Особенности метаболизма нервной ткани

Особенности метаболизма нервной ткани. Интенсивность обновления богатых энергией фосфорных соединений в головном мозгу очень велика, поэтому содержание АТФ и креатинфосфата в мозговой ткани характеризуется значительным постоянством. Прекращение доступа кислорода (даже на 10-15 с вследствие нарушения кровоснабжения мозга) повреждает энергетику нервных клеток. Это выражается наступлением обморочного состояния. При нормальных условиях энергетические потребности зрелого мозга обеспечиваются почти полностью за счет гликолиза. У человека (в состоянии покоя) на долю мозга приходится приблизительно 20% потребления О2, в то время как масса мозга составляет лишь 2% от массы тела. Мозг эф- [c.452]

Ввиду описанных преимуществ дыхания не удивительно, что на планете, атмосфера и гидросфера которой богаты Ог, эволюция большей части животного царства привела к абсолютной зависимости от аэробного метаболизма. Однако не у всех организмов и не у всех тканей одного и того же организма зависимость от кислорода выражена в одинаковой степени. Например, скелетные мышцы позвоночных способны работать главным образом за счет гликолиза это происходит в короткие периоды интенсивной деятельности, когда поступление кислорода оказывается недостаточным, чтобы весь образующийся пируват поступал в цикл Кребса. Мозговое вещество почки тоже может в значительной степени использовать анаэробный обмен. Некоторые другие ткани, особенно сердечная мышца и центральная нервная система, полностью зависят от дыхания. Большинство тканей занимает промежуточное положение и может хотя бы короткое время переносить анаэробиоз. Подобно тому как разные ткани одного организма могут сильно различаться по зависимости от О2. разные виды организмов также могут сильно различаться по своей зависимости от дыхания. В этом отношении одну крайнюю группу составляют строгие аэробы. Они не могут жить без кислорода. Другая крайняя группа организмов — облигатные анаэробы для выживания их необходимо полное отсутствие О2. Промежуточный класс, к которому относятся многие виды беспозвоночных, образуют факультативные анаэробы. Эти организмы используют кислород, когда он имеется, но могут неограниченно долго выживать и при полном его отсутствии. [c.44]

Существенно переработаны в свете новых данных главы, посвященные обмену веществ. Учитывая все возрастающее значение биохимии для медицины, особое внимание уделено регуляции и патологии обмена углеводов, липидов, белков и аминокислот, включая наследственные нарушения обмена. Обстоятельно изложены многие вопросы, которым не всегда уделялось в курсе биологической химии (особенно в учебниках по биологической химии, переведенных с английского языка) должное внимание. Это касается, в частности, особенностей химического состава и процессов метаболизма в норме и патологии таких специализированных тканей, как кровь, печень, почки, нервная, мышечная и соединительная ткани. [c.11]

Этому в значительной степени способствовали работы Бейт-Смита по разработке методов бумажной хроматографии фенольных соединений, показавшие, что большое число простых фенолов широко распространено в растительном мире. Кроме того, было обнаружено, что микроколичества некоторых фенольных соединений содержатся в наиболее важных органах животных, таких, как нервные ткани и мозг. Метод меченых атомов с использованием изотопа С позволил изучить биосинтез фенолов и показать, что фенолы являются активными метаболитами, а не конечными продуктами клеточного обмена. Эти данные свидетельствуют об исключительно важной биологической роли фенольных соединений. В книге по возможности всесторонне излагаются основные биохимические аспекты изучения фенолов. Рассматриваются все природные соединения, имеюш,ие свободную или связанную гидроксильную группу в ароматическом кольце рассматриваются природные фенолы, содержащие флавопоидную группировку, а также ряд других фенолов, особенно таких, которые имеют азотсодержащие функциональные группы. Некоторые основы химии соединений фенольного ряда, методы их идентификации в биологических объектах приводятся в первых главах. Распределение, таксономическое значение, генетика, метаболизм, биосинтез, энзимология, а также функции фенолов в животном и растительном мире рассмотрены в последующих главах. В книге особенно акцентируется вопрос о необходимости дальнейшего изучения потенциально важной роли фенольных соединений в живых организмах. [c.8]

Еще одним важным обстоятельством, накладывающим определенный отпечаток не только на энергетический обмен, но и на многие другие стороны метаболизма нервной ткани, является совершенно необычное для большинства других типов клеток соотношение между поверхностью и объемом центральной ч. к ти клетки. Например, для мотонейронов коры кошки средние размеры тела клетки составляют около 50мкм,вто время как длина аксона — до 10 —10 мкм. Подобные особенности структуры клеток нервной системы объясняют причины отмеченных многими исследователями значительных энергетических затрат на транспортные нужды клетки. В первую очередь необходимо упомянуть трансмембранный перенос субстратов, медиаторов, различных предшественников под действием специфических транслоказ или в результате конформационных перестроек клеточной мембраны. Например, установлено, что на долю пассивной диффузии такого важного энергетического субстрата, как глюкоза, приходится не более 57о, подавляющая масса ее переносится через гемато-энцефалический барьер со значительными затратами энергии и с участием К Na+-ATФaзы. [c.73]

