Нейрохимия. Под ред. Ашмарина И.П.

Нейрохимия: Учебник для биологических и медицинских вузов

Год выпуска: 1996
Автор: под редакцией И. П. Ашмарина
Жанр: Нейрохимия
Издательство: Издательство Инстатута биомедицинской химии РАМН
ISBN: 5-900760-02-2

Формат: DjVu

Качество: Отсканированные страницы
Количество страниц: 470
Язык: Русский

В книге изложены основные разделы биохимии нервной системы. Рассматриваются состав, энергетические пластические процессы, биохимия синапсов, нейромедиаторов, нейропептидов, электрохимические процессы, функциональная биохимия отделов мозга и нервных проводников, биохимия памяти, элементы нейрохимии патологических состояний мозга.

---

Содержание

Предисловие...............................................................3

Введение

Основные биохимические особенности нервной системы......................................................5

Часть I Состав и метаболизм головного мозга и периферической нервной системы..............9

Глава 1 Особенности нуклеиновых кислот и хроматина нервной ткани...................................................................9

1.1. СОДЕРЖАНИЕ ДНК В НЕРВНЫХ КЛЕТКАХ. ПРОБЛЕМА "ИЗБЫТОЧНОЙ" ДНК....................................................9

1.2. РЕПЛИКАТИВНЫЙ СИНТЕЗ ДНК И ПРОЛИФЕРАЦИЯ НЕРВНЫХ КЛЕТОК................................................................................И

1.3. РЕПАРАЦИЯ ДНК В МОЗГЕ ЖИВОТНЫХ..................................12

1.4 ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМАТИНА

В НЕРВНЫХ КЛЕТКАХ..........................................................................14

1.5. РИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ МОЗГА.......................................19

1.6. МОЗГОСПЕЦИФИЧЕСКАЯ ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ.......................19

1.6. Г Характеристическая последовательность нуклеотидов в РНК мозга..........................................21

1.6.2. Альтернативный процессинг пре-мРНК в мозге......22

1.7. ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОМА И ОНТОГЕНЕЗ МОЗГА ЖИВОТНЫХ .25

1.7.1. Экспрессия генов в ЦНС беспозвоночных...............27

1.7.2. Экспрессия генов в развивающейся нервной системе позвоночных..................................................31

Выводы ..................................................................................... 35

Глава 2 Свободные аминокислоты нервном системы.....................37

2.1. СОДЕРЖАНИЕ, ЛОКАЛИЗАЦИЯ И ТРАНСПОРТ АМИНОКИСЛОТ.....................................................................................37

2.2. МЕТАБОЛИЗМ ДИКАРБОНОВЫХ АМИНОКИСЛОТИ ГЛУТАМИНА.... ....................................................................................42

2.2.1. Глутамат и аспартат....................................................42

2.2.2. Ы-Ацетиласпарагиновая кислота...............................49

2.23. Гамма-аминомасляная кислота.................................. 50

2. КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛОТ.....................................................................................51

2.4. ГЛИЦИН И ПУТИ ЕГО ОБМЕНА.......................................................55

2.5. СЕРУСОДЕРЖАЩИЕ АМИНОКИСЛОТЫ........................................58

2.6. АРОМАТИЧЕСКИЕ АМИНОКИСЛОТЫ НЕРВНОЙ ТКАНИ

И ИХ МЕТАБОЛИЗМ.............................................................................62

2.7. ОСНОВНЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ.........................................................66

Выводы .....................................................................................67

Глава 3. Белки нервной системы...................................................69

3.1. НЕФЕРМЕНТНЫЕ НЕЙРОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ СА2+-СВЯЗЫВАЮЩИЕ БЕЛКИ.....................................................................71

3.2. НЕФЕРМЕНТНЫЕ НЕЙРОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ БЕЛКИ, ОТВЕТСТВЕННЫЕ ЗА ПРОЦЕССЫ АДГЕЗИИ И МЕЖКЛЕТОЧНОГО УЗНАВАНИЯ......................................................77

