Ընդհանուր և հատուկ նյութափոխանակության ուղիներ: Ներածություն նյութափոխանակությանը (կենսաքիմիա). Կատաբոլիզմի հատուկ և ընդհանուր ուղիներ

Ուղարկել ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում պարզ է: Օգտագործեք ստորև ներկայացված ձևը

Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:

Դասընթացի աշխատանք

թեմայի շուրջ.

« Կենսաքիմիական ուղիները հոգեկան և նյարդային հիվանդությունների մեխանիզմների ուսումնասիրության մեջ»

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

Կենտրոնական նյարդային համակարգի ախտաբանական վիճակները բազմաթիվ են, բազմազան և ծայրաստիճան բարդ՝ առաջացման և զարգացման մեխանիզմով։ Այս աշխատանքը ցույց կտա միայն այն ուղիները, որոնցով կենսաքիմիկոսները հասել են որոշակի հաջողության՝ հասկանալու պաթոլոգիական գործընթացների առանձին տարրերը, որոնք հիմքում ընկած են մի շարք հիվանդությունների և կենտրոնական նյարդային համակարգի հիվանդությունների վիճակները:

1. ՆԵՐՔԻՆ ԱՄՐԱՆԱՑՄԱՆ ՔԻՄԻԱԿԱՆ ԳՈՐԾՈՆՆԵՐԹՄՐԱՄԱԼՈՒԹՅԱՆ ՄԵՋ

Նախնադարյան օրգանիզմներում կենտրոնական նյարդային համակարգի ռեակցիաների շղթան, որը սկսվում է այս կամ այն ​​դրդապատճառի ազդեցությամբ, օրինակ՝ սովից, բազմացման բնազդով և այլն, ունի միջանկյալ օղակների նվազագույն քանակ և ավարտվում է ուղղակի. նպատակին հասնելը կամ ձախողումը. Վերջնական նպատակին հասնելը ամենապարզ ամրապնդումն է, պարգևատրող գործոնը: Համեմատաբար բարձր զարգացած օրգանիզմներում նպատակին հասնելու գործընթացը կարելի է բաժանել ավելի մեծ թվով փուլերի։ Միջանկյալ փուլի ավարտը չի վարձատրվում վերջնական արդյունքով և, ինչպես հաստատվել է, գոյություն ունի այսպես կոչված համակարգ. ներքին ամրապնդում.Օրինակ՝ որոշակի աշխատանք կատարելը, ժամանակակից մարդ, որպես կանոն, պարենային պարգև չի ստանում դրա ավարտից հետո, այլ ստանում է գումար՝ միաժամանակ զգալով որոշակի բավարարվածություն և վստահություն փողի միջոցով սնունդ ձեռք բերելու և սպառելու նպատակին հասնելու ունակության նկատմամբ։ Կենտրոնական նյարդային համակարգում բավարարվածության զգացում կարող են ապահովել մի շարք հումորալ գործոններ, որոնք հիմնականում ներառում են նեյրոպեպտիդներ՝ որոշ օփիոիդներ, նեյրոտենզին և այլն։

Ամենապարզ փորձը, որը հնարավորություն է տալիս բացահայտել այս հումորային գործոնները կենդանիների վրա կատարվող փորձերի ժամանակ, նրանց հնարավորություն տալն է ընտրել այնպիսի նյութեր, որոնք հաճելի սենսացիաներ են առաջացնում, երբ դրանք ինքնակառավարվում են ուղեղի փորոքի մեջ: Սպիտակ առնետը, օրինակ, գլխուղեղում ներկառուցված կանուլաներով, որն ունի փորձված նյութերից մեկի լուծույթ ներարկելու ունակություն՝ սեղմելով այս կամ այն ​​ոտնակը, շատ արագ անցնում է տարբեր ոտնակների պատահական սեղմումից դեպի ակնհայտորեն նախընտրելի ինքնահոս: նյութերի բավականին նեղ շրջանակի ընդունում: Կան նաև նման փորձերի ավելի բարդ ձևեր։

Արդյունքում, օփիոիդային նեյրոպեպտիդներից մի քանիսն այժմ գտնվում են նախընտրելի նյութերի կատեգորիայի մեջ՝ հավանաբար ներքին ուժեղացուցիչներ. - էդորֆինԵվ eike falins, և նեյրոտենզին.Միևնույն ժամանակ, հայտնաբերվում են նաև հակառակ ազդեցություն ունեցող նեյրոպեպտիդներ. վազոպրեսինև ըստ երևույթին մելանոստատինԵվ թիրոլիբերին.

Դրսից իրեն ներդնելով պարգևատրման նեյրոպեպտիդներ՝ կենդանին հրաժարվում է բնական պայմաններում բնականոն մեխանիզմից, որն անհրաժեշտ է նպատակին հասնելու ուղին ապահովելու համար, որի ավարտը պարգևատրվում է ներքին քիմիական ազդանշանի ձևավորմամբ՝ ներքին բավարարվածության գործոն։ .

Շատ հետազոտողներ այս փորձերը համարում են թմրամոլության մոդել: Թմրամոլության էությունը, այս տեսանկյունից, կայանում է նրանում, որ արտաքին քիմիական նյութը փոխարինվի բնական ներքին քիմիական պարգևով: Նման փոխարինումը, ներքին գործոնի քիմիական համարժեքի առկայությամբ, չի պահանջում նպատակային աշխատանք և մի շարք այլ գործընթացներ՝ բավարարվածության, վայելքի և այլնի վիճակի հասնելու համար։ Էկզոգեն օփիատներ - մորֆինև դրա անալոգները - ներքին օփիոիդների համարժեքներ են, որոնք փոխազդում են ուղեղի ընկալիչների նույն դասերի հետ, ինչ օփիոիդային նեյրոպեպտիդները: Հատկանշական է, որ թմրամոլների մոտ հեռացման ախտանիշները թեթևացնելու առավել ապացուցված միջոցը օփիատային ընկալիչների հատուկ արգելափակումն է. նալոքսոն,ինչպես նաև դրա անալոգները:

Հետևաբար, օփիատների կողմից առաջացած կախվածության մեխանիզմները գտնում են մեկնաբանություն, որը կարելի է դասակարգել որպես բավականին հիմնավորված վարկած: Իրավիճակն ավելի բարդ է մի շարք այլ դեղամիջոցների դեպքում. կոկաին, կանիաբինոիդներ, LSD, մեզկալիններՎերը նշվածներին նման վարկածներ դիտարկվում են դրանցից մի քանիսի առնչությամբ: Մասնավորապես, catejoլ ամիններ,հատկապես նորեպինեֆրին,Եվ սերոտոնին,ուղեղի որոշակի հատվածներում ներգրավված են ներքին ամրապնդման գործընթացներում: Դրա մասին է վկայում կատեխոլամիներգիկ և սերոտոներգիկ ուղիների երկայնքով տեղակայված գոտիների առկայությունը, որոնց գրգռումը առաջացնում է բավարարվածության, հաճույքի զգացում և այլն։ Հայտնի է, որ վերը նշված թմրանյութերից շատերը խանգարում են կատեխոլամիներգիկ և սերոտոներգիկ նեյրոհաղորդմանը: Հետևաբար, թեև ավելի քիչ ապացույցներով, քան ափիոնային դեղերի դեպքում, թմրամոլության վարկածը որպես ներքին ամրապնդող գործոնների փոխարինում նույնպես վավեր է շատ ոչ ափիոնային միացությունների համար: Պետք է նաև նկատի ունենալ, որ մեխանիզմներն ու քիմիական գործոններՆերքին ամրացումները միայն մասամբ են հայտնի:

Նշված վարկածի շրջանակներում նրանք փորձել են տվյալներ եզրակացնել ալկոհոլիզմի մեխանիզմների վերաբերյալ։ Գոյություն ունեն բարդ հարաբերություններ ալկոհոլիզմի զարգացման, օփիոիդային պեպտիդների մակարդակների, ոչ պեպտիդային գործոնների, ինչպիսիք են օփիատները, կատեխոլամինները, սերոտոնինը և այլ հումորային կարգավորիչները: Այս հարաբերությունների բարդությունն այնպիսին է, որ չբացառելով ներքին ամրապնդող գործոնների դերը, նպատակահարմար է դիտարկել մի շարք տվյալներ հատկապես ալկոհոլիզմի մեխանիզմների վերաբերյալ:

2. ԱՑԵՏԱԼԴԵՀԻԴ, ՈՉ ՊԵՊՏԻԴ ԵՎ ՊԵՊՏԻԴ ԱՓԻՈԻԴՆԵՐ ԵՎ ՈԼԿՈՀՈԼԻԶՄ.

Կենսաքիմիական մեխանիզմների վաղ ուսումնասիրություններ ալկոհոլիզմհանգեցրեց երեք կարևոր փաստի հաստատմանը. Նախ, էթանոլը թաղանթազերծ նյութ է և այն կոնցենտրացիաների դեպքում, որոնք առաջացնում են թունավորում, կարող են փոխել ընկալիչների և թաղանթում ներառված բազմաթիվ ֆերմենտների վիճակը: Երկրորդ, լայնորեն ներկայացված է մարմնում, հատկապես լյարդում, ֆերմենտը. ալկոհոլային դեհիդրոգենազ,ներգրավված է բազմաթիվ կարգավորող միացությունների նյութափոխանակության մեջ, շփվում է դրսից եկող էթանոլի հետ և, կարծես, շեղվում է մի շարք նորմալ գործառույթներից, ինչը, իր հերթին, հանգեցնում է մի շարք կարգավորիչների սինթեզի շեղումների: Երրորդ, և վերջապես, ալկոհոլային դեհիդրոգենազն արագորեն փոխակերպում է ներթափանցող էթանոլի մի մասը ացետալդեհիդի; վերջինս կարող է լինել մի շարք կենսաակտիվ գործոնների ձևավորման աղբյուր և, ի լրումն, նրա անմիջական ազդեցությունը ուղեղի վրա առաջացնում է տհաճ սենսացիաներ՝ կախազարդի համախտանիշ; ապա ացետալդեհիդը աստիճանաբար օքսիդանում է միտոքոնդրիումներով ացետալդեհիդ դեհիդրոգենազև ստացված ացետատը կարող է օգտագործվել ճարպաթթուների սինթեզի համար և այլն: Ացետալդեհիդի առաջացրած սենսացիաները մեկնարկային կետն էին մի շարք հակաալկոհոլային դեղամիջոցների ստեղծման համար, որոնք ճնշում են ացետալդեհիդդեհիդրոգենազը, դրանով իսկ բարձրացնելով ացետալդեհիդի մակարդակը և արագացնելով, որպես արդյունք, լուրջ վիճակի զարգացումը նույնիսկ փոքր չափաբաժիններ ընդունելուց հետո: ալկոհոլ. Մասնավորապես, այս ֆերմենտի այնպիսի արգելակիչ, ինչպիսին է տետուրամ,որի համակարգված ներդրումը որոշակի օգուտ է բերում ալկոհոլիզմի բուժմանը: Հատկապես խոստումնալից էին այն ազդեցությունները, որոնք թույլ են տալիս երկար ժամանակփոխել էթանոլի նյութափոխանակության երկու հիմնական ֆերմենտների ակտիվությունը: Ալկոհոլային առնետների վրա կատարված փորձերի ժամանակ այս ֆերմենտներին կապող աուտոհակատիդների ինդուկցիան ապացուցվեց, որ արդյունավետ է:

և սերոտոնինի հետ փոխազդեցություն, - մեթիլ-տետրահիդրո-- carbo-lin:

Այս միացությունները կառուցվածքային որոշակի նմանություն ունեն մորֆինի հետ։

Ադետալդեհիդը կարող է նաև արգելակել դոֆամինի կատաբոլիզմի փուլերից մեկը՝ դրա օքսիդատիվ դեամինացումը, որպեսզի միջանկյալ արտադրանքը կուտակվի՝ 3,4 - դիօքսի-ֆենիլացետալդեհիդ:Վերջինս, կրկին փոխազդելով դոֆամինի հետ, ձևավորվում է տետրահիդրոպապավերոլին,ի վիճակի է, իր հերթին, վերածվել միացությունների, որոնք իրենց կառուցվածքով ավելի ու ավելի են մոտենում մորֆինին, այդ թվում՝ նորմորֆին:

IN վերջին տարիներըհետագծվել են նյութափոխանակության ուղիները, որոնք տանում են դեպի կաթնասունների օրգանիզմում ձևավորման, նույնիսկ կոդեինի և մորֆինի, թեև շատ փոքր քանակությամբ: Ավելին, այժմ կարելի է ենթադրել, որ այս շարքի շատ միացություններ մշտապես առկա են ուղեղում միկրոկենտրոնացումներով։ Սակայն դրսից էթանոլի ներմուծումը և դրանից ացետալդեհիդի ձևավորումը կտրուկ բարձրացնում է մորֆինանման միացությունների մակարդակը։

Հաստատվել է ացետալդեհիդի մասնակցությամբ ձևավորված սալսոլինոլի և այլ էնդոգեն մորֆինի անալոգների կարողությունը՝ ծառայելու որպես օփիոիդային ընկալիչների և՛ որպես ագոնիստներ, և՛ արգելափակողներ՝ կախված կոնցենտրացիայից և այլ պայմաններից: Նման փոխազդեցության հետևանքները կարող են լինել, նախ, էնդոգեն պարգևատրման գործոնների փոխարինումը և, երկրորդը, եթե ալկոհոլի մարմնում սալոլինոլի կոնցենտրացիան անընդհատ ավելանում է, ապա ընկալիչների շրջափակումը սեփական էնդոգեն, մեծ մասի նկատմամբ: ադեկվատ, պարգևատրման գործոնները կարող են առաջացնել դժգոհության մշտական ​​զգացում և խրախուսել թմրանյութ փնտրել:

Թեև դժվար է նախապատվությունը տալ այս հնարավորություններից մեկին, սակայն ալկոհոլիզմի մեջ սալսոլինոլի և նմանատիպ ոչ պեպտիդային մորֆինային միացությունների ձևավորումը ցույց է տալիս ափիոնային համակարգի հավանական կապը ալկոհոլիզմի մեխանիզմի հետ: Նույն գաղափարը առաջնորդվում է նրանով, որ օփիատային ընկալիչների դասական արգելափակիչը. նալոքսոնօգտակար է նաև ալկոհոլիզմի բուժման համար։

Վերջապես, մատնանշում է, որ հարբեցողների մեծամասնության մոտ աճում է մորֆինի նման միացությունների նկատմամբ հակամարմինների մակարդակը: Հետևաբար, այն պնդումը, որով ժամանակակից հետազոտողները, օփիոիդային պեպտիդների հայտնաբերումից հետո, կապ են փնտրում վերջիններիս մակարդակի, ինչպես նաև ափիոնային ընկալիչների վիճակի, մի կողմից, և ալկոհոլիզմի խորության և փուլի միջև. մյուս կողմից՝ հասկանալի է. Այժմ հայտնաբերված հարաբերակցությունները, որոնք հաստատում են ափիոնային համակարգի քիչ թե շատ զգալի մասնակցությունը ալկոհոլիզմի մեխանիզմներին, ցույց են տալիս բավականին բարդ, երբեմն հակասական հարաբերություններ։ Օրինակ՝ ավելի քիչ բովանդակություն է ցուցադրվում մեթենկեֆալինալկոհոլի նկատմամբ հակված կենդանիների ուղեղում և հիպոթալամուսում ավելի ցածր կոնցենտրացիան p - էնդորֆինզարգացած ալկոհոլիզմով և ալկոհոլիզմի նկատմամբ ժառանգաբար հակված կենդանիների մոտ:

Հաստատվել է նաև, թեև ոչ բոլոր փորձարարական մոդելներում, որ նման կենդանիների մեջ էթանոլի ներմուծումը մեծացնում է մեթենկեֆալինի և պ-էնդորֆինի մակարդակը։

Կարելի է փորձել մեկնաբանել այս տվյալները այնպես, որ ուղեղում էնդոգեն օփիոիդների նվազեցված մակարդակը պատասխանատու է էթանոլի հանդեպ փափագի համար՝ որպես ուղեղում օփիոիդների ձևավորման գործոն, այսինքն. հումորային պարգևատրման համակարգերի նորմալացմանը: Սա համահունչ է դուրսբերման երևույթներին և ալկոհոլի հանդեպ փափագի մի փոքր նվազմանը դրսից օփիոիդային նեյրոպեպտիդների ներմուծմամբ, ինչպես նաև մարմնում ափիոնային պեպտիդների պրոտեոլիտիկ տրոհման որոշ արգելակիչներով: Այնուամենայնիվ, մի շարք փորձարարական տվյալներ դժվար է համաձայնել նման մեկնաբանության հետ: Այսպիսով, ի տարբերություն մեթենկեֆալինի, ալկոհոլիզմին հակված կենդանիների ուղեղում լեյենկեֆալինի պարունակությունը մեծանում է։

