Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
Приведем примеры функциональной роли индивидуальных липидов в мембранах ЦНС. В табл.4.5 представлены данные о влиянии различных фосфолипидов на активность мембранных ферментов.
109
Таблица 4.5.
Активирование отдельными фосфолипидами мембранных
ферментов
Фермент Фосфолипиды *
Na+, К+-АТ<?аза ФХ, ФС, ФЭ, ФИ, ЛФХ, СМ
Протеинкиназа С ФС
Аленилатци клаза ФС, ФИ
Ацетилхолинэстераза Ненасыщенная жирная кислота в составе
фосфолипидов
Моноаминоксидаза ФХ
Г алаюгозилцерамидаза ФС
'ФХ — фосфатилходин; ФС — фосфатилсерин; ФЭ — фосфатилэтаноламин; ФИ — фосфатилинозитид; ЛФХ — лизофосфатидилхолин; СМ — сфингомие-лин.
4.6. УЧАСТИЕ ЛИПИДОВ В РЕЦЕПЦИИ И ПЕРЕДАЧЕ ВНУТРЬ КЛЕТКИ СИГНАЛА
Межклеточные контакты, без которых немыслима деятельность ЦНС, обеспечивают постоянную передачу информации через плазматическую мембрану. Эта передача не может не касаться билипидного слоя. Процесс передачи информации через мембрану включает рецепцию внешнего химического сигнала и трансформацию его во внутриклеточный эффект.
Возникает вопрос, принимают ли участие липиды бислоя в рецепции внешних сигналов. В последнее десятилетие установлено, что сульфоцереброзиды (сульфатиды) играют довольно специфическую роль в рецепции опиоидов. Частично очищенный препарат рецептора опиоидов содержит высокую концентрацию сульфатидов. Предполагают, что сульфатная группа це-реброзидсульфата входит в состав или соседствует с активным центром опиатных рецепторов, который имеет белковую природу. Возможно, что взаимодействие опиатов с цереброзидсуль-фатами выполняет вспомогательную функцию, способствуя сосредоточению лигандов в области центра белковой природы. 110
При исследовании ряда кислых липидов только сульфатиды проявляли наивысшее сродство к опиатам в различных физиологических условиях. Доказательством важной роли сульфати-дов в рецепции опиоидов может служить и тот факт, что антитела к цереброзидсульфату, введенные в мозг крысы, снимали наркотическое действие морфина.
Если липиды бислоя могут быть участниками процесса рецепции, то естественно ожидать их участия в каскаде реакций, возникающих после активации рецепторов. М.Н.Хокин и Л.
Э.Хокин (1953) впервые связали холинергическую стимуляцию с усилением обмена фосфатидилинозита и фосфатидной кислоты. Явление получило название “фосфолипидного эффекта”; этот термин сейчас заменен на термин “фосфоинозитид-ный эффект”, поскольку появилось большое число работ, показывающих именно их регуляторную роль в транспорте вторичного мессенджера — ионов кальция — через мембраны.
Содержание фосфоинозиппздов в мембранах ЦНС не превышает 0,5-2% от общих липидов, локализованы они преимущественно в плазматических мембранах, в миелине (до 95% всех фосфоинозитвдов мозга), в эндоплазматическом ретикулуме, наружной митохондриальной и ядерной мембранах. В состав фос-фоинозитидов (от 1 до 18%) входит арахидоиовая кислота, являющаяся важным источником просгагландинов. Деполяризация мембраны приводит к быстрому высвобождению арахидо-новой кислоты именно из фосфоинозитидов. Р.Митчелл (1975) высказал гипотезу (полностью подтвердившуюся в дальнейшем) о прямой связи расщепления фосфоинозитидов с рецепторным аппаратом клетки и увеличением внутриклеточной активности. В синаптосомах стимуляция части мускариновых и а, -адренергических рецепторов обусловливает фосфоинозитидный эффект, сопровождающийся изменением проницаемости плазматической мембраны для ионов кальция.
Участие фосфоинозитидов и продуктов их обмена в регуляции транспорта кальция осуществляется несколькими путями:
1) при распаде фосфатидилинозитидов образуется 1,2-диа-цилглицерин, стимулирующий активность протеинкиназы С, которая, в свою очередь, фосфорилирует белок Са-каналов и некоторые другие белки;
2) трифосфоинозитол, освобождающийся при расщеплении фосфатидилинозитидов, обладает высокой способностью связывать двухвалентные катионы; по этой причине он индуцирует мобилизацию мембранно-связанного кальция;
111
3) инозитол-трифосфат способен также повышать уровень внутриклеточного кальция за счет открытия кальциевых каналов эндоплазматического ретикулума. Таким образом, происходит сопряжение выброса кальция из внутриклеточных мест хранения с входом кальция через мембраны.
До включения описанного механизма концентрация свободного кальдия в цитоплазме нейрона составляет примерно Ы0~7М. Концентрация кальция снаружи нейрона в десятки тысяч раз выше. Мобилизация Са2+ из внутриклеточных и внеклеточных источников в сотни-тысячи раз повышает его уровень в цитоплазме. Повышенный уровень Са2+ служит активатором ряда процессов, в том числе некоторых протеинкиназ.
На молекулярном уровне передача этого сигнала через мембрану осуществляется цепочкой мембранных белков, последовательно взаимодействующих друг с другом для передачи сигнала малым молекулам, находящимся в цитоплазме. Информация от рецептора на поверхности клетки передается так называемому G-белку, который активирует фермент фосфодиэсте-разу, расщепляющую трифосфоинозитид до инозитол-1,4, 5-трифосфата и 1,2-диацилглицерина. Инозитолтрифосфат растворим в воде, диффундирует в цитоплазму, где и вызывает описанное выше освобождение кальция. Освободившийся кальций участвует в активации протеинкиназ.
