Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

переднего мозга, а также зоны, которая, вероятно, регулирует освобождение некоторых гипоталамических регуляторных гормонов (гл. 41). Высказано предположение об избыточной дофаминергической передаче в этой группе нейронов при шизофрении. Известно, что все фармакологические вещества, которые являются эффективными при лечении этого заболевания* имеют очень высокое сродство к рецептору дофамина, и отбор новых лекарственных средств ведется по их свойству угнетать активность аденилатциклазы в гомогенатах соответствующего отдела мозга крысы. Некоторые из таких веществ, известных под общим названием транквилизаторы, при тестировании на гомогенатах мозга характеризуются очень низкими значениями ?? (1 нМ).

1446

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

К сожалению, связывание этих веществ в других дофамин-чувствительных отделах мозга может вызывать симптомы, подобные тем, которые наблюдаются при паркинсонизме.

у-Аминомасляная кислота (ГАМК) образуется в результате реакции, катализируемой глутаматдекарбоксилазой (разд. 22.5.1). В количественном отношении ГАМК является, по-видимому, главным тормозным медиатором в нервной системе. Механизм ее действия был исследован на тормозном нейроне мышцы омара. При раздражении тормозного нейрона возрастает проводимость постсинаптической мембраны (в данном случае двигательной концевой пластинки) для ионов С1_. Переход небольших количеств С1~ приводит к гиперполяризации постсинаптической мембраны; в результате сигнал, поступающий от возбуждающего нерва (приводящий к освобождению ацетилхолина), не достигает порогового уровня, и сокращение мышцы не происходит.

Эквивалентных тормозных нервов в мышцах млекопитающих не найдено; однако ГАМК служит тормозным медиатором в мозге. Это было показано на латеральном вестибулярном ядре Дейтерса; нейроны этого ядра получают входы от волокон Пуркинье, к которым поступают все сигналы от мозжечка. Раздражение волокон Пуркинье приводит к накоплению ГАМК в ядре Дейтерса и появлению тормозных гиперполяризационных потенциалов. В ядре Дейтерса, однако, нет, по-видимому, постоянного запаса медиатора. Медиатор образуется и освобождается постоянно; он удаляется из синапса Ыа+-зависимой транспортной системой, которая находится либо в постсинаптической клетке, либо в самом нервном окончании, либо в окружающих глиальных клетках. Затем осуществляется реакция, катализируемая специфической транс-аминазой:

ГАМК + ?-кетоглутарат < >. янтарный полуальдегид -f- глутамат

При окислении альдегида образуется сукцинат, который вступает в цикл лимонной кислоты. Освобождение ГАМК специфически блокируется пикротоксином; введение пикротоксина животным сразу вызывает сильные судороги.

Глицин (а не ГАМК) оказался тормозным медиатором в спинном мозге и в большинстве структур ствола мозга, где он находится в высокой концентрации. Пресинаптические нервные окончания имеют транспортную систему, которая характеризуется высоким сродством к глицину, но не к какой-либо другой аминокислоте. Эта система возврашает глицин из синаптической щели. В этих синапсах торможение также осуществляется в результате повышения проводимости для С1_. Судороги, вызываемые стрихнином, обусловлены связыванием последнего с глициновым рецептором. Связывание стрихнина (так же как и других лекарственных веществ, о которых упоминалось выше) происходит не в

37. НЕРВНАЯ ТКАНЬ

1447

глицинсвязывающем участке рецептора, а в другом локусе белка; при этом стрихнин действует как отрицательный эффектор. Аналогичным образом действует апамин, 16-членный полипептид из яда пчелы.

В сумме рецепторы глицина и ГАМК составляют, вероятно, половину всех синаптических рецепторов мозга. Известные к настоящему времени возбуждающие медиаторы — норадреналин, дофамин, серотонин и ацетилхолин — функционируют лишь в небольшой части всех синапсов центральной нервной системы. Какие же вещества являются основными возбуждающими медиаторами в мозге? Согласно многочисленным наблюдениям, такими медиаторами могут быть глутамат и аспартат. Глутамат широко распространен в мозге и при локальном введении вызывает передачу возбуждения в полосатом теле, мозжечке, гипоталамусе, коре больших полушарий и гиппокампе. Аспартат является, вероятно, медиатором, освобождаемым возбуждающими вставочными нейронами спинного мозга. Однако ни для глутамата, ни для аспартата не получено столь надежных доказательств их функционирования, как для других возбуждающих медиаторов.

Гистамин также, возможно, является медиатором. Так, при локальном введении гистамина в гиппокамп активность аденилат-циклазы возрастает в 2 раза. Поскольку норадреналин, дофамин и серотонин выполняют медиаторные функции путем активирования аденилатциклазы в постсинаптической мембране, можно полагать, что гистамин действует подобным образом в ограниченной области мозга.

Очевидно, существует большое число типов рецепторов, каждый из которых специфичен по отношению к своему медиатору. Возбуждающий или тормозной характер действия определяется не свойствами самого медиатора, а специфическими конформацион-ными изменениями рецепторов постсинаптической мембраны, индуцируемыми при связывании медиаторов.

