частности он превышает газообмен мышечной ткани в 20 раз.

Интенсивность дыхания для различных областей головного мозга неодинаково. Так, дыхание белого вещества в 2 раза ниже, чем серого. Особенно интенсивно расходуют кислород клетки коры полушарий головного мозга и мозжечка. Поглощение кислорода головным мозгом значительно уменьшается при наркозе. Напротив, интенсивность дыхания головного мозга увеличивается при возрастании функциональной активности.

ОБМЕН ГЛЮКОЗЫ И ГЛИКОГЕНА В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ.

Основным субстратом дыхания мозговой ткани является глюкоза. Об этом свидетельствует дыхательный коэффициент ткани головного мозга, который близок к единице Dk =CO2/O2=0,99+-0,33.

Показано, что более 85% утилизированной глюкозы окисляется до углекислого газа и воды при участии цикла трикарбоновых кислот.

В физиологических условиях роль пентозофосфатного пути окисления глюкозы в мозговой ткани невелика. Однако этот путь окисления глюкозы присущ всем клеткам головного мозга. Образующийся при этом НАДФН₂ используется на синтез жирных кислот и стероидов.

Между глюкозой и гликогеном мозговой ткани имеется тесная связь, выражающаяся в том, что при недостаточном поступлении глюкозы из крови гликоген головного мозга является источником глюкозы, а глюкоза при ее избытке является исходным материалом для синтеза гликогена. Распад гликогена мозговой ткани идет путем фосфоролиза с участием системы цАМФ. Однако, в целом же использование гликогена в мозге не играет существенной роли в энергетическом отношении, т.к. содержание гликогена в головном мозге невелико.

ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ.

Аминокислотный состав мозга отличается определенной специфичностью. Так, концентрация свободной глутаминовой кислоты в мозге выше, чем в любом органе. Обнаруживается ряд свободных аминокислот, которые лишь в незначительном количестве находятся в других тканях. Сюда относятся: гамма – аминомасляная кислота, ацетиласпарагиновая кислота и цистотианин. Последний обнаруживается только в мозге человека, где он образуется в результате взаимодействия сирина и гомоцистеина.

Белки в головном мозге находятся в состоянии активного обновления, однако, в разных отделах головного мозга скорость синтеза и распада белковых молекул неодинакова. Белки серого вещества больших полушарий и белки мозжечка отличается особенно большой скоростью обновления. Белки белого вещества головного мозга имеют меньшую скорость синтеза и распада белковых молекул.

При различных функциональных состояниях ЦНС отмечается изменение в интенсивности обновления белков. Так, при действии на организм возбуждающих агентов в мозге усиливается интенсивность обмена белков. Напротив, под влиянием наркоза скорость распада и синтеза белков снижается.

При возбуждении центральной нервной системы отмечается повышение содержания аммиака в нервной ткани. Это явление имеет место, как при раздражении периферических нервов, так и головного мозга. Считают, что образование аммиака при возбуждении в первую очередь происходит за счет дезаминирования адениловой кислоты.

Аммиак очень ядовитое вещество, особенно для нервной системы.

Особую роль в устранении аммиака играет глутаминовая кислота. Она способна связывать аммиак с образованием глутамина – безвредного для нервной ткани вещества. Длина реакции аминирования протекает при участии фермента глутаминсинтетазы и требует затрат энергии АТФ. Определенную роль в связывании аммиака играет реакция восстановительного аминирования.