- Sistemul nervos - organizarea cea mai complexă și eterogenă, în comparație cu alte țesuturi. Țesut cerebral este format din doar câteva tipuri de celule. Unitatea structurală și funcțională de bază a țesutului nervos este neuronul. La rândul său, neuronii formează un complex de ansambluri interneuronale de-a lungul liniilor funcționale. In plus fata de neuroni în funcționarea țesutului nervos joacă un rol importante celule gliale - astrocite, oligodendrocite, celule ependimale și microglii. Între toate tipurile de celule nervoase există în interacțiunile morfo-funcționale și metabolice apropiate, care asigură funcționarea țesutului nervos.
- comunicare interneuronale efectuate prin formațiuni specifice - sinapselor ce asigură transmiterea și modularea semnalului prin mecanisme chimice și electrochimice.
- Pentru caracteristic țesutului nervos exprimat clar procese separate spațial individuale metabolice - metabolism compartimentalizare - în diferite regiuni ale creierului si in diferite structuri subcelulare neuron. De exemplu, în terminațiile sinaptice apar reacții biochimice specifice care asigură funcționarea sinapselor.
- Compoziția chimică a creierului are caracteristici comune tuturor țesuturilor corpului și caracteristici specifice determinate de natura funcției cerebrale. materia cenușie cerebrală (corpuri de celule neuronale), compoziția chimică este semnificativ diferită de materia alba a creierului (axonilor). Diferențele sunt cantitative - în materia cenușie mai multă apă în materia alba mai multe lipide și minerale.
metabolismul cerebral CARACTERISTICI
Metabolismul energetic al creierului caracterizate prin intensitate mare. Conform consumului de oxigen si glucoza creierului are loc în primul rând, printre celelalte organe. Sa constatat că creierul uman adult consuma cu pana la 20-25% din oxigenul care intră în organism, și până la 70% din glucoză liber din sânge arterial. Din cauza glucozei asigură 85-90% din necesarul de energie al țesutului cerebral.
Intensitatea ridicată a metabolismului energetic asigură funcții specifice volatile ale creierului - transmisia impulsului nervos, stocarea și procesarea informațiilor primite, activitatea integratoare a creierului.
Sunt glicogen si glucoza, dar în comparație cu alte țesuturi, creierul este carbohidratii sarace in tesutul cerebral. În țesutul cerebral, și sunt produse intermediare ale metabolismului glucidic: fosfat geksoza- și triose, lactat, piruvat.
Esențial Aspectul distinctiv al metabolismului energetic al creierului este faptul că glucoza este primar oxidarea substratului în țesutul nervos, iar acest lucru explică sensibilitatea ridicată a țesutului nervos la hipoglicemie.
Studiul metabolismului glucozei in creier a aratat ca moleculele de glucoza includ aminoacizi, lipide, acizi nucleici și proteine ale creierului. Peste 90% din glucoză este metabolizat pe cale glicolitica si oxidarea in ciclul TCA. oxidare la glucoză ușoară (de exemplu, deficit de tiamina conduce la conversia inadecvată a PVC în acetil-CoA), însoțite de tulburări neurologice.
Activitatea hexokinazei in creier poate fi de 20 de ori mai mare decât în alte țesuturi. Hexochinază izoenzimă din creier este puternic asociat cu mitocondriile și are următorii parametrii cinetici: constanta Michaelis scăzută și ridicată Vmax.
Fosfofructochinază din creier joaca un rol important în reglarea utilizării glucozei. Enzima este inhibată de produsul său, ATP, citrat și activat de fructoza 6-fosfat, AMP, ADP. enzime glicolitice sunt localizate în creier, nu numai în corpul celulei, dar, de asemenea, în verzei nervoase - axon, dendrite, adică la o distanță considerabilă față de corpul celulei. Care se varsă în presinaptici terminațiilor nervoase glicoliza furnizează energie pentru funcționarea sinapselor.
Ciclul pentoză opereaza in toate celulele creierului, generând NADPH decât asigură sinteza de colesterol, acizi grași superiori (IVH).
În plus față de metabolismul aerob țesutului cerebral este capabil anaerob destul de intens (glicoliza), deși procesul de producere a energiei nu poate fi nici măcar parțial înlocuiți respirația tisulară. Aceasta explică sensibilitatea ridicată a creierului la hipoxie.
substrat Postul pentru cablul de alimentare începe să fie utilizat acetoacetat. În aceste condiții, ponderea acetoacetat utilizată în creier poate reprezenta 1/4 din consumul de O2.
Deoarece glucoza este sintetizata in mioinozitol cerebral, care este un precursor al diferitelor substanțe ale creierului inozitsoderzhaschih - fosfatidilinozitol.
