ацетилхолинэстеразы.
Во время гидролиза ацетилхолина
образуется промежуточный фермент-субстратный
комплекс, в котором
ацетилхолин связан с активным
центром фермента через серин.
Необратимое ингибирование
холинэстеразы вызывает смерть. Ингибиторами
холинэстеразы являются
фосфорорганические соединения
(хлорофос, дихлофос, табун, зарин, зоман,
бинарные яды). Эти вещества
связываются ковалентно с серином
в активном центре фермента. Некоторые
из них синтезированы в
качестве инсектицидов, а некоторые
- в качестве боевых отравляющих веществ
(нервно-паралитические
яды). Смерть наступает в результате
остановки дыхания.
Обратимые ингибиторы холинэстеразы
используются как лечебные препараты.
Например, при лечении
глаукомы и атонии кишечника.
Катехоламины: норадреналин
и дофамин. Адренэргические синапсы встречаются
в постганглионарных
волокнах, в волокнах симпатической
нервной системы, в различных отделах
головного мозга. Катехоламины
в нервной ткани синтезируются
по общему механизму из тирозина. Ключевой
фермент синтеза -
тирозингидроксилаза, ингибируемая
конечными продуктами.
Норадреналин - медиатор в постганглионарных
волокнах симпатической и в различных
отделах ЦНС.
Дофамин- медиатор проводящих путей,
тела нейронов которого расположены в
отделе мозга, который
отвечает за контроль произвольных
движений. Поэтому при нарушении дофаминэргической
передачи
возникает заболевание паркинсонизм.
Катехоламины, как и ацетилхолин,
накапливаются в синаптических пузырьках
и тоже выделяется в
синаптическую щель при поступлении
нервного импульса. Но регуляция в адренэргическом
рецепторе
происходит иначе. В пресинаптической
мембране здесь имеется специальный регуляторный
белок -
-ахромогранин (Мм = 77 кДа), который
в ответ на повышение концентрации
медиатора в синаптической щели
связывает уже выделившийся
медиатор и прекращает его дальнейший
экзоцитоз. Фермента, разрушающего
медиатор, в адренэргических
синапсах нет. После передачи импульса
молекулы медиатора перекачивается
специальной транспортной системой
путем активного транспорта с участием
АТФ обратно через
пресинаптическую мембрану
и включается вновь в везикулы. В пресинаптическом
нервном окончании
излишек медиатора может быть
инактивирован моноаминоксидазой, а также
катехоламин -О- метилтрансферазой путем
метилирования по оксигруппе. Кокаин тормозит
активный транспорт
катехоламинов.
Передача сигнала в адренэргических
синапсах протекает по механизму, известному
Вам из лекций по теме
"Биохимия гормонов"
с участием аденилатциклазной
системы. Связывание медиатора с
постсинаптическим
рецептором почти мгновенно
вызывает повышение концентрации ц-АМФ,
что приводит к быстрому
фосфорилированию белков постсинаптической
мембраны. В результате изменяется генерация
нервных
импульсов постсинаптической
мембраной (тормозится). В некторых случаях
непосредственной причиной
этого является повышение проницаемости
постсинаптической мембраны для калия,
либо снижением
проводимости для натрия (эти
события приводят к гиперполяризации).
ГАМК - тормозной медиатор. Повышает
проницаемость постсинаптических мембран
для ионов калия. Это
ведет к изменению мембранного
потенциала.
Глицин - тормозной медиатор, по вызываемым
эффектам подобен гамк.
Пептиды.
Имеют в своем составе от трех
до нескольких десятков аминокислотных
остатков. Функциониуют только в
высших отделах нервной системы.
Эти пептиды, как и катехоламины,
выполняют функцию не только нейромедиаторов,
но и гормонов. Передают
информацию от клетки к клетке
по системе циркуляции.
Сюда относятся:
1. нейрогипофизарные гормоны
(вазопрессин, либерины, статины). Эти вещества
одновременно и
гормоны и медиаторы;
2. гастроинтестинальные пептиды
(гастрин, холецистокинин).Гастрин вызывает
чувство голода,
холецистокинин вызывает чувство
насыщения, а также стимулирует сокращение
желчного пузыря и
функцию поджелудочной железы;
3. опиатоподобные пептиды (или
пептиды обезболивания).Образуются путем
реакций
ограниченного протеолиза белка-предшественника
проопиокортина. Взаимодействуют с теми
же
рецепторами, что и опиаты (например,
морфин), тем самым имитируют их действие.
Общее название
- эндорфины - вызывают обезболивание.
Они легко разрушаются протеиназами,
поэтому их
фармакологический эффект незначителен;
4. пептиды сна. Их молекулярная
природа не установлена. Известно лишь,
что их введение животным
вызывает сон;
5. пептиды памяти (скотофобин).
Накапливается в мозге крыс при тренировке
на избегание темноты;
6. пептиды - компоненты ренин-ангиотензиновой
системы.Показано, что введение ангиотензина-II
в центр жажды головного мозга
вызывает появление этого ощущения и стимулирует
секрецию
антидиуретического гормона.
Образование пептидов происходит
в результате реакций ограниченного протеолиза,
разрушаются также под
действием протеиназ.
- Состав: липиды и
белки, нервной ткани.