Էթանոլի ներդրմամբ պլազմայում և ողնուղեղային հեղուկում p-էնդորֆինի մակարդակի փոփոխությունների վերաբերյալ տվյալները հակասական են: Թյուրիմացության աղբյուր է նաև այն, որ ալկոհոլիզմի դեպքում հնարավոր է, և գրանցված մի շարք աշխատություններում, էթանոլի նշված մեմբրոտրոպիայի պատճառով ոչ միայն էնդոգեն օփիոիդների մակարդակի, այլ նաև դրանց ընկալիչների վիճակի փոփոխություն։ Կա վկայություն էթանոլի ազդեցության տակ էնկեֆալինների մեր ընկալիչների նկատմամբ նրանց ընկալիչների նվազման մասին: Հետևաբար, ալկոհոլիզմի մեջ էնդոգեն օփիոիդների դերը խստորեն հաշվի առնելու համար անհրաժեշտ է համատեղ դիտարկել օփիոիդների մակարդակի և դրանց ընկալիչների վիճակի վերաբերյալ տվյալները: Նման տվյալները դեռ բավարար չեն։

Հարուստ, թեև դարձյալ ոչ միանշանակ, փորձարարական նյութեր են հավաքվել ալկոհոլիզմի զարգացման գործում կատեխոլամինների և սերոտոնինի դերի վերաբերյալ։ Բեմի վրա էթանոլի գործողության հստակ կախվածություն կա, ալկոհոլիզմի զարգացման փուլը։

Էթանոլի մեկ դոզան սկզբում առաջացնում է կատեխոլամինների՝ դոֆամինի և նորէպինեֆրինի արտազատման ավելացում, հավանաբար նախասինապտիկ ընկալիչների վրա ալկոհոլի մեմբրանոտրոպային ազդեցության պատճառով: Սեկրեցված կատեխոլամինները ներհատուկ պարգևատրման գործոններից են, որոնք առաջացնում են էյֆորիկ վիճակ: Կատեխոլամինների արտազատումից հետո գործարկվում է հակադարձ կարգավորման համակարգը, որը ոչ միայն նորմալացնում է համակարգի վիճակը, այլև սինապտիկ ճեղքում և մարմնի հեղուկներում ստեղծում է կատեխոլամինների ժամանակավոր անբավարարություն: Թերևս սա էթանոլի ընդունումը կրկնելու խթանիչ գործոններից մեկն է:

Խրոնիկ ալկոհոլիզմի զարգացմամբ, արդյունահանման կրճատման, աճող դեգրադացիայի և կատեխոլամինների ավելացված կլանման վիճակը կարծես թե շտկվում է՝ ստեղծելով, ինչպես ենթադրվում է, մշտական ​​մեխանիզմ, որը հուշում է էթանոլի հաճախակի ընդունումը՝ ժամանակավորապես շտկելու այդ խանգարումները: Ալկոհոլի ընդունման ամբողջական դադարեցումը զարգացած քրոնիկ ալկոհոլիզմի փուլում հանգեցնում է սինապտիկ ճեղքում կատեխոլամինների սինթեզի, ազատման և պահպանման բոլոր գոյություն ունեցող մեխանիզմների շտապ մոբիլիզացման: Նախորդ փուլերում ապակարգավորված համակարգը աշխատում է այնպես, որ տեղի է ունենում ոչ թե կատեխոլամինների մակարդակի նորմալացում, այլ դրանց կոնցենտրացիայի, մասնավորապես՝ դոֆամինի չափից ավելի բարձրացում։ Նրանք ներգրավված են ժուժկալության զարգացման մեջ:

Նման է, ընդհանուր առմամբ, սերոտոնինի արտադրության և փոխակերպումների փոփոխությունների դինամիկան: Դրա թողարկման այլասերումները կարող են կապված լինել էյֆորիայի և հալյուցինացիաների հետ: Այնուամենայնիվ, սերոտոներգիկ համակարգի դերը դեռ երկիմաստ է. Այսպիսով, մի կողմից, սերոտոնինի սինթեզի և արտազատման մի շարք խթանիչներ, վերաբնակեցման արգելափակումներ և շատ ագոնիստներ ճնշում են էթանոլի փափագը: Միևնույն ժամանակ, 5HT3 ընկալիչների ընտրովի անտագոնիստները և սերոտոնինի սինթեզի արգելակողները, ինչպիսիք են p-քլորոֆենիլալանինը, նույնպես ճնշում են էթանոլի սպառումը: Կենդանիների ակտիվ իմունիզացիան սերոտոնինի դեմ հանգեցնում է արյան պլազմայում և ուղեղում դրա մակարդակի նվազմանը և փորձարարական կենդանիների մոտ ալկոհոլի նկատմամբ փափագի ճնշմանը: Ըստ երևույթին, սերոտոնիներգիկ համակարգի մասնակցությունը ալկոհոլի հանդեպ փափագի մեխանիզմներին շատ սերտորեն կապված է սերոտոնինային ընկալիչների տեսակի, ինչպես նաև ընկալիչների և այս միջնորդի սինթեզի վայրերի տեղայնացման հետ:

Թմրամոլության և ալկոհոլիզմի մեխանիզմներում ներգրավված է նաև գլխուղեղի հիմնական արգելակող համակարգը՝ GABAergic համակարգը։ Այս համակարգի ճնշումը հնարավորություն է տալիս հասկանալ պաթոլոգիական ցանկությունների կայունությունը:

Հատկանշական է, որ մի շարք նեյրոպեպտիդների ազդեցությունը ալկոհոլի տենչանքի վրա քիչ թե շատ կապված է նրանց մասնակցության հետ սթրեսային պայմանների զարգացմանը կամ ճնշմանը: Ընդհանրապես հայտնի է, որ սթրեսն ինքնին խթանում է ալկոհոլի հանդեպ փափագը։ Պեպտիդ դելտասնան, որը պարզվեց, որ ուժեղ հակասթրեսային միջոց է, էականորեն նվազեցնում է էթանոլի սպառումը փորձարարական կենդանիների մեջ՝ իր համակարգված ներմուծմամբ։ Ալկոհոլի նկատմամբ հակված սպիտակ առնետների մոտ նրա պարունակությունը արյան պլազմայում և ստրիատում նվազում է։

Ընդհանրապես, ալկոհոլիզմի նեյրոքիմիական մեխանիզմների ոլորտում կատարված ուսումնասիրությունների ներկայացված արդյունքները դեռ չեն կազմում միասնական համահունչ պատկեր, այլ ցույց են տալիս այն ժամանակի հարաբերական մոտիկությունը, երբ այն կձևավորվի։

3. ՎԱԽ, ՖՈԲԻԱՆԵՐ,Ռ-ԿԱՐԲՈԼԻՆՆԵՐ, ԷՆԴՈՍԵՊԻՆՆԵՐ ԵՎ ԽՈԼԵՑԻՍՏՈԿԻՆԻՆ_4

Համեմատաբար շատ վաղուց, դեղաբանները ստեղծեցին հանգստացնողների նոր դաս. բենզոդիազեպիններ,այժմ ընդգրկված է համատարած բժշկական պրակտիկայում: Այնուհետև ուղեղում հայտնաբերվեցին այս միացությունների ընկալիչները: Քանի որ այս ընկալիչների ներքին լիգանդները հայտնի չէին, դրանք նշանակվեցին դիազեպամի ընկալիչներ: Ավելին, պարզվեց, որ այս ընկալիչները գամմա-ամինաբուտիրաթթվի ընկալիչների մի մասն են կամ անկախ ընկալիչ, որը սերտորեն կապված է GABA ընկալիչի հետ: Ի վերջո, հնարավոր եղավ մեկուսացնել այս ընկալիչների էնդոգեն լիգանդներից մի քանիսը. նախ՝ մեծ պեպտիդ. էվդոզեպին,բաղկացած մոտ հարյուր ամինաթթուների մնացորդներից, նրա ակտիվ բեկորները փոքր 18 և 6 անդամներով պեպտիդներ են և, երկրորդ, ոչ պեպտիդային միացություններ. ածանցյալներայսպես կոչված - կարբոլիններ.Վերջինիս օրինակն է մեթիլտետրահիդրո- կարբոլին. Էնդոզեպինների ակտիվ բեկորներն ունեն կառուցվածք՝ QATVGDVNTDRPGLLDLK և GLLDLK:

Այս միացությունները ազդում են կենդանիների վարքագծի վրա՝ GABA-ի և նրա անալոգների գործողության հակառակը։ Դրանք առաջացնում են անհանգստություն, վախի դրսևորումներ, իսկ կրծողների վրա կատարված փորձերում՝ կոնֆլիկտային վարքագիծ։ Միացյալ Նահանգներում փաստագրված է սուր անհանգստություն՝ խուճապային վիճակ մարդկանց մոտ, որոնց ներարկվել է β-կարբոլինի ածանցյալներից մեկը:

Ինչ վերաբերում է հանգստացնողներին՝ բենզոդիազեպիններին, որոնցով սկսվել է այս հետազոտությունների շարքը, պարզվեց, որ դրանք արգելափակող են էնդոզեպինի ընկալիչները՝ ճնշելով նրանց փոխազդեցությունը վախի, անհանգստության և կոնֆլիկտային վարքագծի էնդոգեն գործոնների հետ:

Վերջին տարիներին նյարդաքիմիկոսների և հոգեբույժների ուշադրությունը գրավել է ևս մեկ պեպտիդ, որն առաջացնում է անհանգստություն, վախ և խուճապային վարք ինչպես մարդկանց, այնպես էլ կենդանիների մոտ՝ ուղեղում հայտնաբերված խոլեցիստոկինինի C-կոնի բեկորներից ամենափոքրը՝ CCK_4: Դրա ազդեցությունը վարքագծի վրա պայմանավորված է դոֆամիներգիկ համակարգի որոշ մասերի խթանմամբ՝ հատուկ CCK B ընկալիչների միջոցով: Արդեն սինթեզվել են CCK_4 անտագոնիստները, որոնց օգնությամբ հնարավոր է նվազեցնել անհանգստության և խուճապային ռեակցիաների մակարդակը ինչպես կենդանիների փորձերում, այնպես էլ կենդանիների փորձերում: առաջին կլինիկական հետազոտություններում։

Մի շարք հոգեկան խանգարումների կենսաքիմիական մեխանիզմները հասկանալու համար այս բացահայտումների նշանակությունը շատ մեծ է։ Շատ հոգեկան խանգարումներ ուղեկցվում են մոլուցքային վախերով, ֆոբիաներով, չափազանց անհանգիստ ու կոնֆլիկտային վարքագծով։ Դրանք բնորոշ են, մասնավորապես, ալկոհոլիզմի ուշ փուլերին, շիզոֆրենիայի որոշ դրսևորումներին և այլն։

4. ԴՈՊԱՄԻՆ ԵՎ ՊԱՐԿԻՆՍՈՆԻԶՄ

Բացահայտելով հիմքում ընկած կենսաքիմիական գործընթացները պարկինսոնի հիվանդություն- կարծրատիպի խորը խախտում շարժիչային գործունեությունդրա համակարգումը և նախաձեռնումը,- դարձավ պաթոլոգիական նյարդաքիմիայի առաջին վառ ձեռքբերումներից մեկը:

Հիվանդության սինդրոմը վերարտադրվել է կենդանիների վրա կատարված փորձերի ժամանակ՝ ներկայացնելով նրանց 6 _Օքսիդոպամին. Այս դոֆամինի անալոգը թափանցում է վեզիկուլներ նյարդային վերջավորություններ, որը նախատեսված է կատեխոլամինների կուտակման և արտազատման համար, մրցում է վերջիններիս հետ վեզիկուլներում ներառվելու համար և, ի վերջո, արգելակում է կատեխոլամիներգիկ փոխանցումը.Այս գործընթացը երբեմն կոչվում է քիմիական համակրանք,հաշվի առնելով կատեխոլամինների հատուկ դերը սիմպաթիկ նյարդային համակարգում: Այնուամենայնիվ, այս անվանումը ճշգրիտ չէ, քանի որ կատեխոլամինները լայնորեն տարածված են և գործում են նյարդային համակարգի շատ այլ մասերում:

Ստրիատի դոպամիներգիկ նեյրոնները, պոչուկային միջուկի մասերը և հատկապես նիգրան, որոնք հանդիսանում են կարծրատիպային շարժիչ գործունեության հիմնական կենտրոնական կազմակերպիչները, պարզվեց, որ խիստ զգայուն են 6_օքսիդոպամինի այս գործողության նկատմամբ: Արդյունքում, առաջին անգամ հնարավոր եղավ, ներմուծելով որոշակի կենսաքիմիական գործողության ուղղություն ունեցող նյութ, առաջացնել այնպիսի սպեցիֆիկ հիվանդություն, ինչպիսին պարկինսոնիզմն է։

Վերջին տարիներին հնարավոր է դարձել էլ ավելի ճշգրիտ որոշել այն նեյրոնները, որոնց վնասը բավարար է պարկինսոնիզմ առաջացնելու համար։ Սինթետիկ նեյրոտոքսին - մեթիլֆենիլտետրապեդրոպիրիդինընտրողաբար միանում է մելանին պարունակող նեյգրայի նեյրոններին՝ առաջացնելով դրանց գունաթափում և պարկինսոնիզմ։ Նշվել է նաև սև նյութի պարունակության զգալի նվազում։ մետենկեֆալնաԵվ խոլեցիստոկինինև, վերջապես, հայտնաբերվեց արևադարձային գործառույթներ կատարող գլիալ սպիտակուցներից մեկի դեֆիցիտը գլուտամին սինթեզող նեյրոնների հետ կապված:

Դոպամիներգիկ համակարգերի ներգրավվածությունը պարկինսոնյան համախտանիշի մեջ ենթադրում է սինդրոմը մեղմելու հնարավորություն՝ ուղեղի մեջ դոֆամինի ներմուծմամբ: Քանի որ դոֆամինը չի անցնում արյուն-ուղեղային պատնեշը, նրա ամենամոտ նախորդը օգտագործվել է հիվանդներին նշանակելու համար. դիհիդրօքսիֆենիլալանին.Այն զգալիորեն թեթեւացնում է պարկինսոնացիների վիճակը։ Այնուամենայնիվ, պետք է ընդգծել, որ հիվանդներին դիհիդրոքսիֆենիլալանինի մեծ չափաբաժինների երկարատև օգտագործումը, որը զգալիորեն ուժեղացնում է դոֆամինի սինթեզը ուղեղի բոլոր մասերում, կարող է հանգեցնել այլ հոգեկան հիվանդության՝ շիզոֆրենիայի, նման ախտանիշների ի հայտ գալուն։ որի ֆիզիոլոգիական և կենսաքիմիական դրսևորումները հենց դոպամիներգիկ համակարգի հիպերակտիվությունն է:

Պարկինսոնիզմի բուժման նորագույն միջոցը մարդու պտղի միջնուղեղից ուղեղի առողջ բջիջների կամ հյուսվածքի փոխպատվաստումն է, որոնք ունակ են դոֆամին արտադրել հիվանդի ուղեղի որոշակի հատվածներում: Հարկ է նշել, որ ուղեղի իմունոլոգիական կարգավիճակի առանձնահատկությունները մեծապես նպաստում են նման փոխպատվաստմանը։ Նման փոխպատվաստումների առաջին շարքի արդյունքները հուսադրող են։ Այժմ կուտակվում է այդ վիրահատությունների հետևանքների երկարաժամկետ դիտարկման փորձը, և մշակվում են միջնուղեղային բջիջների մշակույթները՝ աբորտների ժամանակ ստացված նյութերի օգտագործումից հրաժարվելու համար։

5. Շիզոֆրենիա, կատեխոլամիններ և ներքին նեյրոլեպտիկներ

Ժամանակակից հոգեբուժության կողմից բռնի հոգեկան հիվանդների բաժանմունքների գրեթե լիակատար մերժումը պայմանավորված է երկու պատճառով՝ արտաքին տեսքով տարբեր, բայց էությամբ նման։ Առաջինը բաղկացած է վիրաբուժական միջամտությունից՝ թալամուսից դեպի ճակատային ծառի կեղև տանող կատեխոլ-ամիներգիկ ուղիների կտրում, ցանցային ձևավորում, սև նյութ և ուղեղի որոշ այլ մասեր։ Բավականին արդյունավետ շիզոֆրենիայի ագրեսիվ դրսեւորումները վերացնելու համար այս միջոցը, սակայն, կապված է մտավոր կարողությունների որոշակի դեգրադացիայի հետ և այժմ իր տեղը զիջել է դեղաբանական ազդեցություններին։ Վերջիններս ներառում են կատեխոլամինների, հատկապես դոֆամինի ընդունման և/կամ սեկրեցիայի ճնշումը այնպիսի միացությունների միջոցով, ինչպիսիք են. հալոպերիդոլ, տրիցիկլիկ հակահոգեբուժական դեղամիջոցներԽստորեն ասած, այս գործակալները ոչ այնքան բուժում են շիզոֆրենիայով հիվանդներին, որքան ճնշում են դրա դրսևորումները՝ ագրեսիվ վարք, հալյուցինացիաներ, կարծրատիպային շարժիչ գործունեություն և այլն:

Այս դեղերի արդյունավետությունը մեզ ավելի է մոտեցնում հիվանդության մեխանիզմների ըմբռնմանը, ներառյալ խորը այլասերվածությունը և շիզոֆրենիկների, հատկապես դոֆալի, կատեխոլամիներգիկ ուղեղի որոշ հատվածներում խորը այլասերվածությունը և պաթոլոգիական ուժեղացումը: իներգիկ, փոխանցում. Հայտնաբերվել է դոպամինի D 4 ընկալիչների խտության 4-5 անգամ աճ։ Հատկանշական է, որ լավագույն հակահոգեբուժական դեղամիջոցներից մեկը՝ կլոզապինը, ամենաբարձր կապն ունի D 4 ընկալիչների նկատմամբ: Դոպամինի զգալի բարձր մակարդակը հայտնաբերվել է նաև ուղեղի ժամանակավոր բլիթում, հատկապես ձախ ամիգդալայում: Նույն բաժանմունքներում նկատվել են նաև մի շարք մորֆոլոգիական փոփոխություններ՝ կողային փորոքների ծավալի ավելացում, պարահիպոկամպային կեղևի նոսրացում և այլն։

Անհամապատասխան են, ի տարբերություն դոֆամինի պարունակության կանոնավոր փոփոխությունների, շիզոֆրենիկի ուղեղի տարբեր հատվածներում նորադրենալինի պարունակության վերաբերյալ տվյալները։ Համեմատաբար վերարտադրելի են միայն ողնուղեղային հեղուկում նորէպինեֆրինի մակարդակի բարձրացման տվյալները:

Հատկապես ուշագրավ են շիզոֆրենիայի առանձին դրսևորումների վերարտադրության մասին հաղորդումները գործակալների ազդեցության տակ, որոնք ինչ-որ կերպ խանգարում են կատեխոլամիներգիկ և սերոտոներգիկ համակարգերի վիճակին: Այսպիսով, դոֆամինի անալոգը բուսական ալկալոիդ է մեզկալինառաջացնում է հալյուցինացիաներ, այդ թվում՝ գունային հալյուցինացիաներ՝ ունենալով շիզոֆրենիկի հետ նման տարրեր։

Բարձր չափաբաժիններ ստացող կենդանիներ ֆենամին,գրգռվածության ժամանակաշրջանից հետո նրանք ցուցադրում են միապաղաղ, կարծրատիպային շարժիչ ակտիվություն, որը հիշեցնում է շիզոֆրենիկների գործունեությունը:

Հալյուցինացիոն երևույթներ, որոնք դիտվում են, օրինակ, սերոտոնինի որոշակի անալոգների ընդունման ժամանակ լիզերգիկ թթու դիէթիլամիդ, ուշադրության են արժանի նաև շիզոֆրենիայում ոչ միայն կատեխոլամիներգիկ, այլև սերոտոներգիկ փոխանցման այլասերումների հնարավոր դերի տեսանկյունից։

Շիզոֆրենիայի ժամանակ ուղեղի որոշակի հատվածներում կատեխոլամիներգիկ և, հնարավոր է, սերոտոներգիկ համակարգերի պաթոլոգիական, անհավասարակշիռ աճի պատկերը նույնպես լավ համընկնում է մոնոամին օքսիդազների կազմի և ակտիվության փոփոխության տվյալների հետ, որոնք բաժանում են համապատասխան նյարդային հաղորդիչները նյարդային վերջավորությունը թողնելուց հետո: Մարդու ուղեղում հայտնաբերված MAO-ի չորս ձևերից՝ I, II, II և III, շիզոֆրենիկները չունեն III և զգալիորեն փոփոխված II ձև:

Վերջապես, շիզոֆրենիայի մեխանիզմներում ներգրավված է մեկ այլ նեյրոհաղորդիչ համակարգ՝ գլյուտամատերգիկ: Նշվել է նրա զգալի թուլացում ճակատային կեղևում։ Հիշեցնենք, որ շարքը ավելի բարձր գործառույթներուղեղը. Գլուտամատային հակագոնիստ պենցիկլիդինը նմանակում է կենդանիների շիզոֆրենիայի որոշ ախտանիշներին: Ներկայումս ուսումնասիրվում է շիզոֆրենիայի բուժման համար գլյուտամատերգիկ ընկալիչների ագոնիստների օգտագործման հնարավորությունը:

Մինչ այժմ ավելի քիչ տվյալներ են կուտակվել շիզոֆրենիայի դեպքում պեպտիդների կարգավորման փոփոխության վերաբերյալ:

Նյարդային վերջավորություններում, որպես կանոն, տեղի է ունենում դասական նեյրոհաղորդիչների այս կամ այն ​​ասոցիացիան նեյրոպեպտիդների հետ։ Մասնավորապես, դոպամիներգիկ վերջավորությունները հատկապես հաճախ պարունակում են խոլեցիստոկինին _8, վազոակտիվ աղիքային պեպտիդև ավելի քիչ հաճախ՝ սոմատոստատինԵվ նյութ Ռ.Նորադ-ռեներգիկ վերջավորություններում նորեպինեֆրինի հաճախակի ուղեկիցներն են նեյրոպեպտիդներՅԵվ էնկեֆալիններ.Հայտնի է նաև, որ խոլեցիստոկինինը_8-ը և սոմատոստատինը արգելակում են դոպամիներգիկ փոխանցումը: Նմանատիպ տվյալներ կան նորադրեներգիկ փոխանցման վրա էնկեֆալինների ազդեցության վերաբերյալ: Նորադրեներգիկ ակտիվացնող

փոխանցումը նեյրոպեպտիդ Y է, իսկ դոպամիներգիկ, դարձյալ ավելի քիչ որոշակիությամբ, վազոակտիվ աղիքային պեպտիդ է: Հետևաբար շիզոֆրենիկների ուղեղի հիպոկամպում և ամիգդալայում խոլեցիստոկինինի 8-ի պարունակության նվազման մասին տվյալները նշանակալի նշանակություն ունեն: Հիպոկամպում սոմատոստատինի պարունակությունը նույնպես նվազում է, իսկ ամիգդալում՝ մեթենկեֆալին և P նյութը, այնուամենայնիվ, ամիգդալայում վազոակտիվ աղիքային պեպտիդի կոնցենտրացիան մեծանում է։

Տվյալների այս ամբողջ խումբը կապված է խոլեցիստոկինին_8-ի նեյրոէլեպտիկ ազդեցության և դրա հետ կապված պեպտիդների մասին տեղեկատվության հետ. ցերուլեին,ինչպես նաև որոշ էնդորֆիններ.Այն դրսևորվում է նեյրոէլպտիկ դեղամիջոցների ընտրության համար մի ժամանակ մշակված թեստերում. կատալեպսիա առաջացնելու ունակությամբ, ագրեսիվ վարքի վրա ազդելով, ֆենամինի ազդեցությունը ճնշելու միջոցով և այլն: Ցույց է տրվել նաև նրանց կողմից դոպամիներգիկ փոխանցման նվազում: բջջային մակարդակում կատարվող փորձերում: Այս ամենը հիմք է ծառայել խոլեցիստոկինին_8-ը, ինչպես նաև դետիրոզիլ- և դեզենկեֆալին-էնդորֆինները որպես էնդոգեն հակահոգեբուժական դեղամիջոցներ: Ցավոք, մարդկանց շիզոֆրենիկ համախտանիշի բուժման համար դրանք որպես բուժական միջոցներ օգտագործելու փորձերը դեռ շոշափելի արդյունքներ չեն տվել: Առայժմ մենք կարող ենք խոսել միայն դրական միտումների մասին, մասնավորապես, խոլեցիստոկինինի կամ ցերուլեինի համակցված օգտագործման հեռանկարների մասին սովորական հակահոգեբուժական միջոցների հետ:

Ավելի խոստումնալից են ուսումնասիրությունները, որոնք հիմնված են խոլեցիստոկինինի կարճ վերջնական տետրապեպտիդի՝ CCK_4-ի՝ անհանգստության, վախի և խուճապի վիճակներ առաջացնելու ունակության վերաբերյալ տվյալների վրա: CCK_4-ի գործողությունը կրկին կապված է դոպամիներգիկ համակարգի մի մասի ակտիվացման հետ։ Հետևաբար, CCK_4 անտագոնիստների սինթեզի և փորձարկման վրա հույսերը հիմնված են շիզոֆրենիայի որոշակի ձևերի բուժման համար դեղերի նոր դասի ստեղծման վրա:

6. ԿԱՏԵԽՈԼԱՄԻՆՆԵՐ, ՆՅՈՒՐՈՊԵՊՏԻԴՆԵՐ ԵՎ ԸՆԴԴՐՈՒՄՆԵՐ

Կատեխոլամիներգիկ և սերոտոներգիկ համակարգերի ճնշումը կապված է դեպրեսիվ վիճակի հետ: Այնուամենայնիվ, դեպրեսիայի մեջ կատեխոլամիներգիկ փոխանցման ճնշման օրինաչափությունն այդպես չէ պարզ բողոքարկումինչ նկատվում է, օրինակ, շիզոֆրենիայի ագրեսիվ ձևերի դեպքում, և դեպրեսիայի մեխանիզմները չեն սահմանափակվում դասական միջնորդական համակարգերի խախտումներով։

Շատ տվյալներ են կուտակվել դեպրեսիայի ժամանակ նորադրեներգիկ փոխանցման զգալի նվազման վերաբերյալ։ Ավելի քիչ չափով նվազում է սերոտոներգիկ համակարգի ակտիվությունը։ Նույնիսկ ավելի քիչ տեղաշարժեր դոպամիներգիկ փոխանցման մեջ: Այլ դասական նեյրոհաղորդիչ համակարգերում էական փոփոխություններ չկան: Այս տվյալների հետ համընկնում է դեղերի մեծ խմբի կողմից դեպրեսիան ազատելու արդյունավետությունը. imipramine, amitrigiline, inkazanև շատ ուրիշներ, որոնց գործողությունը կա՛մ արգելակում է նորէպինեֆրինի և սերոտոնինի վերականգնումը, կա՛մ արգելակում է դրանց քայքայումը մոնոամին օքսիդազներով: Մենք միայն նշում ենք, որ սա հակադեպրեսանտների գործողության մեխանիզմն է միայն օգտագործման սկզբնական փուլերում: Դրանց երկարաժամկետ կառավարմամբ ընդգրկված են միջնորդների ընդունելության համալիր փոփոխություններ։ Երբ մարդկանց տրվում են նյութեր, որոնք նվազեցնում են կատեխոլամինի մակարդակը, կարող է առաջանալ դեպրեսիա: Նման նյութ էր ռեզերպին,օգտագործվում է հիպերտոնիայի բուժման մեջ:

Այսպիսով, ակնհայտ է դեպրեսիայի զարգացման գործում կատեխոլամիներգիկ համակարգի գործունեության նվազման նշանակությունը. սակայն, այս անկումը պարզապես շիզոֆրենիայի համար նկարագրված փոփոխությունների հակառակը չէ: Շիզոֆրենիայի դեպքում դոպամիներգիկ փոխանցման գերակշռող աճը, դեպրեսիայի դեպքում՝ նորադրեներգիկ և սերոտոներգիկ փոխանցման գերակշռող ճնշումը: Ենթադրվում է նաև, որ գրգռող գլյուտամատերգիկ և արգելակող GABAergic համակարգերի միջև անհավասարակշռությունը, որը նշվում է ինչպես դեպրեսիայի, այնպես էլ շիզոֆրենիայի դեպքում, նույնպես ներգրավված է դեպրեսիայի համար բնորոշ մտավոր և շարժիչ գործունեության ճնշման մեջ: Վերջապես, դեպրեսիվ հիվանդների ուղեղում հայտնաբերվել են ափիոնային ընկալիչների խտության զգալի փոփոխություններ: Սա վկայում է «ներքին պարգևատրման» համակարգում հնարավոր շեղումների մասին։

7. ցնցումային վիճակներ, էպիլեպսիա,ԳԼՈՒՏԱՄԱՏ ԸՆԿԱԼԻՉՆԵՐԸ ԵՎ ՆՐԱՆՑ ՀԱԿԱԾԻՆՆԵՐԸ

Ջղաձգական վիճակների կենսաքիմիական մեխանիզմները և հատկապես այնպիսի հիվանդություն, ինչպիսին էպիլեպսիան է, սկզբունքորեն տարբերվում են շիզոֆրենիայի, դեպրեսիայի, թմրամոլության և ալկոհոլիզմի համար վերը նկարագրվածներից: Կարևոր դերէպիլեպսիայի սինդրոմի ինդուկցիայում պատկանում է գլյուտամիներգիկ համակարգին: Ակնհայտ է նաև GABAergic և endozepamergic համակարգերի կարևորությունը։

Գլուտամիներգիկ փոխանցման հետ սերտորեն կապված է ոչ միայն ջղաձգական վիճակներ հրահրելու հնարավորությունը, այլ նաև կենտրոնական նյարդային համակարգի մի շարք ավելի բարձր գործառույթներ, ինչպիսիք են հիշողությունը: Սա պատճառներից մեկն է, որ էպիլեպսիան չի սահմանափակվում միայն ջղաձգական սինդրոմով և կապված է մի շարք բարդ հոգեկան փոփոխությունների հետ։

Գլուտամինաթթվի ընկալիչները բարդ և տարասեռ գոյացություններ են։ Հատկանշական է, որ դրանց կառուցվածքի և բազմազանության բացահայտումն արագացել է նյութերի հայտնաբերմամբ, որոնք երբեմն կոչվում են գրգռիչ նեյրոտոքսիններ: Դրանք ներառում են kainic թթու, quisqualic թթուև մի շարք այլ միացություններ, որոնցից շատերը ունեն ընդհանուր կառուցվածքային տարրեր գլուտամատի հետ։ Ինքնին գլյուտամատը, երբ ներուղեղային ներթափանցում է ուղեղի որոշակի հատվածներում, կարող է առաջացնել նոպաներ: Սակայն, պարզվեց, որ կաինատը և քվիսկվալատը նոպաների հատկապես հզոր ինդուկտորներ են և, ավելին, գործակալներ, որոնք ունակ են հատուկ ոչնչացնել գլյուտամատային ընկալիչները կրող նեյրոնները:

Գլյուտամատային ընկալիչների վրա հայտնաբերված կապող վայրեր բարբիթուրատներ- միջոցներ, որոնք արգելակում են դրանց գործառույթը և, համապատասխանաբար, ունեն հակաջղաձգային գործունեություն: NMDA_glutamate ընկալիչների ամենահզոր և հատուկ արգելափակողներից մեկը. 2 _Ամինո_7_fosphonoheptanoic թթու- կանխում է էպիլեպսիայի նոպաները փորձարարական կենդանիների մոտ: Այս ամենը ստիպում է մեզ դիտարկել գլյուտամիներգիկ փոխանցման փոփոխությունները որպես էպիլեպտիմորֆ ջղաձգական վիճակների պաթոգենեզի առանցքայիններից մեկը:

Այս վարկածի աջակցությունը էպիլեպտիկ մարդկանց արյան պլազմայում գլյուտամատային ընկալիչների սպիտակուցների նկատմամբ հակամարմինների զգալիորեն բարձր մակարդակի հայտնաբերումն է: Սա օգտագործվում է էպիլեպսիայի թաքնված ձևերը ախտորոշելու և հիվանդության ծանրությունը գնահատելու համար: Այս երևույթը, ըստ երևույթին, արտացոլում է էպիլեպսիայի զարգացման ընթացքում արյունաուղեղային պատնեշի գործառույթների նվազումը, որն ուղեկցվում է որոշակի քանակությամբ ընկալիչների սպիտակուցների և դրանց բեկորների արտազատմամբ ծայրամասային արյան մեջ և, հետագայում, դրանց նկատմամբ հակամարմինների ձևավորմամբ: Հնարավոր է, որ էպիլեպսիայի պաթոգենեզն ինքնին նման է ուղեղի աուտոիմուն հիվանդությունների պաթոգենեզին, որտեղ ուղեղի սպիտակուցների նկատմամբ աուտոհակամարմինները ծառայում են որպես հիմնական վնասակար գործոն: Այն փաստը, որ վերջինս վարկածը վավեր է, առաջին հերթին համոզվում է էպիլեպտիկների արյան պլազմայում ոչ միայն գլյուտամատային ընկալիչի սպիտակուցների, այլև ուղեղի սինապտիկ թաղանթների այլ սպիտակուցների և լիպիդների նկատմամբ հակամարմինների բարձր մակարդակի մասին տվյալների հիման վրա, օրինակ՝ S_100 սպիտակուցին, ինչպես նաև ուղեղի տարբեր սպիտակուցային և լիպիդային ֆրակցիաներին ստացված հակամարմինների ուղեղ ներմուծելու փորձերի արդյունքները: Տեղի են ունեցել էպիլեպտիֆորմ պրոցեսներ, մասնավորապես, գանգլիոզիդների որոշ ֆրակցիաներին հակամարմինների ներարկումով:

Մեկ այլ համակարգորի կապը ջղաձգական վիճակների և էպիլեպսիայի հետ շատ հավանական է, - GABAergic.

