Тема 3. 17. Биохимия нервной и соединительной тканей

Актуальность темы

       Нервная ткань состоит из нейронов, выполняющих специфические функции, и нейроглии, обеспечивающей существование и функционирование нервных клеток и осуществляющей опорную, трофическую, разграничительную, секреторную и защитную функции. Нейроны ответственны за восприятие раздражения, создание и передачу нервного импульса.Нервная ткань регулирует деятельность других тканей и органов, их взаимосвязь и их связь с внешней средой.

       Соединительная ткань характеризуется разнообразием клеток, хорошо развитым межклеточным веществом, состоящим из волокон и межклеточного аморфного вещества. Физико-химические особенности межклеточного вещества и его структура в значительной степени определяют функциональное значение различных типов соединительной ткани.

       В последние годы в мире растет число заболеваний, связанных с метаболическими нарушениями в соединительной ткани. К ним относятся остеопороз, заболевания, связанные с аутоиммунными поражениями соединительной ткани (коллагенозы), а также заболевания, возникающие при генетически обусловленных дефектах ферментов метаболизма компонентов соединительной ткани. К числу этих заболеваний относятся несовершенный остеогенез, синдром Элерса – Данло, синдром Марфана, мукополисахаридозы.

       Проблема диагностики заболеваний соединительной ткани усложняется тем, что не всегда можно быстро и правильно поставить диагноз, так как соединительная ткань не имеет определенной локализации, а распределена по всему организму. Поэтому заболевания, связанные с нарушениями метаболизма в соединительной ткани, можно ошибочно принять за заболевания того или иного органа в зависимости от локализации патологического процесса.

       Теперь ознакомьтесь с целями занятия.

Общая цель

Уметь интерпретировать особенности биохимического состава и метаболизма нервной и соединительной тканей в норме и его возможные нарушения для последующего использования полученных знаний на клинических кафедрах.

Конкретные цели:                                                   Цели исходного уровня:

                                                                   Уметь:

1. Интерпретировать функции и биохи-мический состав нервной ткани	Интерпретировать клеточный состав нервной ткани (кафедра гистологии)
2. Интерпретировать особенности энер-гетического обмена в нервной ткани
3. Интерпретировать роль нейромедиаторов в функционировании головного мозга
4. Интерпретировать биохимические изме-нения в головном мозге при неврологической и психической патологии
5. Интерпретировать функции и био-химический состав соединительной ткани	Интерпретировать клеточный состав соединительной ткани (кафедра гистологии)
6. Интерпретировать особенности мета-болизма компонентов соединительной ткани
7. Интерпретировать биохимические изме-нения в соединительной ткани при старении и при ряде ее заболеваний

Для проверки исходного уровня Вам предлагается выполнить ряд заданий.

Задания для самопроверки и самокоррекции исходного уровня

Задание 1. При окрашивании срезов нервной ткани анилиновыми красителями в цитоплазме нейронов обнаружена субстанция в виде базофильных глыбок и зерен различных размеров. Какая внутриклеточная структура им соответствует при электронной микроскопии?

                A. Шероховатый эндоплазматический ретикулум

                B. Ядро

                C. Митохондрии

                D. Гладкий эндоплазматический ретикулум

                E. Комплекс Гольджи

 

Задание 2. На срезе серого вещества головного мозга крыс обнаружены клетки с округлым светлым ядром и множеством коротких разветвленных отростков. Электронно-микроскопический анализ выявил в их цитоплазме небольшое количество свободных рибосом, микротрубочки, небольшое количество цистерн эндоплазматического ретикулума, но большое количество митохондрий. Какие это клетки?

                A. Волокнистые астроциты

                B. Протоплазматические астроциты

                C. Эпендимоциты

                D. Нейроны

                E. Глиальные макрофаги

 

Задание 3. В строме внутренних органов при гистологическом исследовании обнаружены клетки веретенообразной формы с крыловидными отростками, характеризующиеся небольшим количеством органелл, вакуолей, липидов, гликогена. Какие это клетки?