Липиды нервной ткани
Характерной особенностью нервной
ткани является высокое содержание липидов.
Липиды нервной ткани подразделяют на
две группы:
1) липиды серого вещества,
входящие в состав нейронных
мембран;
2) липиды белого вещества,
из которых построен многослойный
миелиновой футляр.
Большинство липидов серого
вещества аналогичны мембранным липидам
других тканей.
Миелиновые структуры характерны
только для нервной ткани. Типичными липидами
миелина являются: холестерол, сфинголипиды,
фосфолипиды. В эмбриональный период развития
количество миелина в мозге незначительное,
но сразу после рождения синтез миелина
значительно увеличивается. Миелиновая
оболочка, образовавшаяся вокруг нервных
волокон, остается стабильной на протяжении
всей жизни. Специфическая природа липидов
нервной ткани определяет ее характерные
особенности. В составе липидов нервной
ткани отсутствуют нейтральные жиры, низкая
концентрация жирных кислот, значительное
количество сложных фосфо и гликолипидов.
Белое и серое вещества мозга различаются
по качественному составу липидов. В сером
веществе на долю фосфолипидов приходится
около 60% от общего содержания липидов,
в белой — 40%. В белом веществе количество
холестерола, сфингомиелины, цереброзидов
выше, чем в сером веществе мозга.
Холестерол синтезируется в
мозге лишь в период его интенсивного
развития. В мозге взрослых людей этот
процесс не происходит из-за очень низкой
активности ключевого фермента синтеза
холестерина — ОМГ-КоА-редуктазы. Эфиры
холестерина локализуются только в участках
интенсивной миелинизации.
Липиды нервной ткани образуют
с белками сложные протеолипидные комплексы.
Основные функции
липидов мозга:
— структурная — образуют клеточные
мембраны нейронов, является составной
миелина;
— диэлектрическая — обеспечивают
электрическую изоляцию за счет миелина;
— защитная — ганглиозиды как
антиоксиданты ингибируют перекисное
окисление липидов;
— регуляторная — инозитфосфатиды
участвуют в передаче гормонального сигнала.
Белки нервной ткани
Количество белков в головном мозге составляет
около 40%. По растворимости они делятся
на:
а) растворимые в воде;
б) растворимые в солевых растворах;
в) нерастворимые.
Серое вещество содержит больше водорастворимых
белков, белое — наоборот, нерастворимых.
С помощью современных биохимических
методов исследования в ткани мозга найдено
около 100 растворимых белков. Белки нервной
ткани делятся на простые и сложные.
Простые белки нервной ткани
К простым белкам относят нейроальбумины,
составляющие 90% всех растворимых белков
нервной ткани. Они образуют комплексы
с липидами, нуклеиновыми кислотами, углеводами,
являются основными компонентами фосфопротеина,
а в свободном состоянии практически не
встречаются. Количество нейроглобулинов
составляет около 5% от всех растворимых
белков. Главными представителями катионных
белков нервной ткани является гистоны,
которые разделяют на 5 фракций в зависимости
от содержания в их составе остатков лизина,
аргинина, глицина. Нейросклеропротеины
(нейроколагены, нейронеластины, нейростромины)
— структурноопорные белки, на долю которых
приходится 8-10% от количества простых
белков нервной ткани. Они локализованы
в периферийной нервной системе и белом
веществе головного мозга.
Сложные белки нервной ткани
Белки представлены нуклеопротеинами,
липопротеинами, протеолипидами, фосфопротеинами,
гликопротеинами и др. В ткани мозга также
содержатся сложные надмолекулярные образования
— липонуклеопротеины, липогликопротеины,
гликолипонуклеопротеиновые комплексы.
Нуклеопротеиды относятся к рибонуклеопротеинам
или к дезоксирибонуклеопротеинам, которые
растворяются в воде, солях, лугах.
Липопротеины составляют значительную
часть водорастворимых белков нервной
ткани. Их липидный компонент — это в основном
фосфоглицериды и холестерин.
Протеолипиды — белковолипидные комплексы
— нерастворимые в воде, но растворимы
в органических растворителях. В основном
протеолипиды сосредоточены в миелине,
которые в небольшом количестве содержатся
в синаптических мембранах и синаптических
пузырьках.
Фосфопротеины головного мозга составляют
2% от общего количества сложных белков.
Они — компоненты мембран различных морфологических
структур нервной ткани.
Гликопротеины — это гетерогенная группа
сложных белков. В зависимости от соотношения
белкового и углеводного компонентов
их разделяют на:
а) гликопротеины, содержащие от 5 до 40%
углеводов, их белковая составляющая представлена
альбуминами и глобулинами;
б) гликолипопротеины, в которых доля
углеводов составляет от 40 до 80%, а также
имеющийся липидный компонент.
Специфические белки нервной ткани:
а) белок S100 (белок Мура) — принадлежит
к семейству кислых низкомолекулярных
белков с большим содержанием остатков
глутаминовой и аспарагиновой кислот.
Это нейроспецифический протеин, хотя
некоторые его изоформы случаются в других
тканях. В ЦНС идентифицировано 18 изоформ
белков S100, которые сосредоточены в основном
в нейроглии, в нейронах их не более 10-15%.
Белки Мура относят к Са, Zn, Cu связывающих
протеинов кальмодулинового типа с разнообразными
функциями.