Արգելակման գործառույթներ GABAergic համակարգերն ավելի ունիվերսալ են, ավելի քիչ կոնկրետ, քան գրգռիչ նյարդային հաղորդիչ համակարգերի գործառույթները: Սա, մասնավորապես, արտացոլում է այն փաստը, որ ուղեղում GABAergic տերմինալների մասնաբաժինը ամենամեծն է: Ցնցումային պատրաստակամության նվազում և ցնցումային վիճակների թեթևացում հաստատվել է GABA-ի կենտրոնական վարչակազմի, ինչպես նաև նրա անալոգների ծայրամասային վարչարարության հետ, որոնք կարող են անցնել արյունաուղեղային պատնեշով: Սա միացությունների նույն ազդեցությունն է, որոնք արգելակում են քայքայումը, խթանում են GABA-ի սինթեզը և վերաբնակեցումը. նատրիումի վալպրոատ, և պրոգաբիդա,ժամը -ացետիլեն-TAMKև այլն։

GABA ընկալիչների վրա բարբիթուրատների հետ կապող տեղ է հայտնաբերվել: Այս դեպքում, ի տարբերություն գլյուտամատային ընկալիչների նմանատիպ տեղամասի, բարբիթուրատները ուժեղացնում են հիմնական նյարդային հաղորդիչի ազդեցությունը:

Այսպիսով, բարբիթուրատները ցուցադրում են հակացնցումային ազդեցություն՝ փոխելով ընկալիչների երկու կատեգորիաների վիճակը՝ գլյուտամատ, ճնշելով նրանց լիգանդների գրգռիչ ազդեցությունը և GABAd ընկալիչների՝ խթանելով դրանց արգելակող ազդեցությունը:

Կոնվուլսիվ վիճակների կանխարգելման և թեթևացման գործում GABAergic համակարգի դերի գաղափարը առավել հաստատող է այն փաստը, որ GABA-ի սինթեզի ճնշումը, ընդհակառակը, առաջացնում է ցնցումներ: Վառ օրինակ է ավիտամինոզ B 6 ունեցող մարդկանց մոտ ցնցումները: Վիտամին B6-ը ծառայում է որպես պիրիդոքսալ_5_ֆոսֆատի նախադրյալ, որն իր հերթին հանդիսանում է կոֆակտոր։ գլյուտամատ դեկարբոքսիլազ,կատալիզացնում է GABA սինթեզի վերջին քայլը: Առաջացնել ցնցումներ և այս ֆերմենտի ինհիբիտորները, ինչպիսիք են ալիլգլիցին, հիդրազիդներև այլն: Ցնցումներն առաջանում են նաև սնկերի թույներից մեկով. Պիկրոտոքսին,նաև կապվում է GABA ընկալիչների հետ և ճնշում նրանց ակտիվությունը: Էնդոզեպինների, պեպտիդների, որոնք առաջացնում են հուզմունք, վախ և կոնֆլիկտային վարքագիծ, կապող վայրերը կապված են GABA ընկալիչների հետ: Նրանք նվազեցնում են GABA ընկալիչների ակտիվությունը: Հետևաբար, հասկանալի է, որ էնդոզեպինային ընկալիչների արգելափակումները՝ բենզոդիազեպինի հանգստացնողները, պարզվել են, որ դրանք մեղմացնում են էպիլեպտիկ գործընթացները:

Այս առումով, թեև ներկայացված նյութը վերաբերում է էպիլեպսիայի և էպիլեպտիկ նոպաների բնույթին, տվյալներ նոպաների պաթոգենեզի վերաբերյալ, որոնք առաջանում են այնպիսի թունավորումներով, ինչպիսիք են. ստրիխնինԵվ տետանուսի տոքսին.Ստրիխնինը արգելափակում է գլիկինի ընկալիչները, որոնք երկրորդն են GABA-ից հետո արգելակող միջնորդկենտրոնական նյարդային համակարգը, որը գործում է հիմնականում ողնուղեղում. Տետանուսի տոքսինի գործողությունը հիմնականում ուղղված է ուղեղի նյարդային վերջավորություններից GABA-ի արտազատման արգելափակմանը, ինչը հանգեցնում է շարժիչային նեյրոնների վրա արգելակող ազդեցությունների արգելափակմանը: Այս տվյալները կրկին ընդգծում են խանգարումների դերը արգելակող նեյրոհաղորդիչ համակարգերում:

Այնուամենայնիվ, դա կլինի սխալ փորձ՝ նվազեցնելու էպիլեպսիայի և մի շարք այլ ջղաձգական վիճակների պաթոգենեզը միայն գլուտամիներգիկ համակարգի փոփոխություններին կամ դրա հավասարակշռությանը GABAergic համակարգի հետ: Խնդրի բարդության և այս ոլորտում վարկածների հապճեպ ձևավորման անթույլատրելիության վառ օրինակն են, օրինակ, տվյալներ օփիոիդային պեպտիդի՝ մեթենկեֆալինի ունակության մասին՝ ցնցումներ առաջացնելու, երբ կիրառվում է ուղեղի որոշ հատվածներում՝ դրսում։ այն գոտիները, որտեղ այն ցուցադրում է օփիոիդներին բնորոշ անալիտիկ ազդեցություն: Այս տվյալները նաև հիմք են ծառայել այն ենթադրության համար, որ էպիլեպտիկ նոպաը օփիոիդերգիկ տերմինալներից էնկեֆալինի չափազանց բարձր արտազատման արդյունք է, որը տարածվում է ուղեղի այն հատվածներում, որտեղ այն կարող է ցնցումներ առաջացնել: Նախաէպիլեպտիկ վիճակը՝ աուրան, այս դեպքում մեկնաբանվել է որպես օփիոիդի էյֆորիկ ազդեցություն։ Ցավոք սրտի, էպիլեպսիայի մեխանիզմների մասին հայտնի տվյալների ամբողջ հավաքածուն թույլ չի տալիս ընդունել նման պարզ մեկնաբանությունը։ Այստեղ հատկապես կարևոր է էպիլեպսիայի կենսաքիմիական և ֆիզիոլոգիական մեխանիզմների համակցված ուսումնասիրությունը։

Հատկապես ուշագրավ են վերջին տվյալները էպիլեպսիայում պեպտիդերգիկ համակարգերի դերի և գլյուտամատային ընկալիչների համար էնդոգեն պեպտիդային լիգանների առկայության վերաբերյալ:

Կոնվուլսիվ վիճակների և էպիլեպսիայի պաթոգենեզը, ի տարբերություն շատ այլ հոգեկան հիվանդությունների, սերտորեն կապված է նեյրոնների էներգետիկ գործընթացների փոփոխության հետ, և նրանց մեջ, որոնք ներառված են պաթոլոգիական էպիլեպտոգեն օջախներում:

Նշվել են նեյրոնների և դրանց միտոքոնդրիաների նյութափոխանակության կառուցվածքի փոփոխություններ. K + և Na + մեմբրանի թափանցելիության բարձրացում, որը կապված է մեմբրանի սպիտակուցների զգայունության բարձրացման հետ պրոտեինազների նկատմամբ, ATP սինթեզի նվազում և այլն: Տեղական աննորմալ փոփոխություններ: K + և Na +, ինչպես նաև NH 4 + կոնցենտրացիաներում, որոնք թողարկվում են էպիլեպտիկ առգրավման ժամանակ, որպես դեամիդացման ռեակցիաների աճի հետևանք, կարող են առաջացնել կամ հեշտացնել հետսինապտիկ գոտիների ապաբևեռացումը, նվազեցնել գրգռվածության շեմը և առաջացնել նոպա:

Aj ադենոզինային ընկալիչների համակարգը սերտորեն կապված է ուղեղի էներգետիկ կարգավիճակի պահպանման հետ: Այս ընկալիչները կատարում են մի շարք արգելակող էներգախնայող գործառույթներ՝ առաջացնելով հանգստացնող և հակացնցումային ազդեցություն։ Դրանց ընդգրկումն իրականացվում է ադենոզինով և ադենոզին մոնոֆոսֆատով` մակրոէերգերի օգտագործման վերջնական արդյունքը, ինչպիսիք են ATP-ն և AMP-ը: Ցուցադրվում են էպիլեպսիայի ժամանակ այս միացությունների մակարդակի փոփոխությունները, և ուսումնասիրվում է դրա հիման վրա նոր հակաէպիլեպտիկ դեղամիջոցների ստեղծման հնարավորությունը։

Այժմ դժվար է վերջնականապես լուծել էպիլեպսիայի պաթոգենեզում միջնորդների, ընկալիչների կամ էներգետիկ համակարգերի խանգարումների առաջնայնության հարցը։ Անկասկած, սակայն, նրանց փոխազդեցությունը։ Դրա մասին են վկայում էներգահամակարգերի խորը տեղային փոփոխությունները կաինաթթվի ներարկման ժամանակ հենց «էպիլեպտիկ» ուղեղի պաթոլոգիկորեն փոփոխված հատվածներում։

8. ՈՒՂԵՂԻ ԽՈԼԻՆԵՐԳԻԿ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐ,Ռ -ԱՄԻԼՈԻԴ, ՆՅՈՒՐՈՊԵՊՏԻԴՆԵՐ ԵՎ ՍԵՆԻԼ ԴԵՄԵՆՑԻԱ

Ծերունական դեմենցիայի ձև, այսպես կոչված Ալցհեյմերի տիպի ծերունական դեմենցիա,ուղեկցվում է հիմնականում մեծ թվով ենթակեղևային նեյրոնների դեգեներացիայով, որոնց խոլիներգիկ տերմինալները լայնորեն տարածված են ուղեղում։ Ավելին, դեգեներատիվ գործընթացները տեղի են ունենում կեղևի և հիպոկամպի մ-խոլիներգիկ համակարգերում, որոնք ուղեկցվում են ացետիլխոլինի սինթեզի հիմնական ֆերմենտի մակարդակի նվազմամբ. խոլին ացետիլտրանսֆերազև բնորոշ մորֆոլոգիական փոփոխություններ. մեծ բրգաձև նեյրոնների անբավարարություն, սպիտակուցային կուտակումների առաջացում - մասնակցում է միջնեյրոնային շփումներին և 2) մասնակիորեն պառակտվում է հատուկ պրոթեզերոններով, ձևավորում է մեծ N-տերմինալ բեկոր, որը մտնում է ուղեղի արտաբջջային միջավայր և մասնակցում է. հիշողության համախմբման գործընթացները. Ալցհեյմերի հիվանդության դեպքում պրեկուրսոր սպիտակուցի պրոտեոլիզը խեղաթյուրվում է, և 41 ամինաթթուների մնացորդների մի փոքր հատված դուրս է մղվում նրա միջին մասից՝ բուն պ-ամիլոիդից, որը նստում է նեյրոնների մակերեսին։ Վերը նշված մեծ բեկորը, որը խթանում է հիշողության համախմբումը, նույնպես դադարում է գոյանալ։ Արդյունքում հիվանդների մոտ անգիր անելու ունակության խորը խանգարում է նկատվում:

Մ-խոլիներգիկ համակարգում ընդգրկված նեյրոնների մեծ խմբերի այլասերումը նույնպես ուղեկցվում է մի շարք նեյրոպեպտիդային համակարգերի խորը փոփոխություններով։ Ցավոք, դեռ հնարավոր չէ ասել, թե դրանցից որոնք են առաջնային և որոնք են երկրորդական, բայց կորտիկոլիբերինի մակարդակի շատ զգալի նվազում է օքսիպիտալ կեղևում և պոչուկային միջուկում, ինչպես նաև սոմատոստատինի ժամանակավոր և ճակատային կեղևում, ակնհայտ է. Միաժամանակ բարձրանում է նեյրոպեպտիդ Y-ի մակարդակը, այսպես կոչված, անանուն նյութում։

Ի տարբերություն մի շարք այլ հոգեկան հիվանդությունների, դեռևս քիչ տեղեկություններ կան ծերունական թուլամտությունը մեղմացնող դեղամիջոցների մասին, և, հետևաբար, կան հիվանդության կենսաքիմիական մեխանիզմների լրացուցիչ անուղղակի ցուցումներ: Կարելի է միայն նշել առկա անհավասար տվյալները դեղերի վերաբերյալ, որոնք կարճ ժամանակով թեթևացնում են հիվանդությունը և ուժեղացնում խոլիներգիկ փոխանցումը, ինչը, ամեն դեպքում, չի հակասում վերը նշված գաղափարներին:

Որպեսզի ցույց տանք, թե որքան վնասակար է գիտական ​​վարկածների ձևավորման շտապողականությունը, պետք է նշել այն ենթադրությունը, որ Ալցհեյմերի հիվանդության պատճառը ալյումինի թունավոր ազդեցությունն է: Հիպոթեզի հեղինակները ելնում էին Ալցհեյմերի հիվանդությամբ տառապող մարդկանց հիպոկամպի նեյրոններում և ուղեղի որոշ այլ մասերում ալյումինի բարձր պարունակության մասին հաղորդումներից։ Այս փաստը համեմատվել է ժամանակակից աշխարհում ալյումինե սպասքի և ալյումին պարունակող սննդային հավելումների լայն տարածման հետ: պատմական դարաշրջան. Այնուամենայնիվ, այս ոլորտում վերջին ուսումնասիրությունների համաձայն, ալյումինի պարունակության փոփոխությունները, եթե դրանք կան, այնքան էլ մեծ չեն, որքան թվում էր նախկինում, և հիմքեր կան ենթադրելու, որ ուղեղի մեջ ներթափանցումը և ալյումինի նեյրոնների միացումը երկրորդական գործընթաց է: արյունաուղեղային պատնեշի պաշտպանիչ ֆունկցիայի խախտման հետևանքով.

9 . ՄԻԵԼԻՆԻ ԿԱՏԻՈՆ ՍՊԻՏԱԿՈՒՆ, ՈՒՂԵՂԻ ԻՄՈՒՆՈԼՈԳԻԱԿԱՆ ԻՆՔՆԱՎԱՐՈՒԹՅԱՆ ԽԱՆԳԱՐՈՒՄՆԵՐ, ԱԼԵՐԳԻԱԿԱՆ ԷՆՑԵՖԱԼՈՄԻԵԼԻՏ ԵՎ ԲԱԶՄԱԿԱՆ Սկլերոզ

Նեյրոքիմիայի և նեյրոիմունոլոգիայի նշանակալի ձեռքբերումը մի շարք հիվանդությունների առաջատար մեխանիզմների բացահայտումն է, որոնք հիմնված են գործընթացի վրա. աքսոնների միելինային թաղանթի վնասում և մասնակի ռեզորբցիա,ներառյալ ուղեղը: Այս գործընթացը բնորոշ է այնպիսի հիվանդությունների, ինչպիսիք են ալերգիկ էնցեֆալիտը և ցրված սկլերոզը և ուղեկցվում է խորը խախտումներԿենտրոնական նյարդային համակարգի գործառույթները, մասնավորապես անորեքսիան, ատաքսիան և կաթվածը; դեպքերի զգալի մասում այն ​​ավարտվում է մահացու ելքով:

Հիմնական փորձը տարբեր փորձարարական կենդանիների մոտ ալերգիկ էնցեֆալիտ առաջացնելու հնարավորության բացահայտումն էր, եթե դրանք ծայրամասային եղանակով կիրառվեն իրենց սեփականով: միելին կատիոնային սպիտակուցիմունոստիմուլյատորով - Ֆրեյնդի ադյուվանտ.