3 3. СОКРАТИТЕЛЬНЫЕ И ЦИТОСКЕЛЕТНЫЕ БЕЛКИ

НЕРВНОЙ ТКАНИ..................................................................................81

3.4 НЕЙРОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ БЕЛКИ - ФЕРМЕНТЫ......................85

3.5 СЕКРЕТИРУЕМЫЕ РЕГУЛЯТОРНЫЕ И ТРАНСПОРТНЫЕ НЕЙРОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ БЕЛКИ...................................................87

3.6 БЕЛКИ МИЕЛИНА........:........................................................................90

3.7 НЕЙРОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ БЕЛКИ ГЛИИ......................................91

3.8 ИНТЕНСИВНОСТЬ МЕТАБОЛИЗМА БЕЛКОВ В РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛАХ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ........................................................92

Выводы .....................................................................................94

Глава 4 Липнды центральной нервной системы и структура клеточных мембран.........................................................96

4.1. РОЛЬ АЦИЛОБМЕННОГО МЕХАНИЗМА.......................................100

4.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЛИПИДОВ В МЕМБРАНЕ....................................101

4.3. ДИНАМИЧНОСТЬ БИЛИПИДНОГО СЛОЯ МЕМБРАНЫ...........103

4.4. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ЛИПИДОВ В МЕМБРАНЕ.......................104

4.5. РОЛЬ БЕЛКОВ В ДИНАМИЧНОСТИ ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ ... 108

4.6. УЧАСТИЕ ЛИПИДОВ В РЕЦЕПЦИИ И ПЕРЕДАЧЕ

ВНУТРЬ КЛЕТКИ СИГНАЛА..............................................................110

4.7. МИЕЛИН В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ....................113

4.8. ЛИПИДЫ ВНЕШНЕЙ ЗОНЫ МЕМБРАН МОЗГА.........................121

4.8.1. Ганглиозиды — специфические липиды экстраклеточного матрикса мембран мозга'.............122

4.8.2. Локализация ганглиозидов в головном мозге..........125

4.8.3. Организация ганглиозидов в мембране....................126

4. Ганглиозиды и передача информации через мембраны....................................................................128

4.8.5. Участие ганглиозидов в дифференциации клеток... 130

4.8.6. Терапевтические эффекты ганглиозидов.................131

4.8.7. Межклеточное гликозирование ганглиозидов.........133

4.8.8. Электрогенность ганглиозидов и ее модификация.. 134

4.8.9. Лактонные формы ганглиозидов..............................136

4.8.10. О-ацетилирование ганглиозидов — один из возможных механизмов изменения их структуры ... 137

4.8.11. Иммунологические свойства ганглиозидов..............139

4.8.12. Ганглиозидозы............................................................140

4.9. ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА ЛИПИДОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ.................140

Выводы ....................................................................................142

Глава 5. Энергетический обмен головного мозга...........................145

5.1. ПОТРЕБЛЕНИЕ ГОЛОВНЫМ МОЗГОМ КИСЛОРОДА................145

5.2. ПОТРЕБЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ ГОЛОВНЫМ МОЗГОМ.....................147

5.3. ГЛИКОГЕН КАК ВОЗМОЖНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ..................................................150

5.4. АЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ И МЕХАНИЗМЫ ЕГО РЕГУЛЯЦИИ.................................................151

5.4.1. Пути утилизации глюкозы в мозге; гликолиз и механизмы, контролирующие его скорость.............152

5.5. ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ И МЕХАНИЗМЫ, КОНТРОЛИРУЮЩИЕ ЕГО СКОРОСТЬ В МОЗГЕ........................164

5.5.1. Пути пополнения пула метаболитов ЦТК в мозге 165

5.5.2. Цитратсинтазная реакция и регуляция ее скорости в мозге........................................................173

5.5.3. Изоцитратдегидрогеназные реакции и их регуляция в мозге.......................................................174

5.5.4. Этапы окисления дикарбоновых кислот..................176

5.6 КОМПОНЕНТЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ МИТОХОНДРИЙ И ИХ СООТНОШЕНИЕ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ.............................179

