4. Биохимические изменения при мышечных дистрофиях и денервации мышц. Креатинурия. Биохимические изменения при патологии мышц:

1. При болезнях мышц, особенно сопровождающихся их атрофией, увеличивается концентрация креатина в крови и выделение его с мочой (креатинурия). Как известно, креатин может

неферментативно превращаться в креатинин, который в норме тоже выводится с мочой, при мышечной патологии, его выделение снижается.

2. Наблюдается резкое снижение содержания монофибриллярных белков, возрастает содержание белков стромы и некоторых саркоплазматических белков.

3. Наблюдается снижение содержания АТФ и креатинфосфата, а так же АТФ – азной активности миозина.

4. Уменьшение имидозолсодержащих дипептидов (карнозина и ансерина) вследствие усиления их распада.

5. Отмечается снижение фосфотидилхолина, фосфатидилэтаноламина и повышение сфингомиелина и лизофосфатидилхолина.

Кому интересно: «Хронология» развития инфаркта:

Нарушение кровоснабжения приводит к кислородной недостаточности и к прекращению доставки окисляемых субстратов. Создаются

условия для накопления молочной кислоты, поскольку она не утилизируется сердечной мышцей. В первые минуты после закупорки сосудов быстро интенсифицируется гликолиз, образуется молочная кислота, (следствие активации гликогенолиза под влиянием катехоламинов).

В зоне инфаркта примерно через 30 минут от наступления ишемии после наступления ацидоза гликолиз постепенно нормализуется. Переключение гликолиза на анаэробный сопровождается уменьшением синтеза АТФ и фосфокреатина.

Ишемизированная мышца теряет способность к сокращению из – за дефицита энергии. Снижение сократимости связано с выходом Са2+ из мест их связывания из – за повышенного содержания молочной кислоты и ацидоза. Вне зоны инфаркта так же уменьшается количество АТФ, что

приводит к функциональному снижению способности сердца. Сниженное содержание АТФ в сердечной мышце сохраняется более 10 дней от начала инфаркта.

До 2 суток от начала инфаркта наблюдается снижение белков и нуклеиновых кислот в миокарде. Период рубцевания сопровождается активацией синтеза ДНК, инактивацией гликолитических ферментов с одновременной активацией глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и глюкозо-6- фосфоглюконатдегидрогеназы, возрастает активность окислительной ветви пентозофосфатного пути и образования восстановленного НАДФ (источник водорода для синтетических реакций). В ткани подвергшейся инфаркту, возвращение метаболизма к нормальному протекает очень медленно.

Напоследок: Биохимические аспекты диагностики инфаркта миокарда:

Ферментами, исследование которых имеет наибольшую диагностическую ценность при инфаркте миокарда, являются АСТ, ЛДГ и КК.

Биохимия нервной системы

1. Химический состав нервной ткани.

Нервная ткань состоит из трех типов клеточных элементов:

1. нейронов (нервных клеток)

2. нейроглии – системы клеток, непосредственно окружающих нервные клетки в головном и спинном мозге

3. мезенхимных элементов, включающих микроглию.

Основная масса головного мозга – это первые 2 типа клеточных элементов. Нейроны

сосредоточены в сером веществе (60 – 65% от вещества головного мозга), тогда как белое вещество ЦНС и периферические нервы состоят главным образом из элементов нейроглии и их производных – миелина.

Собственно химический состав нервной ткани:

Серое вещество головного мозга представлено в основном телами нейронов, а белое – аксонами. В связи с этим отделы головного мозга значительно отличаются по своему химическому составу. Эти отличия носят прежде всего количественный характер.

Содержание воды в сером веществе головного мозга значительно больше, чем в белом. В сером веществе белки составляют половину веществ, а в белом – одну треть. На долю липидов в белом веществе приходится более половины сухого остатка, в сером – 30%.

Белки головного мозга. На долю белков приходится 40% сухой массы головного мозга. Все белки нервной ткани можно разделить на 2 основные группы: растворимые в воде и солевых растворах и нерастворимые. Серое вещество богаче белками растворимыми, а белое – нерастворимыми.

В нервной ткани содержатся как простые, так и сложные белки.

А) К простым белкам относятся:

1. Нейроальбумины – в свободном состоянии встречаются редко, является основным белковым компонентом фосфопротеинов. На их долю приходится 90% от массы растворимых белков.

2. Нейроглобулины – количество в головном мозге относительно невелико, в среднем около 5% по отношению ко всем растворимым белкам, и они легко соединяются с липидами,

нуклеиновыми кислотами, углеводами.

3. Гистоны – делят на 5 основных фракций в зависимости от содержания в них лизина, аргинина и лейцина. При электрофорезе рН=10,5-12,0 они движутся к катоду и получили название катионных белков нервной ткани.

4. Нейросклеропротеиды - структурноопорные белки. К ним относятся нейроколлаген,

нейроэластин и нейростромин. Они составляют примерно 8 – 10% от всех простых белков нервной ткани и локализованы в основном в белом веществе головного мозга и периферической нервной системе.