                A. Фибробласты

                B. Хондроциты

                C. Фиброциты

                D. Плазмоциты

                E. Макрофаги

 

Задание 4. Исследование эмбриогенеза соединительной ткани показало, что некоторые ее клетки происходят не из мезенхимы, а из нервных гребней. О каких клетках идет речь?

                A. Остеоцитах

                B. Фибробластах

                C. Макрофагах

                D. Пигментоцитах

                E. Хондробластах

 

Правильность решений проверьте, сопоставив с эталонами ответов.

Эталоны ответов к решению заданий для самопроверки и самоконтроля исходного уровня знаний: 1 – А, 2 – В, 3 – С, 4 – D

 

Информацию для восполнения исходного уровня можно найти в следующей литературе:

1. Гистология, цитология и эмбриология/ Под ред. Афанасьева Ю.И., Юриной Н.А. –

Москва: Медицина, 2002. – С. 199 – 253, 268 – 301  

1. Лекции по гистологии

 

Содержание обучения

Содержание обучения должно обеспечивать достижение целей обучения, чему способствуют графы логической структуры изучаемой темы (Приложения 1, 2).

 

Основные теоретические вопросы, позволяющие выполнить целевые виды деятельности:

1. Особенности биохимического состава нервной ткани

Аминокислоты, пептиды и белки нервной ткани. Их биологическая роль в функционировании нервной ткани

Особенности липидного состава нервной ткани. Биологическая роль липидов в функционировании нервной ткани

Биохимический состав и функции миелина

Углеводы нервной ткани

1. Энергетический обмен в головном мозге
2. Медиаторы нервной ткани

Роль медиаторов в передаче нервных импульсов  

Нейрохимические механизмы действия психотропных препаратов

1. Биохимические основы памяти
2. Функции соединительной ткани
3. Биохимический состав межклеточного вещества соединительной ткани

Коллаген, его биологическая роль, особенности структуры

Эластин, его биологическая роль, особенности структуры

Протеогликаны и гликозоамингликаны соединительной ткани, их биологическая роль, особенности структуры

Фибронектин, его биологическая роль, особенности структуры

1. Метаболизм коллагена, образование фибриллярных структур
2. Метаболизм протеогликанов соединительной ткани
3. Биохимические изменения в соединительной ткани при старении
4. Биохимические основы патологических изменений в соединительной ткани: коллагенозов, мукополисахаридозов, нарушений синтеза и структуры коллагена

 

Найти материал для освоения этих вопросов можно в одном из следующих источников.

Обязательная литература

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія: Підручник. – Київ – Вінниця: НОВА КНИГА, 2007. – С. 596 - 626

1. Практикум з біологічної хімії/ За ред. проф. Склярова О.Я. – Київ: Здоров’я,

2002. – С. 281 – 291

3. Тестовые задания по биологической химии для рубежного и экзаменационного 

контроля знаний студентов всех факультетов (часть 2)/ Под ред. Борзенко Б.Г. - 

Донецк, 2006. – С. 130 – 135, 141 – 142

1. Лекции по биохимии
2. Графы логической структуры (Приложения 1, 2)

Дополнительная литература

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія: Підручник. – Київ – Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 65 – 69, 185 – 189, 478 – 490
2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – Москва: Медицина, 1998. –

  С. 625 – 644, 661 - 671

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – Москва: Медицина, 1990 –

       С. 488 – 503, 518 - 533

1. Николаев А.Я. Биологическая химия. – Москва: ООО «Медицинское информационное агентство», 1998. – С. 399 – 411, 461 - 481
2. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами/ Под ред. Северина Е.С., Николаева А.Я. – Москва: ГЭОТАР МЕД, 2001. – С. 162 – 176, 387 – 390
3. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии: В 3-х томах. Т.3. – Москва: Мир, 1981. – С. 1425 – 1498

После изучения вышеперечисленных вопросов для самопроверки усвоения материала по изучаемой теме Вам предлагается выполнить целевые обучающие задачи. Правильность решения задач можно проверить, сопоставив их с эталонами ответов.