5.7. ФОНД МАКРОЭРГИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В МОЗГЕ; ИНТЕНСИВНОСТЬ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ...........................................................................181

5.8. ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ НЕРВНОЙ ТКАНИ................................................................................183

Выводы ....................................................................................190

Глава б Биохимические особенности н взаимодействие нейронов и нейроглии....................................................193

6 1. СОСТАВ И МЕТАБОЛИЗМ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ...............195

6. СОСТАВ И МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ И БЕЛКОВ...........196

6.3. ФЕРМЕНТАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ НЕЙРОНОВ И НЕЙРОГЛИИ.....................................................................................200

6.4. ФОСФОЛИПИДЫ НЕЙРОНОВ И НЕЙРОГЛИИ...........................204

Выводы ....................................................................................205

Часть II Функциональная биохимия нервной системы..................................................207

Глава 7 Синаптическая передача. Медиаторы.............................207

7.1. МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО СИНАПСА. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ОСВОБОЖДЕНИЯ НЕЙРОМЕДИАТОРА............................................................................209

7.2. ЭКЗОЦИТОЗ НЕЙРОМВДИАТОРОВ................................................212

7.3. СИНАПТИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ.............................................216

7.4. МЕДИАТОРЫ.........................................................................................217

7.4.1. Принцип Дейла..............................................................218

7.4.2. Многообразие синаптических медиаторных функций 218

7.4.3. Нейромедиаторная функция.........................................220

7.4.4. Нейромодуляторы..........................................................221

7.4.5. Сопутствующие медиаторы...........................................222

7.4.6. Локализация нейромедиаторных путей........................223

7.4.7. Характеристики индивидуальных медиаторов.............230

Выводы ....................................................................................244

Глава 8 Молекулярные механизмы передачи импульса в

мембранах нейронов. Ионные каналы, рецепторы...........246

8.1. БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В НЕРВНЫХ КЛЕТКАХ.......246

8.2. Na-КАНАЛЫ...........................................................................................249

8.3. К-КАНАЛЫ.............................................................................................251

8.4. Са-КАНАЛЫ...........................................................................................252

8.5. СИСТЕМЫ АКТИВНОГО ТРАНСПОРТА ИОНОВ.Na+/K+ И Na+/Cai+ - НАСОСЫ..........................................................253

8.6. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ, РЕЦЕПТОРЫ..................................................................255

8.7. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ НЕЙРОРЕЦЕПТИИ.........................................257

8.8. БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ НЕЙРОРЕЦЕПТИИ...............................................................................262

8.9. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИИ ИОНОТРОПНЫХ РЕЦЕПТОРОВ.......................................................272

8.10. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАБОТРОПНЫХ МЕДЛЕННЫХ РЕЦЕПТОРОВ.............................................................274

Выводы ....................................................................................295

Глава 9 Нейропептиды...............................................................298

9.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НЕЙРОПЕПТИДОВ. ПОНЯТИЕ О ФУНКЦИОНАЛЬНОМ КОНТИНУУМЕ НП И КАСКАДНОЙ РЕГУЛЯЦИИ......................298

9.2. БИОСИНТЕЗ И ПРОЦЕССИНГ НЕЙРОПЕПТИДОВ....................315

9.3. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕЙРОПЕПТИДОВ, ОТЛИЧАЮЩИЕ ИХ ОТ ОБЫЧНЫХ, КЛАССИЧЕСКИХ НЕЙРОМЕДИАТОРОВ.........................................................................319

9.4. РЕЦЕПТИЯ РЕГУЛЯТОРНЫХ ПЕПТИДОВ.....................................325

9-4.1. Внутриклеточные процессы, следующие за рецепцией регуляторных пептидов...........................326

Выводы ....................................................................................332

Глава 10 Постсннаптнческая трансформация сигнала. Вторичные

посредники. в-белкн и протеинкиназы нервной ткани .... 334

10.1. ЦАМФ-ЗАВИСИМОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ.............................335

10.1.1. Адснилатциклаза, ее активация................................3 35

10.1.2. Протеинкиназа...........................................................337