Нервная система представляет собой исключительно сложную, гетерогенную и при этом уникальную биологическую систему как в структурно-морфологическом, так и функциональном отношении. Одной из важнейших функций центральной нервной системы является ее регулирующая и интегрирующая роль по отношению к биохимическим процессам, происходящим в целостном организме человека и животных. Этим в значительной мере и определяются специфические особенности состава и метаболизма, происходящего в нервной ткани, а также наличие в нервной системе сложных компенсаторных и регуляторных механизмов. [c.5]

Перечисленные особенности структурной организации, химического состава и метаболизма нервной ткани подробнее описаны в нашей книге (Палладии и др., 1972) они обеспечивают нервной ткани высокую пластичность, большие компенсаторные возможности, позволяющие устойчиво поддерживать заданные уровни физиологического и биохимического функционирования органа, а также способность выполнения ряда специфических функций. К ним можно отнести возникновение и проведение нервных импульсов, их синаптическую передачу с одной структуры на другую, биоэлектрическую активность нервных клеток и связанные с функцией их структур процессы возбуждения и торможения и, наконец, формирование, хранение и реализацию информации (функция памяти). [c.20]

Принимая во внимание все возрастающий объем биохимической информации, многие разделы пришлось заново написать или существенно переработать например, о структуре и функциях белков и нуклеиновых кислот, регуляции экспрессии генов, молекулярных механизмов биогенеза ДНК и РНК, биосинтеза белка, механизмах регуляции метаболизма и роли гормонрецепторной системы и вторичных внутриклеточных мессенджеров в передаче нервного и гуморального сигналов, механизмах ферментативного катализа, особенностях обмена веществ в нервной ткани (нейрохимия), печени, мышечной и соединительной тканях и др. [c.12]

При изучении функциональной специфичности различных отделов головного мозга представляет исключительный интерес изучение состава и структуры пластических веществ головного мозга. Как известно, в нервной ткани пластические вещества образуют сложные, своеобразные структуры (комплексы). Что же касается функциональной специфичности различных отделов (частей, зон и т. д.) мозга, то она зависит, как нам кажется, прежде всего от особенностей пластических веществ, которые образуют спец(иф.ические структуры, определяющие деятельность различных отделов головного мозга. В этой связи немаловажный интерес представляют белки и липиды мозга, составляющие основную массу всех пластических веществ. Белки и липиды отличаются большим разнообразием и способностью образовывать с другими соединениями сложные комплексы, которые определяют физико-химические свойства и особенности метаболизма мозговой ткапи. [c.10]

Характерная особенность нервной ткани — высокая интенсивность энергетического метаболизма. По потреблению кислорода и глюкозы мозг занимает первое место среди крупных органов животного или человека. Существенно, что глюкоза служит преимущественным субстратом окисления в нервной ткани и не может быть заменена другими субстратами окисления. Собственные углеводные резервы мозга весьма незначительны и этим объясняется чрезвычайная чувствительность нервной ткани, прежде всего, коры больших полушарий, к гипогликемии и гипоксии. Высокая интенсивность энергетического обмена является основным фактором, обеспечивающим протекание таких специфических процессов, как передача нервных импульсов, хранение и переработка поступающей информации, интегративная деятельность мозга и др. [c.7]

Особенностью метаболизма глутамата в нервной ткани является его тесная связь с интенсивно функционирующим в этом органе циклом трикарбоновых кислот (ЦТК), что и позволяет считать его промежуточным продуктом энергетического метаболизма. Так, уже через 30 мин после инъекции меченой глюкозы более 70% радиоактивности растворимой фракции приходится на долю глутамата и его производных. Этому способствует чрезвычайно быстрое взаимопревращение глутамата и а-кетоглутарата в ЦНС. Высокий процент включения радиоактивности из глюкозы в аминокислоты мозга явился основанием для предположения, что утилизация глюкозы в этом органе в значительной степени происходит через биосинтез и окисление аминокислот. [c.42]

В многоклеточных организмах пространственная организация выходит далеко за пределы отдельной клетки. Различные ткани тела обладают разнообразным набором ферментов и по-разному способствуют выживанию организма. Кроме различии в специализированных продуктах, таких, как гормоны или антитела, между разными типами клеток одного и того же организма имеются еще и существенные различия в общих для всех клеток метаболических путях. Хотя фактически во всех клетках имеются ферменты гликолиза, цикла лимонной кислоты, синтеза и распада липидов и метаболизма аминокислот, уровни всех этих процессов по-разному регулируются в различных тканях. Нервные клетки, возможно, наиболее привередливые клет организма, содержат крайне малые запасы гликогена или жирных кислот, целиком полагаясь на глюкозу, поставляемую с кровью. Клетки печени снабжают глюкозой клетьш активно работающих мышц. Кроме того, они используют молочную кислоту, образованную в мышцах, дня синтеза глюкозы (рис, 2-42). Клетки каждого типа обладают специфическими для них особенностями метаболизма и широко сотрудничают как в нормальном состоянии, так и при тренировках, стрессе или гаподании. [c.111]

