ли ном.

этих двух группировок в активном центре АХЭ имеются гидрофобные участки, которые "осуществляют фиксацию АХ на поверхности фермента.

Гидролитическое расщепление ацетилхолина протекает следующим образом: катионная часть АХ в результате электростатического притяжения соединяется с анионным участком АХЭ, и молекула АХ ориентируется определенным образом от-; носительно активного центра фермента. Взаимодействие слож-, ноэфирной группировки АХ с эстеразной группировкой АХЭ при-. водит к образованию фермент-субстратного комплекса, который \ далее расщепляется на ацетилированный фермент и холин.

218

В свею очередь ацетилированный фермент хвдродизуется водой па уксусную кислоту и свободный фермент.

В настоящее время считают, что в структуре АХЭ при взаимодействии с АХ происходят конформационные изменения. К взаимодействию АХЭ с ацетилхолином, по-видимому, можно приложить положение о том, что активные центры фермента но существуют в готовом виде, а образуются в момент взаимодействия субстрата с ферментом в результате конформационной перестройки третичной структуры. Такие же процессы должны происходить и в холинорецепторе, для того чтобы он имел возможность вступить во взаимодействие с АХ или другими холин-эргическими веществами.

Исходя из современных положений о строении мембраны предложена гипотеза о механизме действия АХ, согласно которой ВзаимодМствшГ^Гедиатора с компонентами мембраны приводит к конформационным изменениям АХЭ и к повышению проницаемости мембраны для ионов. В тех участках мембраны, где наблюдается особо высокая чувствительность к АХ, липид-ным компонентом в мембране является фосфатидилхолин, который связан с белковым слоем своей полярной группировкой — фосфор ил хол ином

О

НО-Р--0 -CH2-N(CH3V

I

ОН

Как видно, фосфорилхолин и ацетилхолин близки по своему химическому строению, благодаря этому АХ конкурирует с фос-фатидилхолином за соединение с белком^ёЮбразование связи АХ с белком влечет за собой конформационные изменения в белковой молекуле. При этом происходит разрыв связи белка с фосфатидил хол ином, которая осуществляется через ионы Са2+. Кальций замещается одновалентными ионами К+, и тем самым повышается проницаемость мембраны для этих ионов. / Следует подчеркнуть, что процессы как пассивного, так и активного транспорта одновалентных ионов и кальция сопряжены и взаимообусловлены, поскольку имеются экспериментальные данные о том, что транспорт Са2+ через мембраны головного мозга осуществляется с помощью Са—Na-обмена.

Таким образом, основной функцией АХ в ЦНС является .участие в регуляции процессов возбуждения в качестве медиатора. Экспериментально установлено, что АХ локализован в преси-наптических терминалях и поступает* вейнаптическую щель при прохождении нервного импульса. Нейромедиаторное действие АХ осуществляется путем взаимодействия с рецепторами, находящимися на постсинаптической мембране, а также за счет ферментативной системы, которая участвует в биосинтезе и инактивации ацетилхолина.

219

8.2. БИОГЕННЫЕ АМИНЫ

Исследование функциональной роли биогенных аминов представляет собой одну из важнейших проблем биохимии, физиологии и практической медицины. Это обусловлено тем, что в организме они выполняют целый ряд функций, участвуя в регуляции сложных метаболических процессов в клетках, а также как нейромедиаторы принимают непосредственное участие в изменении проницаемости мембран и проведении нервного импульса.

К числу биогенных аминов относятся: дофамин (3,4-диокси-фенилэтиламин, окситирамин), игр12адреналин(3,"4-диоксифенил-оксиэтиламин, норэпинефрин, артеренол, аминоэтанолпирокате-хин, НА), &ттлдеиа^1ин (3,4-диоксифенил-оксиметилэтиламин, эпи-нефрин, метиламиноэтанолпирокатехин, А), которые называются также пирокатехиновыми аминами, или катехоламинами, и серотонин (5-гидрокситриптамин).

Катехоламины

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что катехоламины (КА), находясь в незначительных количествах в головном мозгу, распределены в различных структурах мозга крайне неравномерно.

В настоящее время установлено, что основным нейромедиа-тором адренэргической системы являются норадреналин (НА) и дофамин, а не адреналин, как полагали ранее." Из табл. 37

Таблица 37

Содержание норадреналина дигидрооксифенилаланина (дофа) в различных отделах головного мозга, мкг/г ткани (Segawa е. а., 1975;

Lingwist е. а., 1975)

Отдел мозга Норадреналин Дофамин Дофа

Целый мозг 0,443 0,915 0,000

Передний мозг 0,435 1,900 0,011

Задний мозг 0,335 0,300 0,007

Кора головного мозга 0,100 — —

Гипоталамус 1,000 2,250

Лимбический мозг 0,300 1,350 —

Средний мозг 0,370 0,190 —

Продолговатый мозг 0,750 0,350 —

Мозжечок 0,250 0,2.50 —

видно, что наибольшее количество норадреналина и дофамина сосредоточено в гипоталамусе, наименьшее содержание ИА обнаружено в коре>оловногЬ"мбзгаТ Следует отметить, чго в одних и тех же отделах концентрация дофамина, как правило, превы-

220

тает KOH^etrrgajurim НА, исключение составляет продолговатый мозг, где содержание НА почти' в 2 раза выше, чем дофамина.

БиосинтезГкатехоламйнов в основном протекает в теле нервной клетки с последующим транспортом их с помощью аксонального тока в нервные окончания и поступлением в везикулы. Показано, что запасы НД в везикулах представлены по крайней мере двумя формами: прочносвязащюй. и .лабильносвязащюй. Прочшзс^язанньш НА является запасным и освобождается из везикул под* вл?яш!ём*различных воздействий. Он практически определяет общее содержание НА в головном мозгу. Лабильно-связанный НА составляет 10—15% от общего количества НА и представляет собой функционально активную форму НА, которая принимает участие в проведении нервного импульса. Эта форма в отличие от первой характеризуется высокой скоростью метаболизма. Кроме этих двух имеется $ще одна цитоплазма-тическая форма, незначительная по объему, но интенсивно ме-Хаболирующая. Полагают, что лабильносвязанная форма НА восполняется за счет распада прочносвязанного НА, поглощения цитоплазматического НА и процессов биосинтеза.

Цредшественником катехоламинов, как известно, является аминокислота тирозин, гидроксилирование которой происходит с участием фермента тирозин-3-гидроксилазы (L-тирозин, тетра-гидроптеридин: кислород-оксиредуктаза, КФ 1.1.4), что приводит к образованию катехоламинов по схеме

НО

CHs-CH-COOH HOv

Тиоазин -3 - гиАроксилазг

Тирозин

но-^ЧХ

ДОфамнн ~р - гндрокскпсиа

Дигидрооксифенилэтилаяин Дофамин

НО,

но

сн2-сн-Соон

NH2

Д и ги дрооксифенил-аланин Дофз

,CH-CH2-NH, I

ОН

Норадреналин

НО

ОН

Адреналин

Тирозин-З-гидроксилаза находится в восстановленной форме, и для активности данного фермента необходимо наличие ионов

221

железа. Этот фермент характеризуется субстратной специфичностью, он может гидроксилировать фенилаланин, причем, толь-кхГ^тарозин, но не of-тирозин. Pj^^uh^ образования дигидроок-а^фетилаланяна является наиболее медленной реакцией в биосинтезе катехола