Целевые обучающие задачи

Задача 1. Содержание нейроспецифической енолазы в коре больших полушарий головного мозга больше, чем в стволе головного мозга. Исходя из этих данных, активность какого метаболического процесса преобладает в коре головного мозга по сравнению со стволом головного мозга?

                A. Гликолиза

                B. Глюконеогенеза

                C. Липолиза

                D. Синтеза гликогена

                E. Синтеза миелина

     

Задача 2. Исследование аминокислотного состава тканей организма человека показало, что только в нервной ткани встречается одно из нижеперечисленных соединений. Какое именно?

                A. Лизил-ор-лейцин

                B. Аспартат

                C. N - ацетиласпартат

                D. Глутамат

                E. Глутамин

          

Задача 3. Исследование энергетического обмена головного мозга показало, что только в нем функционирует ГАМК-шунт. Что это за процесс?

                A. Ответвление в цикле трикарбоновых кислот на участке «альфа- 

                     кетоглутарат – сукцинат»

                B. Ответвление в цикле трикарбоновых кислот на участке «сукцинат – малат»

                C. Совпадает с окислительной стадией пентозофосфатного цикла

                D. Ответвление в гликолизе на участке «3-фосфоглицерат – 2-фосфоглицерат»

                E. Ответвление в гликолизе на участке «2-фосфоглицерат –  

                      фосфоенолпируват»

 

Задача 4. По сравнению с другими органами в головном мозге показана самая высокая активность изоцитратдегидрогеназы. В каком метаболическом процессе участвует этот фермент?               

                A. В цикле трикарбоновых кислот

                B. В гликолизе

                C. В гликогенолизе

                D. В синтезе гликогена

                E. В пентозофосфатном цикле

  

Задача 5. Известно, что морфин может использоваться как болеутоляющее средство. На чем основан этот эффект?

                A. Морфин имитирует действие опиоидных пептидов

                B. Морфин имитирует действие серотонина

                C. Морфин имитирует действие ацетилхолина

                D. Морфин имитирует действие глицина

                E. Морфин имитирует действие ГАМК

 

Задача 6. У пациентки, страдающей остеопорозом, увеличено содержание гидроксипролина в моче. Какие факторы влияют на количество этого соединения?

                A. Распад эластина

                B. Уровень альдостерона

                C. Деполимеризация гиалуроновой кислоты

                D. Распад коллагена

                E. Дефицит биотина   

 

Задача 7. Исследование биосинтеза коллагена показало, что на внутриклеточной стадии этого процесса требуются аскорбиновая кислота и двухвалентное железо. Для какой реакции они необходимы?

                A. Для гидроксилирования пролина и лизина

                B. Для гликозилирования оксилизина

                C. Для образования дисульфидных связей в молекуле тропоколлагена

                D. Для частичного протеолиза предшественника коллагена

                E. Для формирования пиридинолиновых сшивок в молекуле коллагена

     

Задача 8. Аминокислотный анализ коллагена показал, что в нем больше всего содержится одной из приведенных ниже аминокислот. Какой именно?

                A. Глицина

                B. Пролина

                C. Оксипролина

                D. Лизина

                E. Аланина

   

Задача 9. Исследование биохимического состава соединительной ткани выявило наличие в ней необычной аминокислоты – лизил-ор-лейцина. Где она встречается?

                A. В фибронектине

                B. В агрекане

                C. В эластине

                D. В коллагене

                E. В гепарине

    

Задача 10. Для снятия отечности ткани в послеоперационный период врач назначил препарат, повышающий тканевую и сосудистую проницаемость. Какой именно?

                A. Коллагеназу

                B. Эластазу

                C. Гиалуронидазу

                D. Гепарин

                E. Аскорбиновую кислоту    

 

 

Эталоны ответов к решению целевых обучающих задач: 2 – С, 3 – А, 5 – А, 8 – А, 10 – С

 

Краткие методические рекомендации к проведению занятия

В начале занятия проводится тестовый контроль исходного уровня знаний студентов и его коррекция. Проверяется выполнение домашнего задания. Затем проходит собеседование по текущей теме, а также проводятся анализ и коррекция решения целевых обучающих задач. В конце занятия проводится итоговый контроль, подводятся итоги занятия.