37.1.2.5. Полипептиды нервной системы

Относительно легко идентифицируются медиаторы тех проводящих путей, которые связаны с непосредственно наблюдаемыми физиологическими процессами, такими, как мышечное сокращение, сокращение сердца, панкреатическая секреция и т. д., или с восприятием таких стимулов, как растяжение (сухожилий), боль, свет и т. д. Однако многие отделы центральной нервной системы млекопитающих ответственны за функции, которые не столь явно выражены; в этом случае идентификация медиаторов оказывается значительно более трудной.

В некоторых синапсах центральной нервной системы, принимающих участие в интеграции различных функций, интеграции ин-

1448

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

. формации, формировании настроения, сознания т. д., медиаторами могут быть вещества, перечисленные выше, а также олигопептиды. Последние выполняют роль медиаторов только в высших центрах мозга, но не в эволюционно более древнем мозжечке. Эти пептиды были идентифицированы различными способами: некоторые из них впервые были обнаружены в качестве рилизинг-гормонов, при помощи которых гипоталамус регулирует функционирование гипофиза (гл. 41); другие были открыты как гормоны, образующиеся в кишечном тракте; некоторые впервые описаны при исследовании механизмов, ответственных за болевые ощущения и индукцию сна; кроме того, ряд пептидов был просто выделен при исследовании мозга. Вероятно, перечень пептидов далек от завершения. Тем не менее уже сейчас ясно, что каждый пептид используется в многочисленных, рассеянных в мозге относительно небольших скоплениях специфических клеток и что каждый из этих полипептидов служит медиатором в синапсах, которые образуют длинные отростки клеточных тел, находящихся в упомянутых центрах мозга, на нервных клетках других центров. Вероятно, эти медиаторы играют важную роль в формировании поведения.

Примечательно, что эти соединения, подобно катехоламинам, выступают не только как синаптические медиаторы, но и как гормоны, передающие информацию (по системе циркуляции) от клетки, в которой они образуются, к клетке-мишени, расположенной в другом органе. Это справедливо для гипоталамических рилизинг-факторов, называемых в настоящее время регуляторными гормонами (гл. 41), которые поступают в гипофиз по системе коротких •портальных вен, а также для полипептидов, которые функционируют как гормоны пищеварительного тракта (гл. 34); правда, эти полипептиды образуются в тех клетках кишечника, которые в процессе эмбрионального развития формируются из нервного гребня.

Карнозин, или ?-аланилгистидин (разд. 22.1.2.1), и ансерин, или р-аланил-Г\[3-метилгистидин, были впервые обнаружены в мышцах. Они являются доминирующими небелковыми азотистыми соединениями мозга. Концентрации карнозина и ансерина составляют соответственно около 200 и 150 мг на 100 г ткани мозга; их можно сопоставить с концентрациями №-метилгистидина, таурина, глутамата и глутамина— 100, 75, 40 и 30 мг на 100 г ткани мозга соответственно. Карнозинсинтетаза широко распространена в мозге, но особенно в больших количествах она находится в обонятельной луковице; после дегенерации этого отдела мозга она исчезает. В мозге имеется также гомокарнозин (у-аминобутирилгистидин). Специфическая функция этих соединений не известна.

Некоторые из пептидов, первоначально идентифицированные как специфические регуляторные гормоны гипоталамуса, регулирующие секрецию специфических гормонов гипофиза (гл. 48), синтезируются также и в других отделах головного и спинного мозга.

37. НЕРВНАЯ ТКАНЬ

1449

Так, например, было показано, что тиреотропин-регуляторный гормон, пироглутамилгистидилпролинамид (разд. 48.3.1), который широко распространен в центральной нервной системе, потенцирует влияние ацетилхолина на некоторые районы коры больших полушарий и выступает антагонистом действия барбитуратов. При введении в желудочки мозга он сильно влияет на поведение. Соматостатин (разд. 46.3), найденный во многих областях мозга,-был идентифицирован в различных синапсах. Введение в мозг минимальных количеств этого вещества приводит к существенным изменениям в поведении; введение соматостатина в одну из областей мозга сопровождается продолжительной кататонией.

Вещество Р, обнаруженное в препаратах мозга лошади, понижает кровяное давление у экспериментальных животных. Оно обнаружено также в задних корешках спинного мозга и в больших количествах присутствует в гипоталамусе. Вещество ? Arg-Pro-Lys-Pro-Gln-Phe-Phe-Gly-Leu-Met-NH2, по-видимому, служит медиатором для волокон сенсорных нейронов задних корешков, участвующих в передаче ощущений боли, прикосновения, тепла и т. д. Синаптосомы, выделенные из гипоталамуса и вентральных отделов среднего мозга крысы, содержат вещество Р; оно освобождается в среде с высокой концентрацией ионов К+ и Са2+. Такое же воздействие используют для освобождения из препаратов синаптосом ацетилхолина и других медиаторов.

страница 63
< 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 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 3" (10.5Mb)


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

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(23.08.2019)