БИОХИМИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ. Биохимия нервной ткани
 Скачать 371.33 Kb.
|
|
2+ внутри нервного окончания вызывает слияние 200-300 имеющихся там везикул, заполненных ацетилхолином, с плазматической мембраной. Далее ацетилхолин секретируется в синаптическую щель путем экзоцитоза и присоединяется к рецепторным белкам, расположенным на поверхности постсинаптической мембраны. При взаимодействии с ацетилхолином белок-рецептор изменяет свою конформацию, формируя натриевый канал. Катионная селективность канала обеспечивается тем, что ворота канала сформированы отрицательно заряженными аминокислотами. Таким образом, повышается проницаемость постсинаптической мембраны для натрия и возникает новый импульс (или сокращение мышечного волокна). Деполяризация постсинаптической мембраны вызывает диссоциацию комплекса «ацетилхолин - белок - рецептор», и ацетилхолин освобождается в синаптическую щель. Как только ацетилхолин оказывается в синаптической щели, он подвергается быстрому гидролизу под действием ацетилхолинэстеразы. Образуется промежуточный фермент-субстратный комплекс, в котором ацетилхолин связан с активным центром фермента через серин. Нейромедиаторы - вещества, характеризующиеся следующими признаками: - накапливаются в пресинаптической структуре в достаточной концентрации; - освобождаются при передаче импульса; -вызывают после связывания с постсинаптической мембраной изменение скорости метаболических процессов и возникновение электрического импульса; -имеют систему для инактивации или транспортную систему для удаления из синапса, обладающие к ним высоким сродством. Нейромедиаторы обеспечивают синаптическую передачу нервного импульса. Их синтез происходит в теле нейронов, а накопление — в особых везикулах, которые постепенно перемещаются с участием систем нейрофиламентов и нейротрубочек к кончикам аксонов. К нейромедиаторам относят аминокислоты (и их производные): таурин, норадреналин, дофамин, ГАМК, глицин, ацетилхолин, гомоцистеин, адреналин, серотонин, гистамин. Таурин. Образуется из аминокислоты цистеина. Сначала происходит окисление серы в SН-группе до остатка серной кислоты (процесс идет в несколько стадий), затем декарбоксилирование. Таурин не имеет карбоксильной группы, но содержит остаток серной кислоты. Участвует в проведении нервного импульса в процессе зрительного восприятия. Ацетилхолин. Синтезируется из холина и Ацетил-КоА. Участвует в синаптической передаче нервного импульса. Накапливаясь в синаптических пузырьках, образует комплексы с отрицательно заряженным белком везикулином. Передача возбуждения с одной клетки на другую осуществляется с помощью специального синаптического механизма. Катехоламины: норадреналин и дофамин. Синтезируются по общему механизму из тирозина. Ключевой фермент синтеза — тирозингидроксилаза, ингибируемая конечными продуктами. Норадреналин — медиатор в постганглионарных волокнах симпатической и в различных отделах ЦНС. Биосинтез катехоламинов  Дофамин — медиатор проводящих путей, тела нейронов которого расположены в отделе мозга, отвечающем за контроль произвольных движений. Катехоламины, как и ацетилхолин, накапливаются в синаптических пузырьках и выделяются в синаптическую щель при поступлении нервного импульса. В пресинаптической мембране имеется специальный регуляторный белок —-ахромогранин, 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 перекачиваются специальной транспортной системой путем активного транспорта с участием АТФ обратно через пресинаптическую мембрану и включаются вновь в везикулы. В пресинаптическом нервном окончании излишек медиатора может быть инактивирован моноаминоксидазой или катехоламин-О-метилтрансферазой путем метилирования по оксигруппе. Передача сигнала в адренэргических синапсах происходит 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 тормозится генерация нервных импульсов постсинаптической мембраной. МАО (моноаминоксидазы). ГАМК — тормозной медиатор. Повышает проницаемость постсинаптических мембран для ионов калия, вызывая изменение мембранного потенциала. Глицин — тормозной медиатор, по вызываемым эффектам подобен ГАМК.   