 

                                                                                                                    Приложение 1

Граф логической структуры

                                                                                                              Приложение 2

Граф логической структуры

 

                                                                                                                                 

Приложение 3

Задания для самостоятельной работы

СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ

Соединительная ткань чрезвычайно распространена в организме. Она составляет примерно 50% от массы тела. Особенности соединительной ткани:

1) преобладание межклеточного вещества по сравнению с клетками;

2) наличие фибриллярных структур – коллагеновых, эластиновых волокон, локализованных в межклеточном веществе;

3) гетерогенный химический состав.

Какие функции выполняет соединительная ткань в организме человека?

В соединительной ткани содержатся три главных класса биомолекул:

1) структурные белки – коллаген, эластин;

2) белки со специальными функциями - фибронектин, ламинин, фибриллин;

3) протеогликаны.

Задание № 1

Какой из приводимых ниже белков наиболее распространен в организме человека?

А. Альбумин

Б. Эластин

В. Коллаген

Г. Альфа-2-макроглобулин

Д. Гемоглобин

 

Какова его пространственная структура?

А. Тройная спираль

Б. Состоит из четырех олигомеров

В. Двойная спираль

Г. Сферическая молекула

Д. Включает чередующиеся линейные и шарообразные участки

Задание № 2

Какую функцию выполняет выбранный Вами белок?

А. Каталитическую

Б. Структурную

В. Сократительную

Г. Гормональную

Д. Транспортную

Задание № 3

Какие аминокислоты, входящие в состав коллагена, кодируются генетически?

А. Аланин

Б. Пролин

В. Оксилизин

Г. Глицин

Д. Оксипролин

Задание № 4

Какие аминокислоты, входящие в состав коллагена, не кодируются генетически?

А. Аланин, Валин

Б. Серин, глицин

В. Гидроксипролин, гидроксилизин

Г. Глутамат, аспартат

Д. Фенилаланин, триптофан

 

Коллаген является полиморфным белком, известно 27 его генетически детерминированных разновидностей, которые отличаются друг от друга по первичной структуре, функциям, локализации.

Синтез коллагена включает внутри- и внеклеточные стадии. Вначале синтезируется белок-предшественник (проколлаген), который подвергается нескольким посттрансляционным модификациям (процессингу).Специфически направленный процессинг осуществляется с помощью белков-шаперонов.

Внутриклеточные стадии синтеза коллагена:

1) синтез препроальфа цепи на рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума (ЭПР);

2) отщепление со стороны N-конца полипептидной цепи сигнального пептида, который необходим для направления новосинтезированного поли пептида в полость ЭПР;

3) гидроксилирование остатков пролина и лизина (необходимы ферменты пролил-, лизилгидроксилазы, аскорбиновая кислота, двухвалентное железо);

4) гликозилирование остатков гидроксилизина (присоединение глюкозы или галактозы);

5) формирование тройной спирали, связанной внутри дисульфидными связями;

6) экскреция преколлагена из клетки

Внеклеточные стадии синтеза коллагена:

7) отщепление N- и C-концевых пептидов при участии N- и C-концевых 

      проколлагеновых пептидаз, образование тропоколлагена;

8) формирование пиридинолиновых поперечных сшивок с последующим 

образованием коллагеновых волокон. 

Для образования сшивок необходим медьсодержащий фермент лизилоксидаза, при участии которого образуются аллизин и оксиаллизин, которые образуют поперечные сшивки друг с другом, а также с лизином и гидроксилизином.

Задание № 5

Какие компоненты необходимы для образования коллагена на этапе трансляции?

А. ДНК-полимераза

Б. Калий, натрий

В. Заменимые и незаменимые аминокислоты

Г. Ферменты: N- и C-пептидазы

Д. Пуриновые и пиримидиновые основания

Задание № 6

У пациента наблюдаются повышенная кровоточивость десен, шатание зубов, уменьшение эластичности кожи, подкожные геморрагии, плохое заживление ран. Дефицит какого витамина может быть причиной этих нарушений? В образовании какого компонента соединительной ткани он участвует? Как называется описываемое состояние?