MBM-ը կազմում է միելինային սպիտակուցների մոտ մեկ երրորդը: և մեծ պեպտիդ է, ներառյալ 160-190 ա.ա., որոնց մեջ հատկապես մեծ է հիմնական ամինաթթուների մնացորդները. լիզին, արգինինԵվ հիստիդին- ընդհանուր առմամբ մոտ 25%: Նույնիսկ 0,1 մգ/կգ-ից պակաս չափաբաժիններով այս սպիտակուցի մեկ ընդունումը իմունոստիմուլյատորներով 2-4 շաբաթվա ընթացքում հանգեցրեց ալերգիկ էնցեֆալիտի զարգացմանը կենդանիների մեծ մասում: Բացի այդ, բացահայտվեցին այս ազդեցության համար պատասխանատու մի քանի KBM շրջաններ: Պարզվել է, որ FSWGAEGQR-ն և GSLPQKAQRPQDEN-ը նվազագույն չափսեր են, որոնց էնցեֆալիտոգենությունը մոտ է կամ նույնիսկ գերազանցում է նախնական KBM-ը:

Ի վերջո, ձևավորվեց այն գաղափարը, որ կատիոնային միելինային սպիտակուցը կամ դրա բեկորները, որոնք համակարգային կերպով կիրառվում են կենդանիներին կամ ուղեղից ընդհանուր արյան հոսք են մտնում արյունաուղեղային պատնեշի որոշակի վնասի հետևանքով, արտաուղեղային իմունային համակարգի կողմից կարող են ընկալվել որպես օտար: եթե դրանք միաժամանակ իմունոստիմուլյացված են: Կենտրոնական նյարդային համակարգի հատուկ սպիտակուցները որպես օտար ընկալելու հնարավորությունը ուղեղի մասնակի իմունոլոգիական ինքնավարության հետևանք է, որն առաջանում է դեռևս սաղմնածինում: Ուստի իմունոստիմուլյացիայի ֆոնի վրա կատիոնային միելինային սպիտակուցի կամ դրա բեկորների ընդունումը հանգեցնում է դրանց դեմ իմունային պատասխանի զարգացմանը։ Մասնավորապես, կա T-լիմֆոցիտների հատուկ ակտիվացում; գործընթացը ավարտվում է մակրոֆագների հավաքագրմամբ և ակտիվացմամբ, որոնք վնասում են միելինը:

Ալերգիկ էնցեֆալիտի իմունային մեխանիզմների մասին վարկածը սատարող տվյալներն են դրա կանխարգելման հնարավորության մասին՝ կատիոնային միելինային սպիտակուցի նույն բեկորների մեծ չափաբաժինների ներմուծմամբ, բայց առանց իմունոստիմուլյատորների: Չնայած առաջացող հանդուրժողականության մեխանիզմի բավարար բացատրությունը բարդ խնդիր է, երևույթի առանձնահատկությունն ակնհայտ է, քանի որ մի շարք պեպտիդներ և սպիտակուցներ, որոնք մոտ են հիմնական ամինաթթուների պարունակությանը, կանխարգելիչ ազդեցություն չեն ունենում:

Ալերգիկ էնցեֆալիտի և հարակից հիվանդությունների՝ բազմակի սկլերոզի և էնցեֆալիտի իմունաքիմիական հիմքերի բացահայտումը, որը երբեմն առաջանում է կատաղության վիրուսի դեմ պատվաստումներից հետո, ստիպում է հետազոտողներին մեծ ուշադրություն դարձնել այլ հոգեևրոլոգիական հիվանդությունների իմունոքիմիական գործընթացների տվյալներին: Էպիլեպսիայի պաթոգենեզում այս գործընթացների հնարավոր դերի մասին ենթադրություններն արդեն նշվել են վերևում։ Ուղեղի հատուկ սպիտակուցների հակամարմինների սպեկտրների բազմազանությունը և իմունային կոմպետենտ բջիջների մի շարք փոփոխություններ գրանցված են շիզոֆրենիայի, դեպրեսիայի և այլնի դեպքում: Նեյրոքիմիայի և նեյրոիմունոլոգիայի խաչմերուկում տվյալների կուտակման և ընդհանրացման կարևորությունը ակնհայտ է:

INԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ

1. Թմրամոլության և ալկոհոլիզմի մեխանիզմներից է դեղերի, էթանոլի կամ դրանց մետաբոլիտների կողմից էնդոգեն միացությունների գործառույթների իմիտացիան, որոնք սովորաբար «ներքին ամրապնդման», «պարգևատրման» և այլն գործոններ են։ Ազդեցությունը նրանց կրթության և ընդունելության վրա խոստումնալից միջոց է հաղթահարելու հեռացման և կախվածության վիճակները:

2. Էթանոլի նյութափոխանակության հիմնական ֆերմենտներն են սպիրտային դեհիդրոգենազը և ացետալդեհիդդեհիդրոգենազը։ Նրանց գործունեության մոդուլյացիան ազդում է ալկոհոլից կախվածության ձևավորման և պահպանման վրա։

3. Պարկինսոնի հիվանդության հիմնական նյարդաքիմիական մեխանիզմները գլխուղեղի նիգրա նյութի բջիջների կողմից դոֆամինի սինթեզի ճնշումն է։

4. Շիզոֆրենիայի նյարդաքիմիական մեխանիզմների կարևոր տարրերն են՝ ուղեղի ժամանակավոր և որոշ այլ հատվածներում դոֆամինի սինթեզի ավելացում, կատեխոլամիներգիկ իմպուլսների ավելացում և այլասերվածություն՝ միջին ուղեղի մի շարք կառույցներից մինչև ճակատային կեղև, այլասերվածություն: մոնոամինների հեռացման և օքսիդատիվ տրոհման համակարգեր, պեպտիդերգիկ փոխանցման փոփոխություններ: Գործոնները, որոնք ճնշում են այս գործընթացներից առաջին երկուսին, ժամանակավորապես դադարեցնում են շիզոֆրենիայի դրսեւորումները։

5. Դեպրեսիվ պայմանները հիմնված են կատեխոլամիներգիկ փոխանցման նվազման վրա: Որոշակի դեր է խաղում նաև սերոտոներգիկ համակարգի այլասերումը։ Գործոնները, որոնք արգելակում են կատեխոլամինների վերաբնակեցումը և քայքայումը, կանխում են դեպրեսիայի դրսևորումը։

6. Անհանգստության, պաթոլոգիական վախի և կոնֆլիկտային վարքի մեխանիզմների կարևոր տարր կարող է լինել էնդոզեպինների և բետա-կարբոլինի ածանցյալների գեներացնող և ընկալիչ համակարգերի ակտիվացումը:

7. բնորոշ հատկանիշԷպիլեպսիայի և մի շարք այլ ցնցումային վիճակների պաթոգենեզը գլյուտամիներգիկ փոխանցման արդյունավետության բարձրացումն ու այլասերումն է և GABAergic համակարգում խանգարումները: Գործոնները, որոնք ճնշում են առաջին համակարգը և հատկապես ակտիվացնում են երկրորդը, կարող են կասեցնել ջղաձգական սինդրոմները և էպիլեպսիայի որոշ այլ դրսևորումներ։

8. Մի շարք ծերունական փսիխոզների դրսեւորումների հիմքը խոլիներգիկ փոխանցման խախտումն է։ Դրանք կապված են նաև կենտրոնական նյարդային համակարգի սպիտակուցներից մեկի՝ բետա-ամիլոիդի սինթեզի այլասերման և պաթոլոգիական կուտակման հետ։

9. Ուղեղի բազմաթիվ հիվանդություններ կապված են իմունոքիմիական պրոցեսների հետ, ներառյալ ուղեղի իմունային ինքնավարության խախտումը: Դեմիելինացնող հիվանդություններ՝ ալերգիկ էնցեֆալիտ, ցրված սկլերոզ և այլն, կարող են առաջանալ կատիոնային միելինային սպիտակուցի իմունիզացիայի արդյունքում: Էպիլեպսիայի, շիզոֆրենիայի և որոշ այլ հոգեկան հիվանդությունների դեպքում արյան մեջ հայտնաբերվում են որոշ նեյրոսպեցիֆիկ սպիտակուցների հակամարմիններ։

Նմանատիպ փաստաթղթեր

    Ցրված սկլերոզի էությունն ու հետևանքները, նրա անվան ծագումը. Խախտման արդյունքում հիվանդության առաջացումը իմմունային համակարգ; դրա ուսումնասիրության պատմությունը և դրա առաջացմանը նպաստող գործոնները: Ցրված սկլերոզի ամենատարածված ախտանիշները.

    ներկայացում, ավելացվել է 12/03/2012 թ

    Բազմակի սկլերոզի նկարագրությունը. Առաջացման առանձնահատկությունները և պատճառները, ողնուղեղի և ուղեղի թիթեղների առաջացումը: ժառանգական նախատրամադրվածություն. Կլինիկական նշաններ. ատակտիկ համախտանիշ. Զգայունության խախտում. Ցրված սկլերոզի ընթացքի տեսակները.

    շնորհանդես, ավելացվել է 21.03.2017թ

    Թմրամիջոցների դաս, որը մեկուսացված է կակաչի հյութից ցավազրկման համար (օփիոիդներ): Էնդոգեն օփիոիդներ, օգտագործում են հետվիրահատական ​​շրջանում, ռեգիոնալ անզգայացման համար: Ողնաշարային օփիոիդների կողմնակի ազդեցությունը. Օփիոիդային ագոնիստների սրտանոթային ազդեցությունները.

    թեստ, ավելացվել է 08/04/2009 թ

    Ուղեղի նյարդային մանրաթելերի սխեմայի ներկայացում և ողնաշարի լարը. ուղիների ասոցիատիվ, կոմիսուրալ (կոմիսուրալ) և պրոյեկցիոն տեսակների բնութագրերը. Նյարդային մանրաթելերի դասակարգում ըստ տարբեր չափանիշների. Գանգուղեղային և ողնաշարային նյարդեր.

    շնորհանդես, ավելացվել է 27.08.2013թ

    ընդհանուր բնութագրերըբարձրագույն մտավոր գործառույթների ուղեղի մեխանիզմները, դրանց տեղայնացման համակարգային ներկայացման առանձնահատկությունները: Հակատեղայնացման հիմնական մեթոդաբանական դրույթները. Բարձրագույն մտավոր գործառույթների խանգարումների սինդրոմային վերլուծություն, դրա գործոններ.

    թեստ, ավելացվել է 26/11/2010

    վերացական, ավելացվել է 21.07.2013թ

    Նյարդային հիվանդությունների կլինիկայում պաթոգենետիկ թերապիայի հատուկ նշանակությունը. Նյարդային համակարգում բնորոշ պաթոլոգիական պրոցեսներ. Նյարդային տրոֆիզմի խախտում. Պաթոլոգիական ուժեղացված գրգռման գեներատորներ. Ուղեղի իշեմիայի ժամանակ նեյրոնների վնասման մեխանիզմը.

    դասախոսություն, ավելացվել է 04/13/2009 թ

    Հոգեկան հիվանդության բուժման համար օգտագործվող դեղամիջոցների ազդեցությունը անզգայացման ընտրության վրա: Անզգայացման առանձնահատկությունը և բարդությունները քրոնիկ ալկոհոլիզմով հիվանդների մոտ, թմրամոլությամբ, սուր թունավորման փուլում, ծխելը:

    վերացական, ավելացվել է 13.03.2010թ

    Ժառանգական և ձեռքբերովի նյութափոխանակության խանգարումներ. Մետաբոլիկ էնցեֆալոպաթիաները որպես կենտրոնական նյարդային համակարգի տարբեր մասերի խանգարումներ: Ուղեղի արյան հոսքի, միելինի, շարժումների վերահսկման նյարդային մեխանիզմների և ուղեղի վնասման դեպքում շարժման խանգարումներ.

    վերացական, ավելացվել է 13.04.2009թ

    Շիզոֆրենիան և դրա ձևերը. Շիզոաֆեկտիվ խանգարում. Oneiroid catatonia. Վաղ մանկության շիզոֆրենիա, դրա ախտանիշները. Մանկության շիզոֆրենիայի ռիսկի գործոնները. Շիզոֆրենիայի կլինիկական առանձնահատկությունները, դասընթացի տարբերակները, հիմքում ընկած խանգարումների բնույթը, հնարավոր արդյունքները:

Ներածություն նյութափոխանակության մեջ (կենսաքիմիա)

Նյութափոխանակությունը կամ նյութափոխանակությունը մարմնի քիմիական ռեակցիաների ամբողջություն է, որը նրան ապահովում է կյանքի համար անհրաժեշտ նյութերով և էներգիայով։ Նյութափոխանակության գործընթացը, որն ուղեկցվում է բարդ միացություններից ավելի պարզ միացությունների ձևավորմամբ, կոչվում է կատաբոլիզմ: Գործընթացը, որը գնում է հակառակ ուղղությամբ և, ի վերջո, հանգեցնում է համեմատաբար ավելի պարզներից բարդ արտադրանքի ձևավորմանը, անաբոլիզմն է: Անաբոլիկ պրոցեսները ուղեկցվում են էներգիայի սպառմամբ, կատաբոլիկ՝ թողարկմամբ։

Անաբոլիզմը և կատաբոլիզմը հասարակ ռեակցիայի հակադարձումներ չեն: Անաբոլիկ ուղիները պետք է տարբերվեն ֆերմենտային ռեակցիաներից առնվազն մեկի կատաբոլիզմի ուղիներից, որպեսզի ինքնուրույն կարգավորվեն, և այդ ֆերմենտների ակտիվությունը վերահսկելով՝ կարգավորվում է նյութերի քայքայման և սինթեզի ընդհանուր արագությունը: Ֆերմենտները, որոնք որոշում են ամբողջ գործընթացի արագությունը որպես ամբողջություն, կոչվում են բանալի:

Ավելին, այն ուղին, որով ընթանում է որոշակի մոլեկուլի կատաբոլիզմը, կարող է ոչ պիտանի լինել դրա սինթեզի համար էներգետիկ պատճառներով: Օրինակ, լյարդում գլյուկոզայի տարանջատումը պիրուվատի գործընթաց է, որը բաղկացած է 11 հաջորդական փուլերից, որոնք կատալիզացվում են հատուկ ֆերմենտներով: Թվում է, թե պիրուվատից գլյուկոզայի սինթեզը պետք է լինի դրա քայքայման բոլոր այս ֆերմենտային քայլերի պարզ հակադարձումը: Առաջին հայացքից այս ճանապարհը թվում է և՛ ամենաբնականը, և՛ ամենատնտեսողը։ Սակայն իրականում լյարդում գլյուկոզայի կենսասինթեզը (գլյուկոնեոգենեզ) այլ կերպ է ընթանում։ Այն ներառում է 11 ֆերմենտային քայլերից միայն 8-ը, որոնք ներգրավված են դրա քայքայման մեջ, և 3 բացակայող քայլերը փոխարինվում են բոլորովին այլ ֆերմենտային ռեակցիաներով, որոնք յուրահատուկ են այս կենսասինթետիկ ուղու համար: Բացի այդ, կատաբոլիզմի և անաբոլիզմի ռեակցիաները հաճախ բաժանվում են թաղանթներով և տեղի են ունենում տարբեր բջիջների բաժանմունքներում։


Աղյուսակ 8.1. Հեպատոցիտում նյութափոխանակության որոշ ուղիների բաժանում

կուպե

նյութափոխանակության ուղիները

Ցիտոզոլ

Գլիկոլիզ, գլյուկոնեոգենեզի բազմաթիվ ռեակցիաներ, ամինաթթուների ակտիվացում, ճարպաթթուների սինթեզ

պլազմային թաղանթ

Էներգախնայող տրանսպորտային համակարգեր

ԴՆԹ-ի վերարտադրություն, ՌՆԹ-ի տարբեր տեսակների սինթեզ

Ռիբոսոմներ

սպիտակուցի սինթեզ

Լիզոսոմներ

Հիդրոլիտիկ ֆերմենտների մեկուսացում

Գոլջի համալիր

Պլազմային մեմբրանի և սեկրետորային վեզիկուլների ձևավորում

Միկրոսոմներ

Կատալազի և ամինաթթուների օքսիդազների տեղայնացում

Էնդոպլազմիկ ցանց

Լիպիդների սինթեզ

Միտոքոնդրիա

Տրիկարբոքսիլաթթվի ցիկլ, հյուսվածքային շնչառական շղթա, ճարպաթթուների օքսիդացում, օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում

Նյութափոխանակությունը կատարում է 4 գործառույթ.

1. օրգանիզմին էներգիայով հարուստ սննդային նյութերի քայքայման արդյունքում ստացված քիմիական էներգիայի մատակարարում.

2. սնուցիչների վերածումը շինանյութերի, որոնք օգտագործվում են բջջում մակրոմոլեկուլների կենսասինթեզի համար.

3. Կենդանի օրգանիզմի մակրոմոլեկուլային (կենսապոլիմերների) և վերմոլեկուլային կառուցվածքների հավաքում, նրա կառուցվածքի պլաստիկ և էներգետիկ պահպանում.

4. այն բիոմոլեկուլների սինթեզը և ոչնչացումը, որոնք անհրաժեշտ են բջջի և օրգանիզմի հատուկ գործառույթների կատարման համար.