Нейромедиаторы и нейрогормоны  Пептиды выполняют функцию как нейромедиаторов, так и гормонов. Имеют в своем составе от 3 до нескольких десятков аминокислотных остатков. Функционируют только в высших отделах нервной системы. Классификация пептидов: - нейрогипофизарные гормоны (вазопрессин, либерины, статины) — одновременно и гормоны, и медиаторы; - гастроинтестинальные пептиды (гастрин, холецистокинин). Гастрин вызывает чувство голода, холецистокинин вызывает чувство насыщения, стимулирует сокращение желчного пузыря и функцию поджелудочной железы; - опиатоподобные пептиды (пептиды обезболивания, эндорфины). Взаимодействуют с теми же рецепторами, что и опиаты (морфин), имитируя их действие; - пептиды сна. Молекулярная природа не установлена. Введение животным вызывает сон; - пептиды памяти (скотофобин). Накапливается в мозге крыс при тренировке на избегание темноты; - пептиды — компоненты ренин-ангиотензиновой системы. Введение ангиотензина-П в центр жажды головного мозга вызывает появление этого ощущения и стимулирует секрецию антидиуретического гормона. Пептиды образуются в реакциях ограниченного протеолиза, разрушаются под действием протеиназ. Биохимические основы возникновения некоторых заболеваний нервной системы Миастения — заболевание, в основе которого лежит повышение активности холинэстеразы, в результате чего быстро расщепляется медиатор ацетилхолин и блокиру ется проводимость на уровне мионеврального синапса. Клинически — патологическая утомляемость мышц, па резы, слабость. Коррекция (лечение) — введение прозерина, который является конкурентным ингибитором холинэстеразы. Шизофрения — заболевание ЦНС, при котором в си напсах происходит накопление медиатора серотонина, что приводит к раздражению соответствующих участков моз га, сопровождающихся галлюцинациями и расстройства ми мышления. Депрессивные состояния — заболевания ЦНС, свя занные с истощением нейромедиаторов в ЦНС. Соединения, влияющие на синаптическую передачу нервного импульса
БИОХИМИЯ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ Мышцы составляют более 40% массы тела. Вся деятельность организма связана в той или иной мере с работой мышц. Функция сосудов и сердца, дыхание, пищеварение, выполнение работы обусловлено деятельностью мышечной ткани. Биохимия мышц служит основой для понимания многообразных функций мышечной ткани и играет большую роль в развитии знаний по физиологии, гигиене, понимании патогенеза заболеваний, связанных с поражением мышечной ткани (инфаркт миокарда, миодистрофии, коллагеновые болезни). В биоэнергетике мышечной ткани большое значение играет метаболизм адениловых и гуаниловых нуклеотидов, содержимое которых изменяется при патологических состояниях. Цель: изучить молекулярную организацию мышечного волокна, дать представление о метаболических процессах, обеспечивающие мышцы энергией. Особенности строения мышечного волокна Мышца состоит из отдельных волокон, которые представляют собой мышечные клетки, окруженные плазматической мембраной (сарколемой). В цитоплазме находятся многочисленные ядра (100-200), митохондрии и другие обычные для клеток органеллы. В мышечной клетке имеются миофибриллы (пучки белков), располагающиеся вдоль клетки, которые построены из белковых нитей (филаментов) двух типов – толстых (миозин) и тонких (актин). Функциональной единицей миофибриллы является участок, ограниченный двумя Z-пластинками, к М-линии прикреплены миозиновые нити своей серединой, активные нити прикреплены к Z-пластинкам. Чередование толстых (А-диски) и тонких (I-диски) нитей создает поперечную полосатость мышц.  Структура мышечного волокна Химический состав поперечно-полосатых и гладких мышц а) Сократительные белки: актин, миозин; б) регуляторные белки: тропомиозин, тропонин. Сокращение – один из характерных признаков живого. Сокращение живой протоплазмы – основа многообразных движений. Функция мышц обусловлена рядом биохимических процессов, при которых в мышечных волокнах химическая энергия трансформируется в энергию, совершаемую мышцей при сокращении. Всю мускулатуру животного организма можно подразделить на две группы: поперечно-полосатые или скелетные мышцы, обеспечивающие все произвольные движения, выполнение физической работы, и гладкие – непроизвольные движения внутренних органов. Структурная единица мышцы – мышечное волокно (его длина до 10-12 см., диаметр 0,1-0,02 мм). Оболочка мышечного волокна построена из эластичных нитей – белков стромы, позволяющей клетке сокращаться и растягиваться. Сократительными элементами мышечной ткани являются миофибриллы, расположенные в форме пучков в цитоплазме мышечного волокна. Под микроскопом видна поперечная исчерченность из-за оптической неоднородности входящих в их состав белков. Скелетные мышцы теплокровных животных содержат 74-78% Н2О и 26-22% сухого вещества. Основная масса сухого вещества приходится на долю белков 18-20%. Липиды составляют 1-3%, соли 1,5-2%, углеводы 0,5-3%. Содержание белковых мышц достигает 20,9%. На основании растворимости белки можно разделить на фракции (содержание в % к общему белку мышц): миогеновая фракция - 28% группа глобулина Ŷ - 20% группа миозина - 30-50% группа актина - 10-12% группа стромы - 9,5% тропомизин - 2,5% миоглобин - 0,2-0,6% Миогеновая фракция: легко извлекается из мышц водой, представляет собой белки типа альбуминов. Ряд белков этой фракции обладает ферментативной активностью, катализируют процессы анаэробного и аэробного распада углеводов. Это – альдолаза, изомераза. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||