Deoarece costurile de energie sunt furnizate în creier, în principal glucoza, hipoglicemie apare atunci cand lipsa de glucoza in creier, ceea ce duce la comă. efect toxic asupra mecanismului de creier de hipoglicemie dificil. Aparent, scăderea concentrației de glucoză în celulele creierului compensa folosind piscina endogenă de substraturi, acumularea de energie, care, la rândul său, poate duce la depolarizarea membranei, pierderea homeostaziei ionice, tulburări de conducere, și chiar schimbări necrotice in neuroni, in special in corpul caudat si hipotalamus.
Caracteristici specifice ale creierului reaktsiyglikolizai reglementarea lor:
De o importanță deosebită pentru metabolismul creierului joacă reacție hexokinază, ca principala cale de intrare substraturi oxidabile lanț glicolitic
reglementarea allosteric (schimbare în raportul ATP / ADP) efectuează hexochinază unidirecționale și sincron debit și reacții fosfofruktokinaznoy care permite să ia în considerare aceste două enzime ca un singur complex functional,
Sediu lactat, nu numai în citoplasmă ci și în mitocondriile celulelor nervoase face uz deplin de lactat și piruvat la transformările ulterioare in mitocondrie.
Caracteristicile specifice ale funcționării creierului și a regulyatsiiTsTKv:
Principalele prin reaprovizionarea TCA metabolitilor pool servește ca reacția piruvatdehidrogenazei, care rată este substanțial mai mare decât în alte țesuturi,
Activitatea enzimelor care catalizează mai încet etapele TCA - sintetaza citrat și isocitrate dehidrogenaza-NAD - in creier este semnificativ mai mare decât în alte țesuturi,
Enzimele TCA - sintetazei citrat și isocitrate dehidrogenaza-NAD - lucrează în creier ca un singur complex, oferind viteze de reacție CTLs schimbare unidirecționale și sincrone în funcție de necesarul de energie al tesutului cerebral, in primul rand pe raportul ATP / ADP.
Împreună cu universal pentru toate țesuturile secvenței de reacție în etapa alfa-cetoglutarat, succinat, in creier poate CTLs de by-pass (GABA șunt) pentru a forma un produs intermediar - neurotransmițătorului acidului specific gamma-aminobutiric (GABA).
Compoziția de aminoacizi diferită de alte țesuturi ale creierului prin caracteristici cantitative și calitative.
1.Kolichestvennye compoziție particulară de aminoacizi a creierului. In creier, de 8 ori mai mulți aminoacizi decât în plasma sanguină. O caracteristică specială a metabolismului aminoacizilor din creier este că aminoacizii esențiali sunt sintetizate cu glucoză. Astfel, după administrarea glucozei marcată de aproximativ 80% din eticheta este în aspartat, N-acetylaspartate, glutamat și glutamină. Eliberarea de aminoacizi în țesutul cerebral și ieșirea din acesta, precum și utilizarea glucozei pentru sinteza AA in neuroni si celule gliale de diferite tipuri sunt diferite. Aceste diferențe substanțiale în ultimul rând datorită prezenței barierei hematoencefalice (BBB). Creierul intact este capabil să se concentreze AK doar într-o mică măsură, dar a introdus în AK de sange pot partaja rapid cu creierul gratuit AK.
Transportul de aminoacizi din creier. Transportul de aminoacizi în procesul de creier de mai multe etape, realizat cu participarea a multor clase de sisteme de transport și are un număr de caracteristici unice:
Se transferă AK merge împotriva gradientului de concentrație - activă de transport (dependent de energie),
AK Transport asociat cu o membrană de ioni de transport activ (Na),
Aceasta depinde de pH și temperatură
Sensibil la lipsa de oxigen si actiunea otrăvuri enzimatice,
Aminoacizii concurează pentru sistemele de transport cu unul pe altul.
Enzima cheie de transport AK prin membrane este o transpeptidazei gamma-glutamil (GGT), iar mecanismul de transport conectat la ciclul gamma-glutamil (ciclul de sinteză și degradare a glutation).
2. Identitatea metabolismului aminoacizilor în creier. Aproximativ 75% din creier liber AA sunt: acid glutamic, glutamină, acid aspartic, N-atsetilasparaginovaya, acid gamma-aminobutiric. In creier, în concentrații mai mari, acesta conține taurină și cistationin. Fondul total de aminoacizi a creierului caracterizată prin constanță, dar în creier sunt distribuite în mod inegal aminoacizi, care funcționează ca neurotransmițători - acid glutamic, GABA, taurină, glicină.