Биологический каталог




Нейрохимия

Автор М.И.Прохорова, Н.Д.Ещенко, С.Ю.Туманова и др.

слорода, снижается лишь на 15%. Иными словами, в мышечной ткани в указанных условиях легко происходит смешение глюкозы на другие субстраты окисления без значи-

3*

35

Таблица 9

Потребление глюкозы и кислорода головным мозгом и скелетной мышцей собаки в условиях инсулиновой гипогликемии (Мак~Ильвейн, 1962)

Артерио-венозная разница

Концентрация

Условии *кс К'[)н\:емта глюкозы

в крови, мг °0 по глюкозе, по кислороду,

мг:НЮ мл мл/100 мл

кропи крови

Головном мозг

Контроль (норма» 90 13,1 9,3

Умеренная гипогликемия 30 12,5 8,0

Тяжелая гипогликемия Y2 3,0 3,8

Скелетная мышца

Контроль (норма 1 90 7,6 6,9

Тяжелая гипогликемия 20 1,7 6,0

тельного изменения энергетического баланса и функциональной активности ткани. Напротив, в головном мозгу уменьшение скорости поступления глюкозы при тяжелой гипогликемии в 4,5 раза коррелирует со значительным (в 2,5 раза) торможением дыхания, приводя к резкому нарушению функциональной активности мозга и развитию гипогликемической комы.

Следует отметить, что попытки компенсировать развитие гипогликемической комы и поддержать энергетический баланс головного мозга введением животным даже в весьма значительных количествах различных метаболитов глюкозы (гексозофос-фатов, лактата, пирувата, фруктозы, галактозы и др.) были неудачными. При инсулиновой гипогликемической коме лишь внутривенные инъекции глюкозы могут нормализовать энергетический метаболизм мозга и вывести животное из коматозного состояния.

Убедительным подтверждением необычайной зависимости функциональной активности головного мозга от постоянного притока кислорода и глюкозы, т. е. от интенсивности энергетического обмена, является четкая согласованность между скоростью дыхания и потреблением глюкозы при изменении функционального состояния. М. И. Прохоровой и сотр. в экспериментах на собаках установлено, что возбуждение (введение кофеина) синхронно стимулирует потребление головным мозгом животного и глюкозы, и кислорода. Напротив, при наркозе оба эти показателя энергетического обмена параллельно снижались. Еще более резкое торможение окислительных и энергетических процессов в мозгу обнаружено при гипоксии, что хорошо объясняет высокую чувствительность головного мозга к недостатку кислорода.

В настоящее время установлено, что потребность мозга в кислороде и глюкозе заметно изменяется в ходе оатогенеза,

36

значительно повышаясь по мере его роста, дифференцировки к формирования отдельных структурно-функциональных ансамблей нейронов. В ходе развития головного мозга скорость окисления глюкозы в нем возрастает, и одновременно увеличивается зависимость функциональной активности нейронов от интенсивности окислительных процессов как источника энергии.

Гликоген как возможный энергетический источник в головном мозгу

Сопоставление данных по содержанию глюкозы в мозгу разных животных (в среднем 1—4 мкмодя/r) и скорости ее потребления показывает, сколь незначительны собственные ресурсы этого метаболита в мозгу, и объясняет отмеченную выше зависимость функциональной активности головного мозга от поступления углеводов с кровью. ,Даже_при условии полного использования глюкозы только для окисления, ее запасы могут быть полностью исчерпаны за..3—6 миц. .Возникает вопрос, в какой мере уровень глюкозы в мозгу может поддерживаться за счет гликогена,.

Содержаэде.хдцкогена в мозгу разных животных составляет в среднемс?,5—Л^^ШоШ^ткани (в расчете на глюкозу). Интересно отметить, что общее содержание полисахарида в мозгу эмбрионов и но^орожденньгх животных значительно.выше, чем в мозгу взрослых. Например, у новорожденных мышей в отличие от взрослых животных уровень гликогена в 3 раза выше. По мере роста и дифференцировки мозга, а также по мере повышения зависимости функционального состояния мозга от скорости дыхания, концентрация гликогена быстро снижается и остается относительно постоянной у взрослого животного. Ряд авторов связывают эти изменения с быстрой активацией фосфорнлазной системы в первые дни постнатального развития и с возрастанием ее чувствительности к различным регулятор-иым воздействиям, в частности к гормональной регуляции.

У0?дит^ьн^ш.. участия гликогена в каче-

cjjE^cyj^Tp^ с пер-

фузией т.ошш)Г^МЗЗ?^л Ъ^Шсп^р^ж^сТх^Та^опАау выполненных на кошках, к перфузионной жидкости добавляли 1-614С-глюкозу. ^Анализ углекислого газа в оттекающей от мозга крови подазал^ыстро^'разбавдёние МС02, образующегося из радиоактивной глюкозы, нерадиоактивной углекислотой, источником которой служил окисляющийся гликоген мозга. Расчеты показывают, что 7—10% энергетических потребностей головного мозга могуттгокрыватася за счет расщепления гликогена.

Активное участие гликогена в' метаболических превращениях и изменение интенсивности его обмена при различных функциональных состояниях животного удалось показать с помощью метода.„радиоактивной индикации (табл. 10). Высокая интея-

37

Таблица W

Изменение УА и ОУА гликогена и УА глюкозы мозга при различных функциональных состояниях организма (Прохорова, Туликова) 1957)

УА, имп/мнн/мг

Состояние животного глюкоза гликоген ОУА

Норма Возбуждение Наркоз Гипоксия 1581 990 2268 1289 712 332 452 185 45 34 20 15

сивность обновления гликогена мозга служит, следовательно, основой для'поддержания динамического равновесия в системе глюкоза — гликоген как * в нормальных физиологических условиях, так и при экстремальных состояниях, когда уменьшается поступление в мозг глюкозы крови. Деобходимо иметь в видуГ однако, что из-за небольших размеров пула гликогена в мозгу расщепление его до глюкозы с последующим окислением может произойти в течение 5—7 мин.

Таким образом, собственные углеводные^запасы в нервной ткани относительно ^невелики и'не могут. обеспечить энергетические 'потребности нормально функционирующего головного Шйгапгтеч'ёнГие. длительного времени. Это обстоятельство ^наряду с отмеченной выше ограниченной способностью мозга ис* пользовать другие' субстраты окисления,лежит в основе характерной для нервной ткани зависимости от постоянного поступления глюкозы изЗровв^ "

Для'того чтобы понять, каким образом в головном мозгу обеспечивается высокий уровень энергетического обмена, почему глюкоза используется почти полностью именно в реакциях окисления и в покрытии энергетических потребностей ткаяя, а не в других метаболических процессах, необходимо более детально рассмотреть вопросы регуляции скоростей основных путей окисления — гликолиза и цикла трикарбоиовых кислот. Этим вопросам посвящены следующие разделы.

3.2. ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ РЕАКЦИИ ОКИСЛЬНИЯ ГЛЮКОЗЫ В ГОЛОВНОМ МОЗГУ

Лишь в последние годы в литературе начинают появляться сведения, дающие возможность установить некоторые черты специфичности регуляторных механизмов, которые контролируют реакции гликолиза и других метаболических путей в функ-

изучении соотношения активностей и механизмов контроля над

33

Глюкоза

гексокиназа (39

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Нейрохимия" (12.4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(25.05.2019)