Նյութափոխանակության ուղին մարմնում որոշակի նյութի քիմիական փոխակերպումների հաջորդականությունն է: Փոխակերպման գործընթացում առաջացած միջանկյալ արտադրանքները կոչվում են մետաբոլիտներ, իսկ նյութափոխանակության ուղու վերջին միացությունը վերջնական արտադրանքն է: Նյութափոխանակության ուղու օրինակ է գլիկոլիզը՝ խոլեստերինի սինթեզը։

Նյութափոխանակության ցիկլը այնպիսի նյութափոխանակության ուղի է, որի վերջնական արտադրանքներից մեկը նույնական է այս գործընթացում ներգրավված միացություններից մեկին: Մարդու մարմնում նյութափոխանակության ամենակարևոր ցիկլերն են եռաքարբոքսիլաթթվի ցիկլը (Կրեբսի ցիկլը) և օրնիտինային միզանյութի ցիկլը։

Գրեթե բոլոր նյութափոխանակության ռեակցիաները, ի վերջո, փոխկապակցված են, քանի որ մեկ ֆերմենտային ռեակցիայի արտադրանքը ծառայում է որպես մյուսի համար որպես սուբստրատ, որն այս գործընթացում կատարում է հաջորդ քայլի դերը: Այսպիսով, նյութափոխանակությունը կարող է ներկայացվել որպես ֆերմենտային ռեակցիաների չափազանց բարդ ցանց: Եթե ​​այս ցանցի որևէ մասում սննդանյութերի հոսքը կրճատվի կամ խափանվի, ապա ցանցի մեկ այլ մասում փոփոխություններ կարող են տեղի ունենալ ի պատասխան, որպեսզի այս առաջին փոփոխությունը ինչ-որ կերպ հավասարակշռված կամ փոխհատուցվի: Ընդ որում, և՛ կատաբոլիկ, և՛ անաբոլիկ ռեակցիաները ճշգրտվում են այնպես, որ դրանք ընթանան առավել խնայողաբար, այսինքն՝ էներգիայի և նյութերի նվազագույն ծախսերով։ Օրինակ, բջիջում սննդանյութերի օքսիդացումը տեղի է ունենում այնպիսի արագությամբ, որը բավարար է տվյալ պահին նրա էներգետիկ կարիքները բավարարելու համար:

Կատաբոլիզմի հատուկ և ընդհանուր ուղիներ

Կատաբոլիզմի երեք փուլ կա.

1. Պոլիմերները վերածվում են մոնոմերների (սպիտակուցները՝ ամինաթթուների, ածխաջրերը՝ մոնոսաքարիդների, լիպիդները՝ գլիցերինի և ճարպաթթուների)։ Քիմիական էներգիան ցրվում է ջերմության տեսքով։

2. Մոնոմերները վերածվում են սովորական արտադրանքի, ճնշող մեծամասնությունը՝ ացետիլ-CoA-ի։ Քիմիական էներգիան մասամբ ցրվում է ջերմության տեսքով, մասամբ կուտակվում է կրճատված կոֆերմենտային ձևերի (NADH, FADH2) տեսքով, մասամբ պահվում է ATP-ի մակրոէերգիկ կապերում (սուբստրատի ֆոսֆորիլացում)։

Կատաբոլիզմի 1-ին և 2-րդ փուլերը վերաբերում են հատուկ ուղիներին, որոնք բնորոշ են սպիտակուցների, լիպիդների և ածխաջրերի նյութափոխանակությանը:

3. Կատաբոլիզմի վերջնական փուլը կրճատվում է ացետիլ-CoA-ի օքսիդացումով մինչև CO 2 և H 2 O եռաքարբոքսիլաթթվի ցիկլի (Կրեբսի ցիկլ) ռեակցիաներում՝ կատաբոլիզմի ընդհանուր ուղին: Կատաբոլիզմի ընդհանուր ուղու օքսիդատիվ ռեակցիաները կապված են հյուսվածքային շնչառության շղթայի հետ։ Միաժամանակ էներգիան (40–45%) պահվում է ATP (օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում) տեսքով։


Կատաբոլիզմի հատուկ և ընդհանուր ուղիների արդյունքում բիոպոլիմերները (սպիտակուցներ, ածխաջրեր, լիպիդներ) քայքայվում են մինչև CO 2, H 2 O և NH 3, որոնք կատաբոլիզմի հիմնական վերջնական արտադրանքն են:

Մետաբոլիտները նորմալ և պաթոլոգիական պայմաններում

Կենդանի բջիջում ամեն վայրկյան հարյուրավոր մետաբոլիտներ են գոյանում։ Այնուամենայնիվ, դրանց կոնցենտրացիաները պահպանվում են որոշակի մակարդակ, որը կոնկրետ կենսաքիմիական հաստատուն է կամ հղման արժեք։ Հիվանդությունների ժամանակ նկատվում է մետաբոլիտների կոնցենտրացիայի փոփոխություն, ինչը կենսաքիմիական լաբորատոր ախտորոշման հիմքն է։ Նորմալ մետաբոլիտները ներառում են գլյուկոզա, միզանյութ, խոլեստերին, ընդհանուր շիճուկ սպիտակուց և մի շարք այլ նյութեր: Այս նյութերի կոնցենտրացիայի ելքը ֆիզիոլոգիական նորմերի սահմաններից դուրս (ավելացում կամ նվազում) ցույց է տալիս մարմնում դրանց նյութափոխանակության խախտում: Ընդ որում՝ օրգանիզմում մի շարք նյութեր առողջ մարդհայտնաբերվել է միայն որոշակի կենսաբանական հեղուկներում՝ ելնելով դրանց նյութափոխանակության առանձնահատկություններից։ Օրինակ, շիճուկի սպիտակուցները սովորաբար չեն անցնում երիկամների ֆիլտրով և, հետևաբար, չեն հայտնաբերվում մեզի մեջ: Բայց երիկամների բորբոքումով (գլոմերուլոնեֆրիտ) սպիտակուցները (հիմնականում ալբումինները) ներթափանցում են գլոմերուլային պարկուճ, հայտնվում են մեզի մեջ՝ պրոտեինուրիա և մեկնաբանվում որպես մեզի պաթոլոգիական բաղադրիչներ։

Պաթոլոգիական մետաբոլիտներն են միելոմայի սպիտակուցները (Bence-Jones սպիտակուցներ), պարապրոտեինները Waldenström-ի մակրոգլոբուլինեմիայում, գլիկոգենոզում աննորմալ գլիկոգենի կուտակումը, սֆինգոլիպիդոզներում բարդ լիպիդների տարբեր ֆրակցիաները և այլն: Դրանք հանդիպում են միայն հիվանդությունների ժամանակ և բնորոշ չեն առողջ օրգանիզմին։

Նյութափոխանակության ուսումնասիրության մակարդակները

Նյութափոխանակության ուսումնասիրության մակարդակները.

1. Ամբողջ օրգանիզմը.

2. Մեկուսացված օրգաններ (պերֆուզացված):

3. Հյուսվածքների հատվածներ.

4. Բջջային կուլտուրաներ.

5. Հյուսվածքը միատարր է:

6. Մեկուսացված բջջային օրգանելներ.

7. Մոլեկուլային մակարդակ (մաքրված ֆերմենտներ, ընկալիչներ և այլն):


Բավականին հաճախ ռադիոակտիվ իզոտոպներ (3 H, 32 P, 14 C, 35 S, 18 O) օգտագործվում են նյութափոխանակության ուսումնասիրության համար, որոնք նշում են օրգանիզմ ներմուծված նյութերը: Դուք կարող եք այնուհետև հետևել այս նյութերի բջջային տեղայնացմանը, որոշել կիսաքայքայման ժամկետը և դրանց նյութափոխանակության ուղիները:

Բրինձ. 8.1. Կատաբոլիզմի հատուկ և ընդհանուր ուղիների դիագրամ

Գլուխ 9

Բջիջը կենսաբանական համակարգ է, որը հիմնված է թաղանթային կառուցվածքների վրա, որոնք բաժանում են բջիջը արտաքին միջավայրից, ձևավորում են նրա բաժանմունքները (բաժինները), ինչպես նաև ապահովում են մետաբոլիտների ընդունումն ու հեռացումը, ազդանշանների ընկալումն ու փոխանցումը, նյութափոխանակության ուղիների կառուցվածքային կազմակերպիչներ.

Մեմբրանի համակարգերի` ընկալիչների, ֆերմենտների, տրանսպորտային մեխանիզմների համակարգված գործունեությունը օգնում է պահպանել բջջային հոմեոստազը և միևնույն ժամանակ արագ արձագանքել արտաքին միջավայրի փոփոխություններին:

Մեմբրանները ոչ կովալենտային վերմոլեկուլային կառուցվածքներ են։ Դրանցում պարունակվող սպիտակուցներն ու լիպիդները միասին են պահվում տարբեր ոչ կովալենտային փոխազդեցությունների միջոցով (կոոպերատիվ բնույթով)։


Մեմբրանների հիմնական գործառույթները ներառում են.

1. բջիջի անջատումը շրջակա միջավայրից և ներբջջային բաժանմունքների (բաժնետոմսերի) ձևավորում.

2. թաղանթների միջոցով հսկայական բազմազան նյութերի տեղափոխման վերահսկում և կարգավորում (ընտրովի թափանցելիություն);

3. մասնակցություն միջբջջային փոխազդեցությունների ապահովմանը.

4. ընկալում և ազդանշանի փոխանցում բջջի ներսում (ընդունում);

5. ֆերմենտների տեղայնացում;

6. էներգիա փոխակերպող ֆունկցիա.


Թաղանթները կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ առումով ասիմետրիկ են (ածխաջրերը միշտ տեղայնացված են դրսից և դրանք թաղանթի ներսից չեն): Սրանք դինամիկ կառուցվածքներ են. դրանք կազմող սպիտակուցներն ու լիպիդները կարող են շարժվել մեմբրանի հարթությունում (կողային դիֆուզիա): Այնուամենայնիվ, տեղի է ունենում նաև սպիտակուցների և լիպիդների անցում մեմբրանի մի կողմից մյուսը (լայնակի դիֆուզիոն, ֆլիպ-ֆլոպ), որը տեղի է ունենում չափազանց դանդաղ։ Թաղանթների շարժունակությունն ու հեղուկությունը կախված է դրա բաղադրությունից՝ հագեցած և չհագեցած ճարպաթթուների, ինչպես նաև խոլեստերինի հարաբերակցությունից։ Որքան ցածր է թաղանթի հեղուկությունը, այնքան բարձր է ճարպաթթուների հագեցվածությունը ֆոսֆոլիպիդներում և այնքան բարձր է խոլեստերինի պարունակությունը: Բացի այդ, մեմբրանները բնութագրվում են ինքնահավաքով:


Ընդհանուր հատկություններբջջային մեմբրաններ.

1. հեշտությամբ թափանցելի ջրի և չեզոք լիպոֆիլ միացությունների համար;

2. պակաս թափանցելի բևեռային նյութերի (շաքարներ, ամիդներ);

3. վատ թափանցելի է փոքր իոնների համար (Na +, Cl - և այլն);

4. բնորոշ բարձր էլեկտրական դիմադրություն;

5. ասիմետրիա;

6. կարող է ինքնաբերաբար վերականգնել ամբողջականությունը;

7. իրացվելիություն.

Թաղանթների քիմիական կազմը.

Թաղանթները կազմված են լիպիդային և սպիտակուցային մոլեկուլներից, որոնց հարաբերական քանակությունը տարբեր թաղանթներում շատ տարբեր է։ Ածխաջրերը պարունակվում են գլիկոպրոտեինների, գլիկոլիպիդների տեսքով և կազմում են թաղանթային նյութերի 0,5%-10%-ը։ Ըստ թաղանթային կառուցվածքի հեղուկ խճանկարային մոդելի (Sanger and Nicholson, 1972) թաղանթի հիմքը լիպիդային երկշերտ է, որի առաջացմանը մասնակցում են ֆոսֆոլիպիդները և գլիկոլիպիդները։ Լիպիդային երկշերտը ձևավորվում է լիպիդների երկու շարքով, որոնց հիդրոֆոբ ռադիկալները թաքնված են ներսում, իսկ հիդրոֆիլ խմբերը շրջված են դեպի դուրս և շփվում են ջրային միջավայր. Սպիտակուցի մոլեկուլները, ասես, լուծված են լիպիդային երկշերտում և համեմատաբար ազատորեն «լողում են լիպիդային ծովում սառցաբեկորների տեսքով, որոնց վրա աճում են գլիկոկալիքսի ծառեր»։

թաղանթային լիպիդներ.

Մեմբրանի լիպիդները ամֆիֆիլային մոլեկուլներ են, այսինքն. մոլեկուլը պարունակում է ինչպես հիդրոֆիլ խմբեր (բևեռային գլուխներ), այնպես էլ ալիֆատիկ ռադիկալներ (հիդրոֆոբ պոչեր), որոնք ինքնաբերաբար կազմում են երկշերտ, որտեղ լիպիդային պոչերը դեմ են առնում: Մեկ լիպիդային շերտի հաստությունը 2,5 նմ է, որից 1 նմ ընկնում է գլխին, 1,5 նմ՝ պոչին։ Մեմբրաններում կան երեք հիմնական տեսակի լիպիդներ՝ ֆոսֆոլիպիդներ, գլիկոլիպիդներ և խոլեստերին: Միջին խոլեստերին/ֆոսֆոլիպիդ մոլային հարաբերակցությունը 0,3–0,4 է, սակայն պլազմային թաղանթում այդ հարաբերակցությունը շատ ավելի բարձր է (0,8–0,9)։ Թաղանթներում խոլեստերինի առկայությունը նվազեցնում է ճարպաթթուների շարժունակությունը, նվազեցնում է լիպիդների և սպիտակուցների կողային դիֆուզիան:

Ֆոսֆոլիպիդները կարելի է բաժանել գլիցերոֆոսֆոլիպիդների և սֆինգոֆոսֆոլիպիդների: Ամենատարածված թաղանթային գլիցերոֆոսֆոլիպիդներն են ֆոսֆատիդիլքոլինները և ֆոսֆատիդիլեթանոլամինները: Յուրաքանչյուր գլիցերոֆոսֆոլիպիդ, ինչպիսին է ֆոսֆատիդիլխոլինը, ներկայացված է մի քանի տասնյակ ֆոսֆատիդիլխոլիններով, որոնք միմյանցից տարբերվում են ճարպաթթուների մնացորդների կառուցվածքով։

Գլիցերոֆոսֆոլիպիդները կազմում են բոլոր թաղանթային ֆոսֆոլիպիդների 2–8%-ը։ Ամենատարածվածը ֆոսֆատիդիլինոզիտոլներն են:

Ներքին միտոքոնդրիումային մեմբրանի հատուկ ֆոսֆոլիպիդները՝ կարդիոլիպինները (դիֆոսֆատիդ գլիցերիններ), որոնք կառուցված են գլիցերինի և երկու ֆոսֆատիդաթթվի մնացորդների հիման վրա, կազմում են միտոքոնդրիումային թաղանթների բոլոր ֆոսֆոլիպիդների մոտ 22%-ը։

միելինային պատյանում նյարդային բջիջներըսֆինգոմիելինները պարունակվում են զգալի քանակությամբ։

Մեմբրանային գլիկոլիպիդները ներկայացված են ցերեբրոզիդներով և գանգլիոզիդներով, որոնցում հիդրոֆոբ մասը ներկայացված է կերամիդով։ Հիդրոֆիլ խումբը՝ ածխաջրային մնացորդ, գլիկոզիդային կապով կցվում է կերամիդի առաջին ածխածնի ատոմի հիդրոքսիլ խմբին։ Զգալի քանակությամբ գլիկոլիպիդներ հայտնաբերվում են ուղեղի բջիջների, էպիթելիում և էրիթրոցիտների թաղանթներում։ Տարբեր անհատների էրիթրոցիտների գանգլիոզիդները տարբերվում են օլիգոսաքարիդային շղթաների կառուցվածքով և ցուցադրում են հակագենային հատկություններ:

Խոլեստերինը առկա է կենդանիների բջիջների բոլոր թաղանթներում: Նրա մոլեկուլը բաղկացած է կոշտ հիդրոֆոբ միջուկից և ճկուն ածխաջրածնային շղթայից, միակ հիդրօքսիլ խումբը բևեռային գլուխն է։


Մեմբրանային լիպիդների գործառույթները.

Թաղանթների ֆոսֆո- և գլիկոլիպիդները, բացի լիպիդային երկշերտի ձևավորմանը մասնակցելուց, կատարում են մի շարք այլ գործառույթներ. Մեմբրանային լիպիդները միջավայր են ստեղծում թաղանթային սպիտակուցների աշխատանքի համար, որոնք ընդունում են դրա մեջ բնածին կոնֆորմացիա:

Որոշ թաղանթային լիպիդներ հորմոնալ ազդանշանների փոխանցման երկրորդ սուրհանդակների պրեկուրսորներ են: Այսպիսով, ֆոսֆատիդիլինոզիտոլ դիֆոսֆատը ֆոսֆոլիպազ C-ի ազդեցության տակ հիդրոլիզվում է դիացիլգլիցերինի և ինոզիտոլ տրիֆոսֆատի, որոնք հորմոնների երկրորդ առաքիչն են:

Մի շարք լիպիդներ ներգրավված են խարսխված սպիտակուցների ամրագրման մեջ: Խարսխված սպիտակուցի օրինակ է ացետիլխոլինէսթերազը, որը հետսինապտիկ մեմբրանի վրա ամրագրված է ֆոսֆատիլինոզիտոլին:

Մեմբրանի սպիտակուցներ.

