Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
4
Введение Основные биохимические особенности нервной системы И.П.Ашмарин
Нервная система представляет собой уникальную биологическую структуру, главные функции которой состоят в прямом или косвенном управлении важнейшими внешними функциями организма, а также в регуляторной и интегрирующей роли по отношению к процессам, протекающим внутри целостного организма человека или животного. Естественно, нейрохимия — самая сложная из областей современной биохимии* Перед тем как приступить к изучению ее по разделам, полезно иметь представления о наиболее общих особенностях нервной системы, причем не только биохимических, но и некоторых морфологических и функциональных.
1. Нервная система — это наиболее сложная и гетерогенная организация различных структурных элементов по сравнению с другими тканями организма человека и животных. Основной структурно-функциональной единицей ее является нейрон. Существует несколько типов нейронов, отличающихся по своим размерам, числу отростков, ряду функциональных и биохимических свойств. Характерно, что нейроны “работают” не в одиночку, независимо друг от друга, а, напротив, образуют сложные межнейрональные комплексы или ансамбли по функциональному принципу. Число нейронов в ЦНС высших животных составляет
1012 _ ю15.
Наряду с нейронами в нервной ткани большую роль играют различные нейроглиальные клетки — астроциты, олигодендро-циты, клетки эпендимы и микроглии. Лишь благодаря тесному морфофункциональному и метаболическому взаимодействию нейрональных и глиальных клеток обеспечивается функциональная деятельность нервной ткани.
Сложный характер межклеточных взаимодействий в функциональных ансамблях нейронов и в системе нейрон-нейроглия выражается и в сложности анатомической организации нервной системы и особенно ее центральных отделов, в первую очередь головного мозга.
2. Сложнейшая система межнейрональных и периферических связей осуществляется через специфические образования
5
— синапсы, обеспечивающие передачу и модуляцию сигнала с помощью химических и электрических механизмов. На одном нейроне может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч синапсов. Именно благодаря синаптическим образованиям происходит формирование временных и стабильных функциональных ансамблей нейронов, осуществляется межнейрональный, нейромы-шечные и нейросекреторные контакты.
3. Особую роль в функционировании нервной системы играет специфика в строении нейрональных мембран, способных к генерации и распространению электрического потенциала.
Наличие миелиновых оболочек обеспечивает надежную электрическую изоляцию тел нейронов и их отростков для исключения неадекватного взаимодействия между нейронами при распространении возбуждения, чем гарантируется высокая скорость проведения нервного импульса.
4. Уникальное строение нейронов, для большинства из которых характерна значительная разница между размерами и объемом центральной части клетки и длиной отростков (в первую очередь аксона), делает понятным существование в нервных клетках специфических транспортных систем, осуществляющих перенос метаболитов, ионов, предшественников для образования структурных элементов и др. Прямой и обратный (ретроградный) аксональный ток является обязательным условием нормального функционирования нейрона. Аксоплазматический ток обеспечивает постоянное обновление компонентов синаптических структур, осуществление обратной связи между отростками и телом нейрона, а также между отдельными компар-тментами клетки.
5. Обмен и функции нуклеиновых кислот клеток нервной системы характеризуются особенным разнообразием экспрессируемых уникальных генов. Среди них есть гены, определяющие синтез большого числа нейроспецифических белков. Временные и стабильные перестройки систем экспрессии генов являются важным элементом механизмов памяти и других высших функций центральной нервной системы.
Многочисленные нейроспецифические белки, многие из которых представляют собой глико- или липопротеины, выполняют важные функции, в частности, участвуют в формировании рецепторных участков клеточной поверхности, в процессах адгезии клеток, в перестройке межклеточных контактов в онтогенезе. Некоторые нейроспецифические белки вовлечены в процессы синаптической передачи и формирования долговременной памяти.
6
6. Нервная ткань характеризуется высоким содержанием и необычайной гетерогенностью липидов. Это существенно отличает нервную ткань от других органов и тканей. Именно специфические липиды в значительной мере определяют сложность и своеобразие мембран и надмолекулярных образований (таких, как миелин) в нервной системе.
На долю липидов приходится до 50% сухой массы нервной ткани; при этом фосфолипиды составляют около половины, а холестерин и гликолипиды — примерно до 25% от общего количества липидов. Для нервной ткани характерно наличие специфических липидов'. ганглиозидов, галактоцереброзидов, полифос-фоннозитидов, которые в других тканях либо отсутствуют, либо обнаруживаются в ничтожных количествах.