10.1.3. Фосфодиэстераза........................................................345

10.2. ЦГМФ-ЗАВИСИМОЕ ПРОТЕИНФОСФОРИЛИРОВАНИЕ. ПРОТЕИНКИНАЗА С...........................................................................347

10.3. Са-КАЛЬМОДУЛИН-ЗАВИСИМОЕ ПРОТЕИНФОСФОРИЛИРОВАНИЕ..................................................349

10.4. Са1+-ФОСФОЛИПИД-ЗАВИСИМОЕ ПРОТЕИНФОСФОРИЛИРОВАНИЕ..................................................355

10.4.1. Образование диацилглицерина

и инозитолфосфатов..................................................355

10.4.2. Протеинкиназа С.......................................................357

10.5. ФОСФОПРОТЕИНФОСФАТАЗЫ.......................................................362

10.6. ГИПОТЕЗЫ О РОЛИ ПРОТЕИНКИНАЗ И ДРУГИХ ПОСТСИНАПТИЧЕСКИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ СИГНАЛА В МЕХАНИЗМАХ ПАМЯТИ...................................................................365

10.7. О-БЕЛКИ................................................................................................367

Выводы ....................................................................................370

Глава 11 Нейрохимические основы памяти...................................372

11.1. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

ПАМЯТИ.................................................................................................373

11.1.1. Минимальная кратковременная память...................376

11.1.2. Память, относительно ограниченная во времени.... 376

11.1.3. Пожизненная долговременная память.....................387

11.2. ИНФОРМАЦИОННАЯ ЕМКОСТЬ НЕЙРОЛОГИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ.................................................................................................396

11.3. РОЛЬ НЕЙРОМЕДИАТОРОВ В РЕГУЛЯЦИИ ПАМЯТИ..............399

11.4. НЕЙРОПЕПТИДЫ - РЕГУЛЯТОРЫ ПАМЯТИ..............................401

11.5. ПРОБЛЕМА ПЕРЕНОСА ПАМЯТИ...................................................406

Выводы ....................................................................................413

Глава 12 Биохимические пути в исследовании механизмов психических и нервных болезнен...................................415

12.1. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВНУТРЕННЕГО ПОДКРЕПЛЕНИЯ (ВОЗНАГРАЖДЕНИЯ) ПРИ НАРКОМАНИЯХ...............................415

12.2. АЦЕТАЛЬДЕГИД, НЕПЕПТИДНЫЕ И ПЕПТИДНЫЕ ОПИОИДЫ И АЛКОГОЛИЗМ............................................................417

12.3. СТРАХ, ФОБИИ, В-КАРБОЛИНЫ, ЭНДОЗЕПИНЫ И ХОЛЕЦИСТОКИНИН-4.......................................................................423

12.4. ДОФАМИН И ПАРКИНСОНИЗМ.....................................................424

12.5. ШИЗОФРЕНИЯ, КАТЕХОЛАМИНЫ И ВНУТРЕННИЕ НЕЙРОЛЕПТИКИ.................................................................................425

12.6. КАТЕХОЛАМИНЫ, НЕЙРОПЕПТИДЫ И ДЕПРЕССИВНЫЕ СОСТОЯНИЯ..........................................................................................428

12.7. СУДОРОЖНЫЕ СОСТОЯНИЯ, ЭПИЛЕПСИЯ, ГЛУТАМАТНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ И ИХ АНТАГОНИСТЫ...............430

12.8. ХОЛИНЕРГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МОЗГА, В-АМИЛОИД, НЕЙРОПЕПТИДЫ И СЕНИЛЬНЫЕ ДЕМЕНЦИИ........................434

12.9. КАТИОННЫЙ БЕЛОК МИЕЛИНА, НАРУШЕНИЯ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ АВТОНОМИИ МОЗГА, АЛЛЕРГИЧЕСКИЙ ЭНЦЕФАЛОМИЕЛИТ И РАССЕЯННЫЙ СКЛЕРОЗ...............................................................435

Выводы ....................................................................................437

Литература..............................................-........................439

Предметный указатель.......................................................445