Մեմբրանի սպիտակուցները պատասխանատու են թաղանթների ֆունկցիոնալ գործունեության համար և կազմում են դրանց 30-70%-ը: Մեմբրանի սպիտակուցները տարբերվում են թաղանթում իրենց դիրքով: Նրանք կարող են խորը ներթափանցել լիպիդային երկշերտ կամ նույնիսկ ներթափանցել այն՝ ինտեգրալ սպիտակուցներ, տարբեր ճանապարհներկցել թաղանթին - մակերեսային սպիտակուցներ, կամ կովալենտորեն շփվել դրա հետ - խարսխված սպիտակուցներ: Մակերեւութային սպիտակուցները գրեթե միշտ գլիկոզիլացված են: Օլիգոսաքարիդների մնացորդները պաշտպանում են սպիտակուցը պրոտեոլիզից և մասնակցում են լիգանդի ճանաչմանը և կպչմանը:


Մեմբրանի մեջ տեղայնացված սպիտակուցները կատարում են կառուցվածքային և հատուկ գործառույթներ.

1. տրանսպորտ;

2. ֆերմենտային;

3. ընկալիչ;

4. հակագենիկ.

Նյութերի մեմբրանային փոխադրման մեխանիզմները

Մեմբրանի միջոցով նյութերի տեղափոխման մի քանի եղանակ կա.

1. Պարզ դիֆուզիոն- սա փոքր չեզոք մոլեկուլների փոխանցում է կոնցենտրացիայի գրադիենտի երկայնքով՝ առանց էներգիայի և կրիչների ծախսերի: Լիպիդային թաղանթով պարզ դիֆուզիոն անցնելու ամենահեշտ ձևը ոչ բևեռային փոքր մոլեկուլներն են, ինչպիսիք են O 2-ը, ստերոիդները, վահանաձև գեղձի հորմոնները: Փոքր բևեռային չլիցքավորված մոլեկուլները՝ CO 2, NH 3, H 2 O, էթանոլ և միզանյութ, նույնպես ցրվում են բավարար արագությամբ: Գլիցերինի դիֆուզիան շատ ավելի դանդաղ է ընթանում, և գլյուկոզան գործնականում չի կարողանում ինքնուրույն անցնել թաղանթով: Բոլոր լիցքավորված մոլեկուլների համար, անկախ չափից, լիպիդային թաղանթն անթափանց է։

2. Հեշտացված դիֆուզիոն- նյութի փոխանցում կոնցենտրացիայի գրադիենտով առանց էներգիայի ծախսի, բայց կրիչով. ջրում լուծվող նյութերի բնորոշ. Հեշտացված դիֆուզիան տարբերվում է պարզ դիֆուզիայից ավելի բարձր փոխանցման արագությամբ և հագեցման ունակությամբ: Հեշտացված դիֆուզիայի երկու տեսակ կա.

Փոխադրում հատուկ ալիքներով, որոնք ձևավորվում են տրանսմեմբրանային սպիտակուցներում (օրինակ, կատիոն ընտրովի ալիքներով);

Տրանսլոկազային սպիտակուցների օգնությամբ, որոնք փոխազդում են կոնկրետ լիգանդի հետ, նրանք ապահովում են դրա տարածումը կոնցենտրացիայի գրադիենտով (պինգ-պոնգ) (գլյուկոզայի փոխանցումը էրիթրոցիտների մեջ՝ օգտագործելով GLUT-1 կրող սպիտակուցը)։

Կինետիկորեն, հեշտացված դիֆուզիոն միջոցով նյութերի փոխանցումը նման է ֆերմենտային ռեակցիայի: Տրանսլոկազների համար գոյություն ունի լիգանդի հագեցված կոնցենտրացիան, որի դեպքում սպիտակուցի բոլոր կապակցման վայրերը լիգանդի հետ զբաղված են, և սպիտակուցներն աշխատում են առավելագույն արագությամբ։ Հետևաբար, հեշտացված դիֆուզիոն միջոցով նյութերի փոխադրման արագությունը կախված է ոչ միայն տեղափոխվող նյութի կոնցենտրացիայի գրադիենտից, այլև թաղանթում կրող հետնամասերի քանակից:

Պարզ և հեշտացված դիֆուզիոն վերաբերում է պասիվ տրանսպորտ, քանի որ դա տեղի է ունենում առանց էներգիայի ծախսման։

3. Ակտիվ տրանսպորտ- նյութի տեղափոխում կոնցենտրացիայի գրադիենտով (չլիցքավորված մասնիկներ) կամ էլեկտրաքիմիական գրադիենտով (լիցքավորված մասնիկների համար), որը պահանջում է էներգիա, առավել հաճախ՝ ATP: Գոյություն ունի դրա երկու տեսակ՝ առաջնային ակտիվ տրանսպորտն օգտագործում է ATP կամ ռեդոքս պոտենցիալի էներգիան և իրականացվում է տրանսպորտային ATPases-ի օգնությամբ։ Մարդու բջիջների պլազմային թաղանթում ամենատարածվածներն են Na +, K + - ATP-ase, Ca 2+ -ATP-ase, H + -ATP-ase:


Երկրորդային ակտիվ տրանսպորտում օգտագործվում է իոնային գրադիենտ, որը ստեղծվում է մեմբրանի վրա առաջնային ակտիվ տրանսպորտային համակարգի աշխատանքի շնորհիվ (գլյուկոզայի կլանումը աղիքային բջիջների կողմից և գլյուկոզայի և ամինաթթուների վերաներծծումը առաջնային մեզից երիկամների բջիջների կողմից, որն իրականացվում է երբ Na + իոնները շարժվում են համակենտրոնացման գրադիենտով):

Մակրոմոլեկուլների փոխանցում մեմբրանի միջով: Տրանսպորտային սպիտակուցները տեղափոխում են փոքր, բևեռային մոլեկուլներ բջջային թաղանթով, բայց նրանք չեն կարող տեղափոխել մակրոմոլեկուլներ, ինչպիսիք են սպիտակուցները, նուկլեինաթթուները, պոլիսախարիդները կամ առանձին մասնիկներ:


Մեխանիզմները, որոնց միջոցով բջիջները կարող են վերցնել այդպիսի նյութերը կամ հեռացնել դրանք բջջից, տարբերվում են իոնների և բևեռային միացությունների տեղափոխման մեխանիզմներից։

1. Էնդոցիտոզ.Սա նյութի տեղափոխումն է շրջակա միջավայրից բջիջ պլազմային մեմբրանի մի մասի հետ միասին: Էնդոցիտոզով (ֆագոցիտոզ) բջիջները կարող են կլանել մեծ մասնիկներ, ինչպիսիք են վիրուսները, բակտերիաները կամ բջիջների բեկորները: Փոքր փուչիկների օգնությամբ հեղուկի և դրանում լուծված նյութերի կլանումը կոչվում է պինոցիտոզ։

2. Էկզոցիտոզ. Մակրոմոլեկուլները, ինչպիսիք են պլազմայի սպիտակուցները, պեպտիդային հորմոնները, մարսողական ֆերմենտները, սինթեզվում են բջիջներում, այնուհետև արտազատվում են արտաբջջային տարածություն կամ արյան մեջ։ Բայց թաղանթը թափանցելի չէ նման մակրոմոլեկուլների կամ բարդույթների համար, դրանց արտազատումը տեղի է ունենում էկզոցիտոզով։ Մարմինն ունի էկզոցիտոզի և՛ կարգավորվող, և՛ չկարգավորվող ուղիներ: Չկարգավորված սեկրեցումը բնութագրվում է արտազատվող սպիտակուցների շարունակական սինթեզով: Օրինակ է ֆիբրոբլաստների կողմից կոլագենի սինթեզն ու արտազատումը` արտաբջջային մատրիցը ձևավորելու համար:


Կարգավորվող սեկրեցումը բնութագրվում է արտահանման համար պատրաստված մոլեկուլների պահպանմամբ տրանսպորտային վեզիկուլներում: Կարգավորվող սեկրեցիայի, մարսողական ֆերմենտների, ինչպես նաև հորմոնների և նեյրոհաղորդիչների արտազատման օգնությամբ։

Գլուխ 10 կենսաբանական օքսիդացում

Թերմոդինամիկայի տեսանկյունից կենդանի օրգանիզմները բաց համակարգեր են։ համակարգի և միջավայրըհնարավոր է էներգիայի փոխանակում, որը տեղի է ունենում թերմոդինամիկայի օրենքների համաձայն: Յուրաքանչյուրը օրգանական միացություն, մտնելով օրգանիզմ, ունի որոշակի քանակությամբ էներգիա (E): Այս էներգիայի մի մասը կարող է օգտագործվել օգտակար աշխատանք կատարելու համար: Նման էներգիան կոչվում է ազատ էներգիա (G): Քիմիական ռեակցիայի ուղղությունը որոշվում է DG արժեքով: Եթե ​​այս արժեքը բացասական է, ապա ռեակցիան ընթանում է ինքնաբուխ։ Նման ռեակցիաները կոչվում են էքսերգոնիկ։ Եթե ​​DG-ն դրական է, ապա ռեակցիան կշարունակվի միայն այն ժամանակ, երբ դրսից գա ազատ էներգիա. սրանք էնդերգոնիկ ռեակցիաներ են: Կենսաբանական համակարգերում թերմոդինամիկորեն անբարենպաստ էնդերգոնիկ ռեակցիաները կարող են ընթանալ միայն էկզերգոնիկ ռեակցիաների էներգիայի հաշվին։ Նման ռեակցիաները կոչվում են էներգետիկ զուգակցված։

Շատ կենսաբանական թաղանթների ամենակարևոր գործառույթը էներգիայի մի ձևի փոխակերպումն է մյուսի: Նման ֆունկցիաներով թաղանթները կոչվում են էներգիա փոխակերպող։ Ցանկացած թաղանթ, որը կատարում է էներգիայի գործառույթ, ունակ է օքսիդացող սուբստրատների կամ ATP-ի քիմիական էներգիան վերածել էլեկտրական էներգիայի, մասնավորապես՝ տրանսմեմբրանային էլեկտրական պոտենցիալների տարբերության (DY) կամ թաղանթով առանձնացված լուծույթներում պարունակվող նյութերի կոնցենտրացիաների տարբերության էներգիայի և հակառակը։ . Էներգափոխակերպող թաղանթներից ունեցող ամենաբարձր արժեքը, կարող ենք անվանել միտոքոնդրիաների ներքին թաղանթը, արտաքին ցիտոպլազմային թաղանթը, լիզոսոմների թաղանթները և Գոլջիի համալիրը՝ սարկոպլազմիկ ցանցը։ Միտոքոնդրիայի արտաքին թաղանթը և միջուկային թաղանթը չեն կարող էներգիայի մի ձևը վերածել մյուսի:

Կենդանի բջիջում էներգիայի փոխակերպումը նկարագրվում է հետևյալ ընդհանուր սխեմայով.


Էներգետիկ պաշարներ → ΔμI → աշխատանք

որտեղ ΔμI-ն I իոնի էլեկտրաքիմիական պոտենցիալների տրանսմեմբրանային տարբերությունն է: Հետևաբար, էներգիայի օգտագործման և դրա շնորհիվ աշխատանքի կատարման գործընթացները զուգակցվում են ΔμI-ի ձևավորման և օգտագործման միջոցով: Հետեւաբար, այս իոնը կարելի է անվանել զուգակցող իոն: Էուկարիոտ բջջի հիմնական զուգակցող իոնը H + է, և, համապատասխանաբար, ΔμH + էներգիայի պահպանման հիմնական փոխարկելի ձևն է: Երկրորդ կարևորագույն զուգակցող իոնը Na + է (ΔμNa +): Մինչդեռ Ca 2+ , K + և Cl - չեն օգտագործվում որևէ աշխատանք կատարելու համար:

Կենսաբանական օքսիդացումը սուբստրատի ջրազրկման գործընթացն է միջանկյալ ջրածնային կրիչների և դրա վերջնական ընդունողի օգնությամբ։ Եթե ​​թթվածինը հանդես է գալիս որպես վերջնական ընդունող, ապա գործընթացը կոչվում է աերոբ օքսիդացում կամ հյուսվածքային շնչառություն, եթե վերջնական ընդունողը թթվածին չէ՝ անաէրոբ օքսիդացում: Անաէրոբ օքսիդացումը սահմանափակ նշանակություն ունի մարդու մարմնում: Կենսաբանական օքսիդացման հիմնական գործառույթը բջջի էներգիայով մատչելի ձևով ապահովելն է:

Հյուսվածքային շնչառությունը հյուսվածքային շնչառական շղթայի ֆերմենտների միջոցով թթվածնով ջրի մեջ ջրածնի օքսիդացման գործընթացն է: Այն ընթանում է հետևյալ սխեմայով.

Նյութը օքսիդանում է, եթե այն նվիրում է էլեկտրոններ կամ միաժամանակ էլեկտրոններ և պրոտոններ (ջրածնի ատոմներ) կամ թթվածին միացնում։ Մոլեկուլի կարողությունը էլեկտրոններ նվիրաբերելու մեկ այլ մոլեկուլին որոշվում է ռեդոքս պոտենցիալով (օդոքս պոտենցիալ): Ցանկացած միացություն կարող է միայն էլեկտրոններ նվիրաբերել ավելի բարձր ռեդոքս պոտենցիալ ունեցող նյութին: Օքսիդացնող նյութը և վերականգնող նյութը միշտ կազմում են մի զույգ:


Գոյություն ունեն օքսիդացող սուբստրատների 2 տեսակ.

1. Պիրիդին-կախյալ՝ սպիրտ կամ ալդեհիդ՝ իզոցիտրատ, α-կետօղլուտարատ, պիրուվատ, մալատ, գլուտամատ, β-հիդրօքսիացիլ-CoA, β-հիդրօքսիբուտիրատ՝ NAD-ից կախված դեհիդրոգենազները մասնակցում են դրանց ջրազրկմանը։

2. ֆլավին-կախված - ածանցյալներ են ածխաջրածիններից՝ սուկցինատ, ացիլ-CoA, գլիցերին-3-ֆոսֆատ, խոլին - ջրազրկվելիս ջրածինը փոխանցում են FAD-կախյալ դեհիդրոգենազներին:


Հյուսվածքային շնչառական շղթան ջրածնի պրոտոնների (H+) և էլեկտրոնների կրիչների հաջորդականությունն է օքսիդացված սուբստրատից մինչև թթվածին, որը տեղայնացված է միտոքոնդրիայի ներքին թաղանթում:

Բրինձ. 10.1. CTD-ի սխեման


CTD բաղադրիչներ.

1. NAD-ից կախված դեհիդրոգենազները ջրազրկում են պիրիդինից կախված սուբստրատները և ընդունում 2ē և մեկ H +:

2. FAD (FMN) - կախված դեհիդրոգենազներն ընդունում են ջրածնի 2 ատոմ (2H + և 2ē): FMN-կախված դեհիդրոգենազը միայն ջրազրկում է NADH-ը, մինչդեռ FAD դեհիդրոգենազները օքսիդացնում են ֆլավինից կախված սուբստրատները:

3. Ճարպեր լուծելի կրող ուբիկինոն (կոէնզիմ Q, CoQ) - ազատորեն շարժվում է միտոքոնդրիալ թաղանթի երկայնքով և ընդունում ջրածնի երկու ատոմ և վերածվում CoQH 2-ի (նվազեցված ձև՝ ուբիկինոլ):

4. Ցիտոքրոմային համակարգ - փոխանցում է միայն էլեկտրոնները: Ցիտոքրոմները երկաթ պարունակող սպիտակուցներ են, որոնց պրոթեզային խումբն իր կառուցվածքով նման է հեմին։ Ի տարբերություն հեմի՝ ցիտոքրոմում երկաթի ատոմը կարող է շրջելիորեն փոխվել երկուսից եռարժեքի (Fe 3+ + ē → Fe 2+)։ Սա ապահովում է ցիտոքրոմի մասնակցությունը էլեկտրոնների փոխադրմանը։ Ցիտոքրոմները գործում են իրենց ռեդոքսային ներուժի աճման կարգով և գտնվում են շնչառական շղթայում հետևյալ կերպ՝ b-c 1 -c-a-a 3. Վերջին երկուսը համագործակցում են որպես մեկ ֆերմենտ՝ ցիտոքրոմ օքսիդազ aa 3: Ցիտոքրոմ օքսիդազը բաղկացած է 6 ենթամիավորներից (2 - ցիտոքրոմ ա և 4 - ցիտոքրոմ ա 3): Ցիտոքրոմ a 3-ում, բացի երկաթից, կան պղնձի ատոմներ և այն էլեկտրոնները փոխանցում է անմիջապես թթվածին։ Այս դեպքում թթվածնի ատոմը դառնում է բացասաբար լիցքավորված և պրոտոնների հետ փոխազդելու հատկություն է ձեռք բերում՝ նյութափոխանակության ջուր ձևավորելու համար։


Երկաթ-ծծմբային սպիտակուցները (FeS) պարունակում են ոչ հեմ երկաթ և մասնակցում են ռեդոքս գործընթացներին, որոնք ընթանում են մեկ էլեկտրոնի մեխանիզմով և կապված են ֆլավոպրոտեինների և ցիտոքրոմ b-ի հետ:

Հյուսվածքների շնչառական շղթայի կառուցվածքային կազմակերպումը

Բաղադրիչներ շնչառական շղթաՄիկոկոնդրիայի ներքին թաղանթում ձևավորում են բարդույթներ.