Задание № 7

Известно, что синтез коллагена усиливается во время заживления ран. Однако этот процесс существенно замедляется при недостатке в организме витамина С, железа, а также при гипоксии. Почему?

 

Распад коллагена катализируется коллагеназой, которая расщепляет пептидные связи между глицином и оксипролином. Об интенсивности распада коллагена при ряде заболеваний, сопровождающихся поражением соединительной ткани, судят по повышенной секреции в моче (какой аминокислоты?).

В результате генетических дефектов синтеза коллагена и ферментов, необходимых для его посттрансляционных модификаций, в частности, лизилоксидазы, нарушается формирование костей, хрящей, имеют место повышенная растяжимость и дряблость кожи (cutis laxa) и шарнироподобная подвижность суставов, а также грыжи артерий, кишечника (несовершенный остеогенез, хондродисплазия, синдром Элерса-Данло).

Задание 8

Составьте таблицу «Сравнительная характеристика коллагена и эластина»

Показатель	Коллаген	Эластин
Функция
Локализация
Преобладающие аминокислоты
Уникальные аминокислоты
Пространственная структура
Генетические разновидности
Наличие углеводов
Внутримолекулярные сшивки
Наличие сигнального пепти-да в процессе биосинтеза

Фибриллин является гликопротеином. Он входит в состав микрофибрилл.     В результате

мутации гена, кодирующего синтез фибриллина, развивается синдром Марфана. При этом заболевании нарушена структура фибриллина, что проявляется в эктопии (смещении) хрусталика, арахнодактилии («паучьи пальцы») и дилатации восходящей части аорты.

Фибронектин – это гликопротеин, необходимый для адгезии («молекулярный клей»), миграции клеток и межклеточных взаимодействий.

Ламинин входит в состав базальных мембран. Он взаимодействует со всеми структурными компонентами базальных мембран (коллагеном, фибронектином) и, кромк того, может связываться с клетками.

Задание № 9

Особенностью соединительной ткани является самое большое количество, по сравнению с другими тканями, межклеточного матрикса. Что является его главным связующим веществом?

А. Дерматансульфат

Б. Коллаген

В. Гепарин

Г. Гиалуроновыя кислота

Д. Эластин

Основу межклеточного вещества соединительной ткани составляют протеогликаны, состоящие из белкового компонента (5 – 10%) и гликозамингликанов (кислых мукополисахаридов). Гликозамингликаны – это гетерополисахариды, состоящие из большого количества дисахаридных единиц, включающих аминосахар (N-ацетилглюкоз(галактоз-)амин) и уроновую кислоту (глюкуроновую либо идуроновую).

Задание № 10

Составьте таблицу «Некоторые гликозамингликаны соединительной ткани»

Гликозамингликаны	Локализация	Компоненты
Гиалуроновая кислота
Хондроитин
	Дерма, артерии, роговица, склера
		Галактоза, N-ацетил-глюкоз-амин-6-сульфат
Гепарин

Задание № 11

В структуре каких гликозоаминогликанов встречается глюкуроновая кислота?

А. Гиалуроновой кислоты

Б. Гепарина

В. Кератансульфата

Г. Хондроитина

Д. Дерматансульфата

Задание № 12

Известно, что синовиальная жидкость уменьшает трение внутрисуставных поверхностей. При ревматизме, артрите ее вязкость уменьшается вследствие деполимеризации одного из приведенных ниже соединений. Какого именно?

А. Коллагена

Б. Гликогена

В. Гепарина

Г. Гиалуроновой кислоты

Д. Стеариновой кислоты

 

При генетическом дефекте ферментов, гидролизирующих гликозамингликаны, развиваются заболевания – мукополисахаридозы, характеризующиеся избыточным накоплением тех или иных мукополисахаридов.

Задание № 13

Некоторые патогенные микроорганизмы разрушают гиалуроновую кислоту, так как они синтезируют фермент гиалуронидазу. В чем заключается «преимущество» этих микроорганизмов над теми, которые не синтезируют данный фермент?

Задание № 14

У пациента с ожоговой болезнью имеет место повышенная угроза тромбообразования в сосудах вследствие усиления свертывания крови. Какой гликозоамингликан необходимо использовать для предупреждения этого осложнения?

Задание № 15

Какие гормоны угнетают синтез протеогликанов и коллагена в соединительной ткани?

А. Соматотропин

Б. Соматомедины

В. Глюкокортикоиды

Г. Андрогены

Д. Инсулин

Задание № 16

Известно, что при старении организма кожа становится дряблой, сухой, уменьшается экскреция гидроксипролина с мочой. Какие биохимические изменения происходят при этом? Составьте правильные ответы.

А. Содержание гиалуроновой кислоты уменьшается (увеличивается)

Б. Увеличивается (уменьшается) количество внутри- и межмолекулярных сшивок в молекуле коллагена

В. Повышается (уменьшается) стабильность молекул коллагена

Г. Повышается (уменьшается) эластичность коллагеновых волокон

Д. Катаболизм коллагена активируется (ингибируется)

Е. Соотношение протеогликаны/коллаген увеличивается (уменьшается)

 

 

НЕРВНАЯ ТКАНЬ

Нервная система представляет собой уникальную биологическую структуру, роль которой заключается в управлении всеми функциями организма. В этой связи познание биохимических механизмов деятельности мозга является важнейшей биологической задачей. По сравнению с другими тканями человека и животных нервная ткань представляет собой наиболее сложную и гетерогенную организацию структурных элементов.

Аминокислоты нервной ткани (аминокислотный пул) являются не только источниками для синтеза белков, пептидов, гормонов, но они сами либо их производные участвуют в синоптической передаче, в осуществлении межнейрональных связей в качестве нейромедиаторов и нейромодуляторов. Кроме того, именно для нервной ткани особую значимость имеет энергетическая функция аминокислот, в частности, глутамата.

Для аминокислотного состава нервной ткани характерны высокие концентрации глутамата, глутамина, аспартата, N-ацетиласпартата, ГАМК, а также их интенсивный метаболизм. Эти пять соединений составляют 75% фонда всех свободных аминокислот головного мозга, причем ГАМК и N-ацетиласпартат локализованы исключительно в нервной ткани. N-ацетиласпартат является резервуаром ацетильных групп в головном мозге, которые используются в развивающемся мозге для синтеза жирных кислот.

Задание № 1

Какой медиатор образуется при обмене тирозина?

А. Серотонин

Б. Дофамин

В. Энкефалин

Г. Гистамин

Д. ГАМК

Задание № 2

Какие аминокислоты относятся к «возбуждающим» нейромедиаторам?

А. Гистидин, лизин

Б. ГАМК, глицин

В. Пролин, серин

Г. Глутамат, аспартат

Д. Глутамин, аспарагин

Задание № 3

Какие аминокислоты относятся к «тормозным» нейромедиаторам?

А. Гистидин, тирозин

Б. Глутамат, глутамин

В. Аспартат, аспарагин

Г. Пролин, лизин

Д. ГАМК, глицин

Задание № 4

Какие биогенные амины являются нейромедиаторами?

А. Норадреналин, серотонин

Б. Эндорфины, энкефалины

В. Глицин, пролин

Г. Глутамат, аспартат

Д. Ацетилхолин, холин

В результате какой реакции и из каких предшественников образуются выбранные Вами соединения? Какой фермент катализирует эту реакцию? Какой у него кофермент? При участии какого фермента происходит их инактивация?

 

Одним из главных компонентов пула свободных аминокислот головного мозга является ГАМК. Из какого предшественника и в какой реакции он образуется?

Цикл превращений ГАМК в мозге включает три сопряженные реакции, получившие название ГАМК-шунта. Этот путь характерен только для нервной ткани, и его физиологическая роль заключается в образовании нейромедиатора – ГАМК.

Задание № 5

Ознакомьтесь со схемой ГАМК-шунта и расположите три ключевых фермента этого пути. На каком участке цикла трикарбоновых кислот возникает данное ответвление?

