Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
• Процессам метилирования отводится важная роль: в проведении сигнала через мембрану, в регулировании жидкостно-сти мембраны и, наконец, в процессах метилирования ДНК. Последние считают вероятными участниками механизмов долговременной памяти. В то время как первая половина цикла превращения метионина (схема 2.7) связана главным образом с 58
метилированием, вторая часть его (особенно синтез таурина) ассоциирована в основном с нейротрансмиттерной и нейромо-дуляторной функцией. Оказалось, что 20% серусодержащих аминокислот локализовано в синаптосомах.
Схема 2.7. Пути метаболизма метионина (A.Lajtha, 1983) (1 — метионинаденозилтрансфераза; 2 — Ы^-метилтетрагидро-фолат-гомоцистеинметилтрансфераза; 3 — N5, N^-метилентет-рагидрофолатредуктаза; 4 — серингидроксиметиатрансфераза, 5
— цистатионинсинтетаза; 6 — цистатионаза; 7 — декарбоксилаза цистеинсульфоновой кислоты; ФН4 — тетрагидрофосфат; MX — митохондрии)
Цистатионин — продукт конденсации гомоцистеина и сери-на. Фермент, участвующий в этом процессе, — цистатионин-синтаза (КФ 4.2.1.21). Цистатионин является промежуточным
59
продуктом метаболизма таких серусодержащих аминокислот, как метионин, цистеин и таурин (схема 2.7.) . Будучи промежуточным метаболитом в обмене серы, он важен для синтеза сульфа-тидов и сульфатированных мукополисахаридов. Содержание цис-татионина выше в белом веществе, чем в сером.
У человека высокие концентрации цистатионина обнаружены в мозге и гораздо меньшие — в других тканях. Интересно отметить, что мозг человека содержит значительно более высокие концентрации цистатионина, чем мозг животных. Концентрация цистатионина в мозге человека повышается в процессе развития, а в мозге крысы, напротив, снижается. Биологическая роль цистатионина не вьиснена. При некоторых психических заболеваниях, а также при действии нейротоксинов содержание цистатионина в мозге резко возрастает. В то же время у некоторых умственно отсталых больных с врожденными нарушениями обмена серусодержащих аминокислот содержание цистатионина в мозге было чрезвычайно низким.
Генетическая потеря цистатионинсинтазы ведет к болезни
— гомоцистинурии, которая сопровождается экскрецией гомо-цистеина с мочой, повышением содержания гомоцистеина и метионина в крови и дефицитом цистатионина и цистатионинсинтазы в мозге и печени. Гомоцистинурия является второй по распространенности аминоацидурией после фенилкетонурии с ярко выраженным действием на ЦНС. Одной из характеристик болезни является фиброз и утончение кровеносных сосудов. Терапевтическое средство — снижение в диете метионина и доноров метильных групп — таких, как холин. Для таких больных необходимо включение цистина в диету, так как они не могут образовывать его из метионина. Клиническая картина у детей выражается в эпизодических судорожных припадках, тяжелом физическом и умственном отставании.
Таурин образуется в мозге посредством окисления цистеина до цистеинсульфоновой кислоты, которая декарбоксилируется с образованием гипотаурина с последующим окислением его до таурина. Он обнаружен в высоких концентрациях в нервной системе беспозвоночных и позвоночных животных. Высокие концентрации таурина найдены в мозге эмбрионов, а также в ранний период постэмбрионального развития. Так, у мышей в первые дни жизни концентрация таурина выше, чем концентрация аминокислот глутаминовой группы, в 3 раза, а у взрослых это отношение уменьшается.
Региональное распределение таурина неравномерно. Он содержится в нейронах и в глии, причем большая часть его обна-
60
ружена в растворимой фракции. В мозге крыс синаптосомаль-ные фракции полосатого тела, коры мозга и мозжечка содержат наиболее высокое количество таурина. Интересно, что таурин
— наиболее распространенная аминокислота сетчатки некоторых видов животных.
Подобно другим короткоцепочечным омега-аминокислотам (глицин, р-аланин, ГАМК) таурин подавляет нейрональную возбудимость, вызывая гиперполяризацию. Таурин — предполагаемый трансмиттер в коре и стволе мозга (подробнее см. гл. 7 и 8). По последним сведениям, он может быть нейротрансмиттером в некоторых районах гиппокампа. Инактивация таурина в мозговых синапсах осуществляется с помощью высокоаффинного обратного захвата. Описан также захват таурина глиальными клетками, что указывает на роль глии в модуляции его синаптической функции.
Таурин связан с регуляцией транспорта кальция в нервной ткани. Многие авторы склонны объяснять высокую концентрацию таурина в мозге именно участием его в контроле уровня Са2+. Модуляция таурином внутриклеточной концентрации Са2+, в свою очередь, регулирует нейрональную возбудимость. Таурин подавляет захват и освобождение Са2+ синаптосомами мозга. Более того, он подавляет связывание Са2+ микросомами мозга в условиях, стимулирующих деполяризацию. Хотя молекулярный механизм взаимодействия таурина с кальций-регу-лирующими системами еще не ясен, приведенные данные свидетельствуют о том, что роль таурина в организме не ограничивается только нейромедиаторной функцией.
