Биологический каталог




Нейрохимия

Автор М.И.Прохорова, Н.Д.Ещенко, С.Ю.Туманова и др.

-ратдегидрогеназы, обеспечивающий однонаправленное и синхронное изменение скорости наиболее медленных реакций ЦТК в зависимости от энергетических потребностей ткани, в первую очередь от соотношения компонентов адениннуклеотидной системы.

4. На этапе а-кетоглутарат — сукцинат наряду с универсальной для всех тканей последовательностью реакций в мозгу возможно шунтирование (ГАМК-шунт) с образованием в качестве промежуточного продукта биологически активной у-аминомасляной кислоты.

3.4. КОМПОНЕНТЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ МИТОХОНДРИЙ И ИХ СООТНОШЕНИЕ В ГОЛОВНОМ МОЗГУ

Высокая интенсивность окислительного и энергетического обмена, большинство реакций которого локализуется в митохондриях, привлекает внимание исследователей к изучению особенностей формирования, структуры и соотношения основных компонентов этих субклеточных образований в головном мозгу. Созревание и окончательная дифференцировка головного мозга животных, как упоминалось выше, сопровождается значительной интенсификацией окислительных реакций, переходом на преимущественное использование в качестве энергетического субстрата глюкозы и повышением уровня энергетического обмена. Это проявляется в возрастании активности ферментов, лимитирующих скорость ЦТК, в первую очередь цитратсинтазы, НАД-изоцитратдегидрогеназы, а также активности пируватдегидрогеназы. Параллельно с этими изменениями в головном мозгу растущих животных происходит заметное

Таблица 15

Содержание основных компонентов дыхательной цепи митохондрий в головном мозгу взрослых и растущих кроликов, моль- 10"*°/мг белка

(Пигарева, 1972)

Возраст

Митохондрии коры больших полушарий

животных, дни Флаио- Цитохромы Фла во- Цитохромы

проте-пды Ъ а оя прос с-иды C + Ct ь 1 -

1 15 30 Половозрелые 0,60 0,76 1,47 1,81 0,20 0,20 0,45 0,67 0,2! 0,^2 0,45 0,64 0,24 0,45 0,51 0,78 0,07 0,06 0,15 0,20 1,23 0,85 2,64 2,48 0,42 0,48 0,72 0,90 0,41 0,31 0,67 0,90 0,49 0,54 0,99 1/>3 0,13 0,09 0/27 0,27

Митохондрии ствола мозга

64

(почти двукратное) возрастание числа митохондрий в расчете на клетку, и, следовательно, повышается содержание основных компонентов дыхательной цепи митохондрий — цитохромов и флавопротеидов (табл. 15).

Интересно, что возрастное накопление компонентов дыхательной цепи митохондрий мозга идет неравномерно. На примере анализа мозга крыс и кроликов рядом исследователей показано медленное нарастание уровня цитохромов в первые 15 дней постнатального развития и более интенсивное — в интервале между 15-м и 30-м днями; к концу последнего периода содержание основных переносчиков дыхательной цепи митохондрий близко к уровню, характерному для взрослых животных. Именно период развития 2—4 недели для крыс связан с интенсивной миелинизацией, завершением развития нейронов, с появлением электрической активности коры больших полушарий и двигательных реакций при электростимуляции мозга.

Одним из наиболее важных этапов в функционировании дыхательной цепи митохондрий является последняя стадия, т. е. передача электронов от цитохрома а3 на кислород. Как известно, это наиболее медленная реакция среди окислительно-восстановительных реакций цитохромов. Активность цитохромоксидазы, как и количество компонентов дыхательной цепи, в головном мозгу с возрастом увеличивается. Так, по данным 3. Д. Пи-гаревой, в митохондриях коры больших полушарий новорожденных кроликов активность этого фермента составляет 187, а у взрослых—361 мкл кислорода/ч в расчете на 1 мг белка. Сопоставление активности цитохромоксидазы в нейронах и нейро-глии, проведенное рядом исследователей, показывает большую активность фермента в нейроглиальных клетках. Однако количественно эту разницу ит-за сложностей методического характера и разных способов выделения нейрональных и нейроглиальных клеток, оценить пока трудно.

Последовательность компонентов дыхательной цепи митохондрий и характер нх взаимодействия в митохондриях мозга не отличаются от такового в митохондриях любой другой ткани. Как известно, скорость окислительно-восстановительных превращений компонентов дыхательной цепи значительно превышает скорость реакций дегидрирования субстратов, поэтому именно дегидрогеназные реакции (в мозгу это в первую очередь дегнд-рогеиазные реакции ЦТК) определяют в конечном счете интенсивность окисления энергетических субстратов тканью. Этим же объясняется, почему так важно значение величины отношения активности дегидрогеназ к содержанию основных компонентов дыхательной цепи для оценки интенсивности окислительных процессов в ткани. Установлено, что в тканях с высокой скоростью окисления (головной мозг, сердце, летательная мышца насекомых) величина отношения активности ферментов, лимитирующих ЦТК (цитратсинтаза и ПАД-изоцптратдегидрогепаза), к со-

5 Зак. 37 65

держанию цитохромов а + #з или цитохрома с обычно превышает такую величину для тканей с относительно низкой интенсивностью окислительных процессов (печень и др.). Следовательно, существование подобного соотношения в ,митохондриях головного мозга можно рассматривать как структурную основу, обеспечивающую высокую интенсивность окислительного и энергетического обмена.

3.5. МАКРОЭРГИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В МОЗГУ, ИНТЕНСИВНОСТЬ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

- Характеристика фонда макроэргических соединений мозга

Среди богатых энергией соединений в головном мозгу основная доля принадлежит компонентам адениннуклеотидной системы и креатинфосфату (Кр-Ф), в то время как трифосфаты гуанина, цитозина, уридина составляют менее 10% от суммы макроэргов (табл. 16). В целом соотношение адениновых нуклеотидов

Таблица 16

Содержание некоторых нуклеотидов, креатина и креатинфосфата в головном мозгу и печени крыс, мкмоль/г сырого веса (Вилкова, Ещенко, 1977; Poten е. а., 1973; Mendelson е. а., 1974 и др.)

Головной мозг

Соединение Средние данные Кора больших полушарий Мозжечок Печень

АТФ 2,30-2,90 2,08 2,60 2,40—2,80

АДФ 0,30-0,50 0,12 0,16 0,80—1,00

АМФ 0,03-0,05 0,02 — 0,15-0,30

Величина «энергетического заряда» 0,850-0,930 _ _ 0,810-0,870

ГТФ 0,20-0,30 0,29 0,39 0,19—0,26

ГДФ 0,15-0,20 0,10 0,07 0,18-0,25 .

УТФ 0,17-0,25 0,22 0,19 0,19-0,25

Креатин 5,50-5,95 — — Следы

К реатинфосфа т 3,50-4,75 — — Следы

в тканях мозга и печени примерно одинаково, при этом основной составляющей адениннуклеотидного пула является в обеих тканях АТФ. Однако содержание АДФ и особенно АМФ в мозгу значительно ниже, чем в печени. Распределение основных макроэргических соединений примерно одинаково во всех отделах мозга.

Особого внимания заслуживают полученные в последние годы данные о минорном компоненте адениннуклеотидной систе-

66

мы, а именно циклическом 3', 5'-АМФ. Установлено, что содержание этого биологически важного соединения, а также циклического 3', 5'-ГМФ в головном мозгу значительно выше, чем во многих других тканях. Уровень цАМФ в мозгу составляет в среднем 1—2, а цГМФ —до 0,

страница 21
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Нейрохимия" (12.4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(22.11.2019)