Нервная ткань имеет общие черты, которые присущи клеткам любой ткани, а также спещгфические особенности, определяемые характером функций, выполняемых нервной системой в целостном организме. Эти особенности проявляются как в химическом составе, так и в характере метаболизма нервной ткани. [c.625]

Таким образом, перечисленные биохимические особенности структуры, состава и метаболизма, несомненно, отражают характерные свойства нервной ткани. Однако только совокупность их определяет своеобразие и уникальность нервной системы и тем самым обеспечивает специфические функции нервной ткани, а также ее регулирующую и интегрирующую роль в целостном организме. [c.8]

В основу учебного пособия положен курс лекций по нейрохимии, читаемый авторами на кафедре биохимии Ленинградского университета. В данном пособии изложены основные вопросы нейрохимии характерные особенности биохимии нервной системы и методы, используемые для ее исследования рассмотрен состав и метаболизм белков, аминокислот, липидов нервной ткани обсуждаются особенности регуляции энергетического метаболизма мозга основы нейрологическон памяти и дейстВ Ие нейромедиаторов. [c.2]

Изучение физико-химических свойств, локализации в отделах мозга, клетках и субклеточных структурах нервной ткани, особенностей метаболизма нейроспецифических белков или сроков появления их в процессе онтогенеза позволяет приблизиться к пониманию фундаментальных механизмов функционирования мозга. Установлена связь нейроспецифических белков с некоторыми патологическими состояниями организма, главным образом с развитием нервно-психических заболеваний. Обнаружение некоторых нейроспецифических белков в спинномозговой жидкости или сыворотке крови может рассматриваться в качестве индикатора повреждения нервной ткани. [c.69]

Стремительное развитие биохимнп привело к пониманию молекулярных механизмов ряда биологических явлений, включая такие проблемы, как структура белков, механизм ферментативного катализа, различные аспекты процессов синтеза нуклеиновых кислот и белков (в том числе генетическое значение и роль изменений этих процессов в патологии), особенности регуляции метаболизма, строение и роль различных клеточных органелл п мембран, биоэнергетика, основы мышечного сокращения, структура и функция нервной системы и соединительной ткани, механизм действия гормонов. Это заставило фактически заново написать более 75% книги. Даже те из глав, которые в основном были сохранены в соответствии с предыдущим изданием, были значительно переработаны. Содержание четырех совершенно новых глав-— Простаг-ландины , Вирусы , Иммунохимия и система комплемента и Тимус — отражает увеличивающийся вклад фундаментальных представлений и экспериментальных подходов биохимии в развитие других разделов биологии. [c.9]

Большое значение ПДГ-реакции для метаболизма нервной ткани подтверждается также более высокой по сравнению с другими тканями чувствительностью ее к недостатку тиамина. Нарушение образования тиамишгарофосфата при Вравитаминозе вызывает значительное угнетение окислительного декарбоксилирования пирувата, особенно резко проявляющееся в головном мозге и приводящее к нарушениям его функциональной активности. [c.166]

В ходе окончательной дифференцировки и созревания структур головного мозга у новорожденных и молодых животных особенно интенсивно протекают процессы синтеза специфических липидов, в частности липидов миелиновых оболочек. Заканчивается деление и пролиферация различных типов нервных клеток. Такие морфологические изменения в ходе созревания мозга требуют повышенного образования восстановитель-ньLX эквивалентов (в первую очередь НАДФН2) дня реакций биосинтеза липидов, а также фосфопентоз как предшественников нуклеиновых кислот. Именно эти потребности покрываются за счет реакций ПФП. После окончания процессов миелинизации и пролиферации нервной ткани интенсивность этого пути метаболизма глюкозо-6-фосфата в головном мозге заметно снижается. Напротив, в ряде других тканей, где у взрослых животных идут интенсивные процессы липогенеза (печень, жировая ткань, кора надпочечников и др.), относительная доля ПФП среди реакций метаболизма глюкозо-6-фосфата постепенно возрастает. [c.158]

В настоящее время многочисленные исследования по изучению интенсивности метаболизма белков нервной ткани при разнообразных функциональных состояниях организма человека и животных проводятся в различных направлениях 1) исследуется интенсивность обмена белко в нервной системе в онто- и филогенезе 2) изучается особенность метаболизма простых и сложных белков головного мозга, ЦНС и ПНС при различных i функциональных состояниях организма, вызываемых физическими и особенно разнообразными химическими воздействиями. Помимо экзогенных факторов, влияющих на функциональное состояние организма, широко используются эндогенные факторы— гормоны, нейромед иаторы и др. [c.179]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология