82. Біохімія нервової тканини: особливості хімічного складу та метаболізму. Нейромедіатори та нейропептиди: представники,біологічне значення.

Загальний хімічний склад: білки, значна кількість ліпідів, вуглеводи, інші низькомолекулярні біомолекули, неорганічні солі і води.

Особливості:

-високий вміст ліпідів різноманітної хімічної структури. Переважання складних полярних ліпідів (фосфогліцеридів, сфінголіпідів, гліколіпідів) і холестерину при незначній кількості нейтральних жирів (триацилгліцеролів). Вміст у білій речовині головного мозку значно вищий, ніж у сірій речовині,

- білки з різними біохімічними й функціональними властивостями, зокрема білки-ферменти, регуляторні та структурні білки. Серед білків головного мозку виділяють нейроальбуміни, нейроглобуліни та нейросклеропротеїни,

-наявність високої концентрації вільних амінокислот, переважно аспартат, глутамат, глутамін.

Метаболізм

Залежність від постачання киснем, який використовується переважно на аеробне окислення глюкози. Основний споживач метаболічної енергії -процес генерації нервового потенціалу на мембрані нейронів, який вимагає постійного функціонування мембранної Na+ , K+ -АТФази. Особливість: переважання рівня використання глюкози над іншими субстратами енергетичного обміну. Перехід клітин головного мозку на окислення ацетоацетату лише в умовах голодування та виснажливої фізичної роботи. У тканині головного мозку в реакції гідролітичного дезамінування АМФ утворюється вільний аміак, який знешкоджується шляхом взаємодії з глутаматом, утворюючи глутамін, що виходить у кров.

 

Нейромедіатори (нейротрансмітери) — біомолекули, які забезпечують передавання імпульсів у НС з одного нейрона на інший, а також з нейрона на ефекторний орган.

За хімічною природою:ацетилхолін, біогенні аміни(катехоламіни—норадреналін, дофамін, серотонін), амінокислоти та їх похідні (γ-аміномасляна кислота — ГАМК, гліцин, глутамат, аспартат), пептиди — нейропептиди(ендорфіни, енкефаліни, сполука P).

Медіаторні функції також виконують пролін, таурин, β-аланін, аденозин, простагландини. Рецептори(іоннотропні,метаботропні) нейромедіаторів — мембранні білки, що локалізовані в постсинаптичних мембранах нейронів або плазматичних мембранах клітин ефекторних органів і здатні до зв’язування фізіологічних ефекторів і передавання зовнішньоклітинного хімічного сигналу всередину нейрона

Ацетилхолін — похідне холіну й оцтової кислоти, є найбільш поширеним нейромедіатором.

АХ реагує з:

– м-холінорецепторами (м-ХР)

Внутрішньоклітинні ефекти їх збудження реалізуються за рахунок підвищення цитозольної концентрації Са2+, який активує Са2+- залежну гуанілатциклазу, що призводить до генерації цГМФ, яка опосередковує дію агоністів м-ХР на цГМФ-залежні біохімічні системи відповідних мішеней

– н-холінорецепторами(н-ХР) зростанням проникності клітинних до іонів Са2+, Na+ та K+.

Норадреналін відіграє трансмітерну роль в адренергічних синапсах центральної та периферичної нервової системи. Роль у підтриманні рівня активності нервовопсихічних реакцій, формуванням когнітивних та адаптивних процесів.

Взаємодія лігандів із β1 - та β2 –ад. сприяє активації аденілатциклази, збільшенню внутрішньоклітинної концентрації цАМФ і через систему цАМФ-залежних протеїнкіназ — стимуляцією адреналіном глікогенолізу в печінці та м’язах і ліполізу в жировій тканині.

Стимуляція α1 -адренорецептрів підвищує цитозольну концентрацію іонів Са2+, що призводить до активації Са-залежних реакцій клітини;

– стимуляція α2 -адренорецепторів супроводжується гальмуванням активності аденілатциклази і перебудовою цАМФзалежних біохімічних процесів.

 

Дофамін бере участь у регуляції поведінки, рухової сфери, діяльності серцево-судинної системи, кишечника, нирок.

Активація D1 -рецепторів супроводжується збільшенням активності дофамінчутливої аденілатциклази з наступним включенням цАМФ-залежного каскаду біохімічних реакцій. Активація D2 -рецепторів призводить до зменшення активності аденілатциклази, внутрішньоклітинної концентрації кальцію та пригнічення відповідних цАМФ- і Са-залежних метаболічних і фізіологічних процесів.

Серотонін

– збудження 5-НТ1 -рецепторів до активації серотонін-чутливої аденілатциклази і зростання рівня цАМФ;

– збудження 5-НТ2 –рецепторів- зростанням у цитозолі концентрації іонів кальцію та активацією Са-залежних біохімічних процесів.

Фізіологічна роль в зв’язку з регуляцією тривоги, неспокою агресивність, імпульсивних потягів.

“нейромедіатор гарного самопочуття”

Амінокислотні нейромедіатори на два класи:

1) збуджувальні кислі амінокислоти(L-глутамат і L-аспартат);

Надходження в постсинаптичний нейрон Ca2+ внаслідок збудження іонотропних (NMDA- або AMPA/каїнатних) рецепторів спричиняє довготривалу потенціацію міжнейронної передачі для процесів навчання, пам’яті, становлення індивідуальних форм поведінки.

2)гальмівні амінокислоти: ГАМК (γ-амінобутират; 4-амінобутират), гліцин, таурин, β-аланін.

ГАМК пригнічує міжнейронну передачу нервових імпульсів

Нейропептиди

Опіоїдні пептиди(метіонін (мет-)-енкефалін, лейцин (лей-)енкефалін, α-, β-, γ- та δ-ендорфіни (“ендогенні морфіни”), α- та β-неоендорфіни, динорфіни A та B. мають виражену знеболювальну активність і специфічну дію на головний мозок людини, що проявляється розвитком складного психоемоційного стану ейфоріїз покращанням настрою, відчуттям душевного комфорту, позитивним сприйняттям довкілля