Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
Интересен факт обнаружения нейропептидов, содержащих таурин (глутаурнн, гаммаглутамилтаурин и др.), которые оказывают гормоноподобные эффекты.
Таурин является слабым Р - адренергическим агонистом, он активирует К+-стимулированное освобождение норадреналина из коры мозга, не влияя на спонтанное освобождение. Интравен-трикулярное введение таурина повышает синтез дофамина и норадреналина во всех изученных районах мозга. Влияние его на двигательную активность и регуляцию температуры животного подтверждает медиацию этих эффектов через катехоламинерги-ческую систему. Таурин оказывает антиконвульсивное действие при эпилепсии, блокирует агрессивные реакции у крыс-килле-ров. Однако следует иметь в виду, что содержание таурина в мозге трудно корректировать — он плохо проникает через ГЭБ.
Клинически тауриновый дефицит может выражаться в эпилептических припадках, наследственной атаксии Фридрейха
61
(развивающейся на почве недостаточной реабсорбции таурина в почках), куриной слепоте и др.
2.6. АРОМАТИЧЕСКИЕ АМИНОКИСЛОТЫ НЕРВНОЙ ТКАНИ И ИХ МЕТАБОЛИЗМ
Ароматические аминокислоты — триптофан, фенилаланин и тирозин — важны как предшественники 5-гидрокситриитамина (5-НТ, серотонин) и катехоламинов, играющих чрезвычайно важную роль в нейрональных процессах.
Триптофан является незаменимой аминокислотой и не синтезируется в мозге высших животных. В мозге триптофан может переаминироваться с использованием щавелевоуксусной кислоты в качестве акцептора аминогруппы, а также декарбоксилиро-ваться. Физиологическое значение первой реакции неизвестно. Наиболее интересный нейрональный путь метаболизма триптофана, которой составляет всего 5% от общего метаболизма триптофана в организме — это образование серотонина и мелатонина (схема 2.8).
Схема 2.8. Метаболизм триптофана в головном мозге
(1 — триптофандекарбоксилаза; 2 — триптофангидроксилаза;
3 — 5-окситриптофандекарбоксилаза; 4 — ацетилтрансфераза; 5 — ацетилсеротонинметилтрансфераза)
Первая ступень этого процесса — гидроксилирование триптофана в 5-м положении — катализируется тршггофан-5-гвдро-ксилазой (КФ 1.991.4). Энзим требует молекулярного кислоро-62
5-окситриптамин
(серотонин)
N-ацетилсеротонин
мелатонин
да и тетрагидробиоптерина в качестве кофактора. Этот фермент локализован исключительно в серотонинергических нейронах мозга. Он не полностью насыщен своим субстратом в мозге, Км для триптофангидроксилазы заднего мозга — 50 мкМ, а содержание триптофана там — 30 мкМ. Поэтому даже физиологические вариации уровня триптофана мозга влияют на синтез серотонина, а нагрузки триптофаном изменяют поведенческие реакции животных. Катехоламины являются сильными ингибиторами энзима, что говорит о тесной взаимосвязи между катехольными и индольными путями образования биоаминов.
Вторая ступень катализируется 5-окситриптофандекарбокси-лазой (КФ 4.1.1.28.) и ведет к образованию серотонина. В эпифизе серотонин при участии специфической ацетилтрансфера-зы ацетил ируется с образованием N-ацетилсеротошша; последний подвергается О-метилированию с участием фермента ме-тилтрансферазы, используя в качестве донора метильной группы S-аденозилметионин. При этом образуется гормон эпифиза мелатонин. Активность двух последних ферментов ответственна за изменение светового — темнового цикла у животных и зависит от циркадного ритма.
На содержание триптофана, а следовательно, и серотонина в мозге оказывает влияние характер используемой пищи; оно возрастает при приеме полноценных белков и богатой углеводами пищи. Углеводы стимулируют освобождение инсулина, который способствует поступлению в мышцы, а следовательно, удалению из циркуляции разветвленных аминокислот — конкурентов ароматических аминокислот за транспортные системы ГЭБ мозга. Таким образом, снижение уровня разветвленных аминокислот в плазме крови приводит к повышению транспорта ароматических аминокислот в мозг. Влияние пищи на поведение людей многие исследователи связывают отчасти с изменением уровня ароматических аминокислот в мозге, а отсюда и уровня биогенных аминов.
Запасы триптофана у животных составляют лишь 2-4% от дневной нормы, поэтому небольшие различия в скорости синтеза и катаболизма белка в зависимости от диеты или гормонального состояния могут вызвать большие изменения в уровне свободного триптофана. В регуляции уровня триптофана, а следовательно, и серотонина в мозге большую роль играет также кинурениновый путь катаболизма триптофана, реализующийся в печени. Этот путь инициируется триптофанпирролазой (L-триптофан-2,3-диоксигеназа, КФ 1.13.11.11) — печеночным ферментом, который использует главным образом триптофан
63
из пищи и индуцируется как своим субстратом триптофаном, так и глюкокортико идами. Гормон роста, напротив, предотвращает индукцию триптофанпирролазы триптофаном. Таким образом, триптофанпирролаза печени способствует удалению избытка триптофана из плазмы крови, что, в свою очередь, минимизирует изменение содержания триптофана в мозге.
Фенилаланин также является незаменимой аминокислотой и не синтезируется в мозге высших животных. В мозге происходит трансаминирование и декарбоксилирование фенилаланина. Эти реакции катализируются Ь-тирозин-2-оксоглутаратаминотранс-феразой (КФ 2.6.1.5) и ДОФА-декарбоксилазой (КФ 4.1.1.26).
