Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
99
Таблица 4.4.
Состав жирных кислот фосфолипидов синаптосомальных и миелиновых мембран коры мозга обезьяны (% от общего содержания кислот)
Шифр Фосфатид ил-
холи н этанол амин сери н+монофосфо -
инозитид
синапто- миелин синапто- миелин синапто* миелин
сомы сомы сомы
16:0 50 33,1 7,4 4,9 3,5 2,6
18:0 12,4 17 25,5 15,9 44,3 43
18:1 27,2 42,3 12,1 33,2 11,4 38,5
20:1 0,7 0,9 1,6 ' 9,3 - 2,5
20:4 3,8 3,2 10,1 11,6 8,3 6,3
22:4 0,8 0,6 6,4 13,1 3,5 3,7
22:6 3 2,3 24,9 10,6 26,9 2,9
Изменение жирнокислотного состава приводит к нарушению функциональной деятельности мозга.
4.1. РОЛЬ АЦИЛОБМЕННОГО МЕХАНИЗМА
В мембранах головного мозга имеет место цикл деацилирова-ние — реацилирование, при котором происходит замена жирных кислот в молекуле фосфолипидов, в то время как другие компоненты молекулы остаются неизменными. Этот ацилобмен-ный механизм является особенно важным для включения тех или иных жирных кислот во второе положение остатка глицерина, и его рассматривают как средство локального регулирования физических и функциональных свойств мембран. Существенную роль играет и переход диацильных форм фосфолипидов в моноацильные и обратно. Все это оказывает влияние на такие мембранные процессы, как проницаемость для различных веществ, транспорт ионов и т.д.
100
Адилобменные реакции имеют прямое отношение ко многим процессам, влияя на активность ряда ферментов (адени-латциклазы, синтетазы жирных кислот), на синтез простаглан-динов и чувствительность фоторецепторов . Некоторые исследователи связывают ферментативное деацилирование — реаци-лирование с эффектом синаптической передачи. Так, под влиянием норадреналина в синаптосомах происходит активирование фосфолипазы А2, отщепляющей жирную кислоту во втором положении глицерофосфолипида. Таким образом, нейромедиатор модифицирует обмен фосфолипидов в синаптических мембранах путем вовлечения в этот процесс реакций деацилирова-ния. Предложена следующая схема регуляции активности аци-лобменного цикла нейромедиаторами (схема 4.1).
Схема 4.1. Предположительная схема регуляции активности фосфолипазы нейромедиаторами
МЕДИАТОР
i
аденилатциклззз АТФ —------"Mi АМФ
4.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЛИПИДОВ В МЕМБРАНЕ
Образование липидных молекул в ходе эволюции и выбор именно этих молекул в качестве строительных блоков мембран сыграли решающую роль в возникновении жизни. Липидам принадлежит жизненно важная роль в клетке. Следующие особые физико-химические свойства липидов определяют их роль в построении мембран:
1. Сочетание гидрофильных и липофильных свойств в структуре одной молекулы, их амфифильность.
2. Способность липидов четко ориентироваться на границе раздела фаз, так что полярные группы направлены в водные
101
среды, а неполярные экранированы от них.
3. Способность липидов самопроизвольно упаковываться в прочные, плотные мономолекулярные слои или пленки, устойчивые к сжатию. Плотность такой упаковки зависит от pH, температуры и молекулярной организации липидов. Такие плотные слои создают определенный барьер для диффузии молекул.
4. Способность липидов агрегировать в хорошо упорядоченные сферические, цилиндрические, ламеллярные мицеллы. В мицеллах липиды ориентированы таким образом, чтобы максимальное число полярных групп находилось в контакте с водой, а гидрофобная часть была максимально удалена от контакта с ней.
Способность липидов образовывать прочные мономолекулярные слои лежит в основе молекулярной организации мембран. Более 60 лет назад было высказано предположение, что в основе мембран лежит бимолекулярный слой липидов.
В бимолекулярном липидном слое гидрофобные цепочки молекул липидов направлены друг к другу и внутренность бислоя совершенно гидрофобна, а гидрофильные части образуют поверхности внутреннего и внешнего монослоев, открытые для разнообразного рода взаимодействий.
Липидный состав мембран нервной ткани и распределение липидов по слоям генетически детерминированы. Наружный и внутренний монослои липидов характеризуются планарной и поперечной микрогетерогенностью, что создает асимметричность мембран. Существует несколько механизмов, поддерживающих асимметричное распределение липидов в мембране. Один из них связан с термодинамической вероятностью размещения липидных молекул с учетом их стереоконфигурации, заряда и гидратации полярных групп. Так, основная часть фосфатидилхолина, сфингомиелина, полифосфоинозитидов, холестерина, церебро-зидов и сульфатидов локализована в наружном слое, а амино-фосфолипиды (фосфатидилэтаноламин и фосфатидилсерин) находятся во внутреннем, цитоплазматическом слое. Неодинакова степень ненасыщенности монослоев: во внутреннем обнаруживается 2/3 двойных связей в жирных кислотах липидов, а в наружном — только 1/3.