Альфа-кетоглутарат → Глутамат → ГАМК → Янтарный полуальдегид → Сукцинат

Ферменты: ГАМК-трансаминаза; глутаматдекарбоксилаза; дегидрогеназа янтарного

               полуальдегида

Составьте общую схему цикла трикарбоновых кислот и ГАМК-шунта.

 

Задание № 6

Метаболизм глутамата в головном мозге чрезвычайно интенсивен. Эта аминокислота используется в обезвреживании аммиака в мозге.

Завершите  схемы реакций, укажите названия ферментов и коферментов:

                              А + аммиак → Б

                              Б + аммиак → Глутамин

 

 Значительная часть белков нервной системы идентична белкам других тканей и органов. Однако существует большая группа нейроспецифических белков (НСБ), количество которых превысило 200. Специфичность белков для нервной ткани определяется следующими критериями:

а) существенное количественное превышение этих белков только для нервной ткани;

б) участие этих белков в реализации специфических функций нервной системы, таких как генерация и проведение нервного импульса, установление межклеточных контактов в нервной ткани, в механизмах обучения и формирования памяти;

в) тесной взаимосвязью между биологической активностью этих белков и функциональным состоянием нервной системы.

По локализации в нервной ткани различаются нейрональные или глиальные нейроспецифические белки. Особую группу НСБ представляют сократительные белки нервной ткани, которые обеспечивают подвижность и ориентацию микротрубочек, нейрофиламентов, активный транспорт и участвуют в синоптической передаче нервного импульса.

Большое внимание в деятельности нервной системы принадлежит опиоидным пептидам: эндорфинам, энкефалинам, с которыми связывают патогенез и развитие нервно-психических и нейроэндокринных нарушений.

 

Липиды являются не только структурными компонентами нервной ткани, но и важнейшими участниками функциональной активности. В головном мозге содержится 50% липидов (от сухой массы). Кроме того, для нервной ткани установлено большое разнообразие и наличие специфических только для мозга липидов.

Фосфолипиды нервной ткани составляют до 70% от суммарного содержания липидов в сером веществе и 45 – 50% - в белом веществе мозга. Характерна высокая гетерогенность фосфолипидов мозга по сравнению с внутренними органами.

Значительная часть сфинголипидов мозга представлена галактозидцереброзидами, галактозидсульфатидами. Они преобладают в белом веществе.

В мембранах нервных окончаний содержится большое количество ганглиозидов, которые участвуют в процессах адгезии, в связывании различных катионов.

Мозг содержит уникальные мембранные структуры – миелиновые оболочки, которые имеют самое высокое (80%) содержание липидов по сравнению с другими тканями, кроме жировой. Специфическими липидными компонентами миелина являются цереброзиды и цереброзидсульфатиды. Также для миелина характерны высокое содержание холестерола, полифосфоинозитидов.

Липидный состав нервной ткани постоянен. Содержание и соотношение отдельных классов липидов меняется в ходе развития и дифференцировки мозга.

 

Задание № 7

Составьте таблицу «Некоторые липиды нервной ткани»

Липиды	Структурные компоненты
Цереброзиды	Сфингозин+жирная кислота (ЖК)+гексоза
Цереброзидсульфатиды
Ганглиозиды	Сфингозин+ЖК+гексоза+N-ацетилнейра-миновая кислота (не менее 1 остатка)
Фосфатиды
Церамиды
Сфингомиелины

 

Интенсивность энергетического обмена мозга является одним из главных факторов, лимитирующих его деятельность. Для мозга характерна высокая интенсивность энергетического метаболизма. Мозг взрослого человека потребляет до 20 – 25% кислорода, поступающего в организм, и до 70% свободной глюкозы, поступающей из печени в артериальную кровь.

Наиболее интенсивно потребление кислорода и глюкозы осуществляется в филогенетически молодых отделах мозга. Оно минимально в спинном мозге и периферических нервах. Интенсивность дыхания в нейронах выше, чем в глиальных клетках.

Задание № 8

Известно, что гликоген является формой депонирования глюкозы. Однако в нервной ткани, в отличие от печени и скелетных мышц, отсутствуют столь значительные количества депонированного гликогена. Почему гликоген не откладывается в головном мозге в больших количествах?