Б) К сложным белкам относятся:

1. Нуклеопротеиды – белки, которые принадлежат либо к дезоксирибонуклеопротеидам (ДНП), либо к рибонуклеопротеидам (РНП).

2. Липопротеиды хорошо растворимы в воде, их основная масса представлена простыми белками, к которым присоединяется липидные части, представленные фосфолипидами и холестерином.

3. Протеолипиды – основная часть липидная, связанная с белковыми группами, представленные либо одной полипептидной цепью из 5 аминокислот, либо смесью нескольких цепей.

Нерастворимы в воде, но растворимы в органических растворителей, трудно поддаются действию протеолитических ферментов.

4. Фосфопротеиды – сложные белки, простетическая группа представлена фосфорной кислотой, соединенной с остатком серина. Содержание фосфолипидов в головном мозге более высокое,

чем в других органах и тканях и обнаружены в мембранах морфологических структур нервной ткани, для них характерна быстрая обновляемость.

5. Гликопротеиды. Представляют собой гетерогенную фракцию белков. По количеству белков и углеводов, входящих в входящих в их состав их можно разделить на 2 основные группы.

А) Углеводы – 5 – 40%, остальная часть представляет собой альбумины, или глобулины.

Б) Содержание углеводов 40 – 85%,помимо белка может содержать и липидные комплексы, образуется гликолипопротеидный комплекс.

СПЕЦИФИЧНЫЕ БЕЛКИ НЕРВНОЙ ТКАНИ:

А) Белок Мура. Обладает кислыми свойствами вследствие содержания в большом количестве аспарагиновой и особенно глутаминовой аминокислот. Около 85 – 90% данного белка находится в нейроглии и 10 – 15% в нейронах, т.е. это нейроглиальный белок, его концентрация возрастает

при обучении и возможно принимает участие в формировании и хранении памяти.

Б) Белок 14-3-2. Так же относится к кислым белкам, и в отличии белка S-100 (белка Мура) он локализован в основном в нейронах, в нейроглиальных клетках его содержание невелико. Роль данного белка пока не ясна.

В) Скорее всего, тоже относится к этой группе: ТАУ-БЕЛОК. ПРИНАДЛЕЖИТ К ГРУППЕ БЕЛКОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С МИКРОТРУБОЧКАМИ (MAP). БЕЛОК ЧАСТО ВСТРЕЧАЕТСЯ В НЕЙРОНАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (ЦНС), И РЕДКО — В ДРУГИХ ОРГАНАХ, ОДНАКО СЛАБО

ЭКСПРЕССИРУЕТСЯ В АСТРОЦИТАХ И ОЛИГОДЕНДРОЦИТАХ ЦНС.

ФЕРМЕНТЫ: В мозговой ткани содержится большое количество ферментов, которые катализируют обмен углеводов, липидов и белков. В чистом кристаллическом виде выделены:

ацетилхолинэстераза, креатинкиназа.

Значительное количество ферментов в мозговой ткани находится в нескольких молекулярных формах (изоферменты): лактатдегидрогеназа, альдолаза, креатинкиназа, гексокиназа,

глутаматдегидрогеназа, холинэстераза, моноаминооксидаза, и др.

ЛИПИДЫ: Среди химических компонентов головного мозга особое место занимают липиды, высокое содержание и специфическая природа которых придают мозговой ткани характерные особенности.

В группу липидов головного мозга входят фосфолипиды, холестерин, сфингомиелины, цереброзиды, ганглиозиды, и очень небольшое количество нейтрального жира.

1. В сером веществе головного мозга фосфолипиды составляют более 60% от всех липидов, а в белом веществе 20% .

2. Напротив, в белом веществе содержится холестерин, сфингомиелинов и цереброзидов больше, чем в сером веществе.

УГЛЕВОДЫ: В мозговой ткани имеются гликоген и глюкоза. Однако, по сравнению с другими тканями, ткани мозга бедны углеводами. В мозговой ткани имеются так же промежуточные

продукты обмена углеводов, гексозо- и триозофосфаты, молочная, пировиноградная и другие кислоты.

НУКЛЕОТИДЫ: Состав и распределение нуклеотидов в мозговой ткани имеет следующие особенности:

1. В мозговой ткани преобладают адениловые нуклеотиды над гуаниновыми.

2. Распределение нуклеотидов примерно одинаково во всех отделах головного мозга.

3. Содержание циклических нуклеотидов (цАМФ, цГМФ) в головном мозге значительно выше, чем во многих других тканях, наибольшее содержание цАМФ.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА:

1. Na, K, Cu, Fe, Ca, Mg, Mn распределены в головном мозге относительно равномерно между серым и белым веществами.

2. Содержание же фосфора (наверно, имеется в виду, свободного) в белом веществе выше, чем в сером.

3. В мозговой ткани наблюдается дефицит анионов, который, как считают, покрывается за счет липидов.