18. Биохимия нервной ткани

Нервная ткань составляет 2...2,5 % массы организма животно­го. Она состоит из нервных клеток, нервных волокон, нервных окончаний и нейроглии. Нервная система воспринимает внешние и внутренние раздражения, анализирует их, регулирует и коорди­нирует все основные функции организма, осуществляет связь организма с внешней средой.

18.1. Химический состав нервной ткани

Химический состав нервной ткани и ее структурных элементов определяется многими факторами: значением органа нервной си­стемы в жизнедеятельности организма, местом животного в фило­генетическом ряду, возрастом и функциональным состоянием организма и т. д. Так, например, нервная ткань эмбриона содер­жит 90 % воды и 10 % сухого вещества, а у взрослого организма соответственно 78 и 22 %. В сером веществе больших полушарий головного мозга содержится 82,7 % воды, а в белом веществе — 72,8 %. В сером веществе мозга крупного рогатого скота содержит­ся белков 55,4 %, липидов 43,1, золы 1,5 %, а в белом веществе со­ответственно 24,8, 74,6, 0,6 % сухой массы (Д. Петровский).

Содержание белков в коре больших полушарий составляет 51 % сухой массы, в их число входят нейроальбумины, глобулины, коллагены, эластины, нейрокератины, ДНК- и РНК-протеиды, хромопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды. Количество гло­булинов составляет порядка 5 % общего количества растворимых белков, на долю нейроальбуминов (фосфопротеидов) приходится до 90 % растворимых белков. В небольшом количестве присут­ствуют катионные белки — гистоны, богатые лизином, аргинином и гистидином.

Нейросклеропротеиды — коллагены, эластины и белки стромы составляют 8... 10 % всех простых белков нервной ткани и находят­ся в основном в белом веществе головного мозга и в периферичес­кой нервной системе. Фосфопротеиды содержатся в головном мозге в большом количестве — около 2 % общего количества бел­ков. Гликопротеиды весьма разнообразны как по содержанию уг­леводов, так и по составу белков.

Углеводы в нервной ткани представлены моно- и полиса­харидами, последние —в виде гетерополисахаридов. Содержание гликогена в ткани головного мозга составляет 0,1 %.

Липиды в нервной ткани содержатся в большом количе­стве. Так, в мозговой ткани крупного рогатого скота в сером веще­стве находят 43,1 %, в белом веществе — 74,6 % липидов в расчете на сухой остаток. В состав липидов входят: лецитин, цереброзиды, сфингомиелины, сульфатиды, ганглиозиды. В периферических нервах содержание липидов составляет 16...20 % сырого вещества. Жирные кислоты в них в основном полиненасыщенные.

Небелковые азотистые экстрактивные ве­щества присутствуют в виде аминного азота, глутаминовой кислоты, глутамина, у-аминомасляной кислоты, глутатиона. Не­рвная ткань богата креатинфосфатом, нуклеотидами, НАД, НАДФ, НАДФН₂.

Минеральные вещества — Na⁺, К⁺, Са⁺², Mg⁺² и дру­гие содержатся в различных отделах нервной системы в неодина­ковой концентрации.

18.2. Обмен веществ в нервной ткани

Обмен веществ в нервной ткани обусловлен сложностью строе­ния, разнообразием химического состава и множеством функций и реакций этой ткани. Так, нейрон — нервная клетка и нейроглия составляют основную массу головного мозга, причем каждая клет­ка соединена с другими тысячами отростков. Поэтому изучение обмена веществ головного мозга представляет большую трудность.

Дыхание нервной ткани. Мозг составляет 2...3 % массы тела, а потребляет 20...25 % кислорода от общего потребления его всем организмом. Газообмен мозга в 20 раз больше такового мышечной ткани. У молодых организмов нервной ткани требуется до 50 % всего кислорода, поступающего в организм. Больше всего кисло­рода потребляет сетчатка глаза (500 мм³ на 1 г сухой массы), мень­ше — ткань мозга (185 мм³), симпатические узлы (112 мм³) и не­рвные стволы (20...32 мм³).

Обмен глюкозы и гликогена. Основной субстрат дыхания мозго­вой ткани — глюкоза. В 1 мин 100 г ткани мозга потребляет 5 мг глюкозы. До 90 % утилизируемой глюкозы при этом окисляется до С0₂ и Н₂0 с участием цикла трикарбоновых кислот. Мозг исполь­зует в основном глюкозу, поступающую из крови. Синтез и распад гликогена в клетках головного мозга занимает второстепенное ме­сто.

Обмен белков. В нервной ткани этот процесс происходит ин­тенсивно, особенно в тканях серого вещества мозга и мозжечка. Содержание свободных аминокислот в ткани мозга в 6 раз боль­ше, чем в крови. В обмене белков особое место занимает глутами­новая кислота, из которой образуется глутамин. Последний пере­носится с кровью в печень, где используется для синтеза мочеви­ны. Глутаминовая кислота синтезируется из а-кетоглутаровой кислоты в реакции трансаминирования, что важно для нейтрали­зации аммиака. На долю глутамина приходится до 80 % аминного азота. Часть глутаминовой кислоты декарбоксилируется с образо­ванием у-аминомасляной кислоты, которая превращается далее в янтарную кислоту. Янтарная кислота вовлекается в процесс окис­ления в цикле трикарбоновых кислот с образованием конечных продуктов — С0₂, Н₂0 и энергии.

Обмен липидов. Липиды составляют около половины сухой массы головного мозга. В нервных клетках много фосфоглицери- дов, особенно холинфосфатидов и инозитфосфатидов, которые обновляются очень интенсивно. В ткани мозга происходит синтез холестерина из ацетил-КоА.