1. Կոմպլեքս I (NADH-CoQH 2 -ռեդուկտազ) - ընդունում է էլեկտրոնները միտոքոնդրիումային NADH-ից և տեղափոխում դրանք CoQ: Պրոտոնները տեղափոխվում են միջմեմբրանային տարածություն։ FMN-ը և երկաթ-ծծմբային սպիտակուցները պրոտոնների և էլեկտրոնների միջանկյալ ընդունողներ և կրողներ են։ I համալիրը բաժանում է էլեկտրոնների և պրոտոնների հոսքը:

2. Կոմպլեքս II - սուկցինատ - KoQ - ռեդուկտազ - ներառում է FAD-ից կախված դեհիդրոգենազներ և երկաթ-ծծմբային սպիտակուցներ: Այն տեղափոխում է էլեկտրոններ և պրոտոններ ֆլավինից կախված սուբստրատներից դեպի ուբիկինոն՝ ձևավորելով միջանկյալ FADH 2:

Ubiquinone-ը հեշտությամբ շարժվում է թաղանթով և էլեկտրոնները փոխանցում է III բարդույթին:

3. Համալիր III - CoQH 2 - ցիտոքրոմ c - ռեդուկտազ - պարունակում է b և c 1 ցիտոքրոմներ, ինչպես նաև երկաթ-ծծմբային սպիտակուցներ: CoQ-ի աշխատանքը III համալիրով հանգեցնում է պրոտոնների և էլեկտրոնների հոսքի տարանջատմանը. մատրիցից պրոտոնները մղվում են միտոքոնդրիայի միջմեմբրանային տարածություն, իսկ էլեկտրոնները տեղափոխվում են հետագա CTD երկայնքով:

4. Կոմպլեքս IV - ցիտոքրոմ ա - ցիտոքրոմ օքսիդազ - պարունակում է ցիտոքրոմ օքսիդազ և էլեկտրոնները տեղափոխում է թթվածին ցիտոքրոմ c-ի միջանկյալ կրիչից, որը շղթայի շարժական բաղադրիչն է:


Գոյություն ունեն CTD-ի 2 տեսակ.

1. Ամբողջական շղթա - պիրիդինից կախված սուբստրատները մտնում են դրա մեջ և մատնում ջրածնի ատոմները NAD-ից կախված դեհիդրոգենազներին:

2. Անավարտ (կարճացած կամ կրճատված) CTD, որտեղ ջրածնի ատոմները փոխանցվում են FAD-ից կախված սուբստրատներից՝ շրջանցելով առաջին համալիրը:

ATP-ի օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում

Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը ATP-ի ձևավորման գործընթացն է, որը զուգորդվում է էլեկտրոնների տեղափոխման հետ հյուսվածքային շնչառական շղթայի երկայնքով օքսիդացված ենթաշղթայից դեպի թթվածին: Էլեկտրոնները միշտ հակված են անցնելու էլեկտրաբացասականից դեպի էլեկտրադրական համակարգեր, ուստի դրանց տեղափոխումը CTD-ով ուղեկցվում է ազատ էներգիայի նվազմամբ։ Շնչառական շղթայում յուրաքանչյուր փուլում ազատ էներգիայի նվազումը տեղի է ունենում աստիճաններով։ Այս դեպքում կարելի է առանձնացնել երեք բաժին, որոնցում էլեկտրոնի փոխանցումն ուղեկցվում է ազատ էներգիայի համեմատաբար մեծ նվազմամբ։ Այս քայլերը կարող են էներգիա ապահովել ATP-ի սինթեզի համար, քանի որ ազատված ազատ էներգիայի քանակը մոտավորապես հավասար է ATP-ի սինթեզի համար պահանջվող էներգիային ADP-ից և ֆոսֆատից:

Շնչառության և ֆոսֆորիլացման մեխանիզմները բացատրելու համար առաջ են քաշվել մի շարք վարկածներ.


Մեխանոքիմիական կամ կոնֆորմացիոն (Green-Boyer):

Պրոտոնների և էլեկտրոնների տեղափոխման ժամանակ փոխվում է ֆերմենտային սպիտակուցների կոնֆորմացիան։ Նրանք անցնում են նոր, էներգիայով հարուստ կոնֆորմացիոն վիճակի, իսկ հետո, երբ վերադառնում են իրենց սկզբնական կոնֆորմացիային, էներգիա են տալիս ATP-ի սինթեզի համար։


Քիմիական կոնյուգացիայի վարկածը (Լիպման).

«Կապող» նյութերը ներգրավված են շնչառության և ֆոսֆորիլացման մեջ: Նրանք ընդունում են պրոտոններ և էլեկտրոններ և փոխազդում են H 3 RO 4-ի հետ: Պրոտոնների և էլեկտրոնների դոնորության պահին ֆոսֆատի հետ կապը դառնում է մակրոէերգիկ, և ֆոսֆատային խումբը տեղափոխվում է ADP՝ սուբստրատի ֆոսֆորիլացման միջոցով ATP ձևավորմամբ։ Վարկածը տրամաբանական է, սակայն «կապակցող» նյութերը դեռ մեկուսացված չեն։


Քիմիոսմոտիկ վարկածը Պիտեր Միտչելի կողմից (1961)

Այս տեսության հիմնական դրույթները.

1. միտոքոնդրիաների ներքին թաղանթն անթափանց է H + և OH − իոնների համար;

2. Շնչառական շղթայի I, III և IV համալիրների միջոցով էլեկտրոնների տեղափոխման էներգիայի շնորհիվ պրոտոնները դուրս են մղվում մատրիցից.

3. թաղանթի վրա առաջացող էլեկտրաքիմիական ներուժը էներգիայի պահպանման միջանկյալ ձև է.

4. Պրոտոնների վերադարձը դեպի միտոքոնդրիալ մատրիցա ATP սինթազայի պրոտոնային ալիքով հանդիսանում է ATP սինթեզի էներգիայի մատակարարը ըստ սխեմայի:

ADP + H 3 RO 4 → ATP + H 2 O

Քիմիոոսմոտիկ տեսության ապացույցներ.

1. ներքին թաղանթի վրա կա H + գրադիենտ և այն կարելի է չափել;

2. H + գրադիենտի ստեղծումը միտոքոնդրիում ուղեկցվում է ATP սինթեզով.

3. իոնոֆորներ (անջատողներ), որոնք ոչնչացնում են պրոտոնի գրադիենտը և արգելակում ATP-ի սինթեզը.

4. ինհիբիտորները, որոնք արգելափակում են պրոտոնների տեղափոխումը ATP սինթազայի պրոտոնային ուղիներով, արգելակում են ATP-ի սինթեզը:

ATP սինթազայի կառուցվածքը

ATP սինթազը միտոքոնդրիաների ներքին թաղանթի անբաժանելի սպիտակուց է: Այն գտնվում է շնչառական շղթայի մոտ և կոչվում է բարդ V: ATP սինթազը բաղկացած է 2 ենթամիավորներից, որոնք կոչվում են F 0 և F 1: Հիդրոֆոբ F0 համալիրը ընկղմված է ներքին միտոքոնդրիալ թաղանթում և բաղկացած է մի քանի պրոտոմերներից, որոնք ձևավորում են ալիք, որի միջոցով պրոտոնները տեղափոխվում են մատրիցա։ F 1 ենթամիավորը դուրս է ցցվում միտոքոնդրիալ մատրիցով և բաղկացած է 9 պրոտոմերից։ Ավելին, դրանցից երեքը կապում են F 0 և F 1 ենթամիավորները՝ ձևավորելով մի տեսակ ոտք և զգայուն են օլիգոմիցինի նկատմամբ։

Քիմիոոսմոտիկ տեսության էությունը. CTD-ի երկայնքով էլեկտրոնների փոխանցման էներգիայի շնորհիվ պրոտոնները ներքին միտոքոնդրիալ մեմբրանի միջով շարժվում են միջմեմբրանային տարածություն, որտեղ ստեղծվում է էլեկտրաքիմիական պոտենցիալ (ΔμH +), ինչը հանգեցնում է ATP-ի կոնֆորմացիոն վերադասավորման: սինթազայի ակտիվ կենտրոն, որի արդյունքում պրոտոնների հակադարձ փոխադրումը հնարավոր է դառնում ATP սինթազայի պրոտոնային ուղիներով։ Երբ պրոտոնները հետ են վերադառնում, էլեկտրաքիմիական ներուժը վերածվում է ATP-ի մակրոէերգիկ կապի էներգիայի: Ստացված ATP-ն տրանսլոկազ կրող սպիտակուցի օգնությամբ տեղափոխվում է բջջի ցիտոզոլ, իսկ դրա դիմաց ADP-ն և Fn-ը մտնում են մատրիցա։

Ֆոսֆորիլացման գործակիցը (P/O) ATP մոլեկուլներում ընդգրկված անօրգանական ֆոսֆատի ատոմների թիվն է՝ հաշվարկված օգտագործվող ներծծվող թթվածնի մեկ ատոմի համար։


Ֆոսֆորիլացման վայրերը շնչառական շղթայի տեղամասեր են, որտեղ էլեկտրոնների փոխադրման էներգիան օգտագործվում է պրոտոնային գրադիենտ առաջացնելու համար, այնուհետև ֆոսֆորիլացման ժամանակ պահվում է ATP-ի տեսքով.

1. 1 միավոր - պիրիդին կախված և ֆլավին կախված դեհիդրոգենազների միջև; 2 կետ - b և c 1 ցիտոքրոմների միջև; 3 կետ - a և a ցիտոքրոմների միջև:

2. Հետևաբար, NAD-ից կախված սուբստրատների օքսիդացման ժամանակ P/O գործակիցը 3 է, քանի որ NADH-ից էլեկտրոնները տեղափոխվում են բոլոր CTD համալիրների մասնակցությամբ։ FAD-ից կախված սուբստրատների օքսիդացումը շրջանցում է շնչառական շղթայի I համալիրը և P/O-ն 2 է։

Էներգետիկ նյութափոխանակության խանգարումներ

Բոլոր կենդանի բջիջները մշտապես կարիք ունեն ATP տարբեր գործունեության համար: Նյութափոխանակության ցանկացած փուլի խախտում, որը հանգեցնում է ATP-ի սինթեզի դադարեցմանը, մահացու է բջջի համար։ Ամենախոցելին են էներգիայի բարձր պահանջներ ունեցող հյուսվածքները (ԿՆՀ, սրտամկանի, երիկամներ, կմախքային մկաններ և լյարդ): Պայմանները, որոնցում ATP-ի սինթեզը նվազում է, համակցված են «հիպոէներգետիկ» տերմինով: Այս պայմանների պատճառները կարելի է բաժանել երկու խմբի.

Ալմենտային - սովամահություն և հիպովիտամինոզ B2 և PP - նկատվում է CTD-ում օքսիդացող սուբստրատների մատակարարման խախտում կամ կոֆերմենտների սինթեզ:

Հիպոքսիկ - առաջանում է, երբ խցում թթվածնի մատակարարման կամ օգտագործման խախտում կա:

CTD կարգավորում.

Այն իրականացվում է շնչառական հսկողության օգնությամբ։

Շնչառական հսկողությունը շնչառական շղթայի երկայնքով էլեկտրոնների փոխանցման արագության կարգավորումն է ATP/ADP հարաբերակցությամբ: Որքան ցածր է այս հարաբերակցությունը, այնքան ավելի ինտենսիվ է շնչառությունը և ավելի ակտիվորեն սինթեզվում է ATP-ն: Եթե ​​ATP-ն չի օգտագործվում, և նրա կոնցենտրացիան բջջում մեծանում է, ապա էլեկտրոնների հոսքը դեպի թթվածին դադարում է։ ADP-ի կուտակումը մեծացնում է ենթաշերտի օքսիդացումը և թթվածնի կլանումը: Շնչառության վերահսկման մեխանիզմը բնութագրվում է բարձր ճշգրտությամբ և կարևոր է, քանի որ դրա գործողության արդյունքում ATP-ի սինթեզի արագությունը համապատասխանում է բջջի էներգիայի կարիքներին: Բջջում ATP-ի պաշարներ չկան: Հյուսվածքներում ATP/ADP-ի հարաբերական կոնցենտրացիաները տատանվում են նեղ սահմաններում, մինչդեռ բջջի էներգիայի սպառումը կարող է տատանվել տասնյակ անգամներ:


Ամերիկացի կենսաքիմիկոս Դ. Շանսն առաջարկել է դիտարկել միտոքոնդրիաների 5 վիճակ, որոնցում նրանց շնչառության արագությունը սահմանափակվում է որոշակի գործոններով.

1. SH 2-ի և ADP-ի բացակայություն - շնչառության արագությունը շատ ցածր է:

2. SH 2-ի բացակայություն ADP-ի առկայության դեպքում - արագությունը սահմանափակ է:

3. Կա SH 2 և ADP - շնչառությունը շատ ակտիվ է (այն սահմանափակվում է միայն թաղանթով իոնների տեղափոխման արագությամբ):

4. ՍՀ 2-ի առկայության դեպքում ADP-ի բացակայություն - շնչառությունը արգելակվում է (շնչառական հսկողության վիճակ):

5. Թթվածնի բացակայություն, SH 2-ի և ADP-ի առկայության դեպքում՝ անաէրոբիոզի վիճակ:


Հանգստի խցում միտոքոնդրիաները գտնվում են 4-րդ վիճակում, որոնցում շնչառության արագությունը որոշվում է ADP-ի քանակով: Ինտենսիվ աշխատանքի ժամանակ դրանք կարող են լինել 3 (շնչառական շղթայի հնարավորությունները սպառված են) կամ 5 (թթվածնի պակաս)՝ հիպոքսիա։

CTD inhibitors են դեղեր, որոնք արգելափակում են էլեկտրոնների փոխանցումը CTD-ի միջոցով։ Դրանք ներառում են. ածխածնի երկօքսիդը և ցիանիդները արգելակում են ցիտոքրոմ օքսիդազը և արգելափակում էլեկտրոնների տեղափոխումը թթվածին:

Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման արգելակիչները (օլիգոմիցին) նյութեր են, որոնք արգելափակում են H+-ի տեղափոխումը ATP սինթազայի պրոտոնային ալիքով:

Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման անջատիչները (իոնոֆորները) այն նյութերն են, որոնք ճնշում են օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը՝ չազդելով CTD-ի միջոցով էլեկտրոնների փոխանցման գործընթացի վրա: Անջատիչների գործողության մեխանիզմն այն է, որ դրանք ճարպային լուծվող (լիպոֆիլ) նյութեր են և ունեն պրոտոններ կապելու և դրանք ներքին միտոքոնդրիալ մեմբրանի միջոցով դեպի մատրիցա փոխանցելու հատկություն՝ շրջանցելով ATP սինթազայի պրոտոնային ալիքը։ Այս գործընթացում արձակված էներգիան ցրվում է ջերմության տեսքով։

Արհեստական ​​անջատիչներ՝ դինիտրոֆենոլ, վիտամին K-ի ածանցյալներ (դիկումարոլ), որոշ հակաբիոտիկներ (վալինոմիցին):

Բնական անջատիչները լիպիդային պերօքսիդացման, երկար շղթայի ճարպաթթուների, յոդ պարունակող վահանաձև գեղձի հորմոնների մեծ չափաբաժինների, թերմոգենինի սպիտակուցների արտադրանք են:

Հյուսվածքների շնչառության ջերմակարգավորման գործառույթը հիմնված է շնչառության և ֆոսֆորիլացման անջատման վրա: Դարչնագույն ճարպային հյուսվածքի միտոքոնդրիաներն ավելի շատ ջերմություն են արտադրում, քանի որ դրանցում առկա թերմոգենին սպիտակուցը անջատում է օքսիդացումը և ֆոսֆորիլացումը: Այն կարևոր է նորածինների մարմնի ջերմաստիճանը պահպանելու համար։

Ածխաջրերը, սպիտակուցները և ճարպերը մարմնում հիդրոլիզվում են, և ստացված հիդրոլիզի արտադրանքները՝ մոնոսաքարիդները, ամինաթթուները, ճարպաթթուները և գլիցերինը ենթարկվում են փոխակերպումների, որոնց ընթացքում դրանցից մի քանիսը օքսիդանում են մինչև ածխաթթու գազև ջուր, որոնք ածխածնի և ջրածնի օքսիդացման արդյունք են։ Եթե ​​մի համակարգը, որում կենսապոլիմերային հիդրոլիզի արտադրանքներից յուրաքանչյուրը, որը հանդիսանում է հետագա օքսիդացման սուբստրատ, ունենար իր սեփական նյութափոխանակության ուղին, ապա այդպիսի համակարգը կլիներ շատ ծանր և անհուսալի: Այնուամենայնիվ, բնությունը լուծեց նյութափոխանակության ուղիների միավորման խնդիրը՝ կազմակերպելով կատաբոլիկ գործընթացներ այնպես, որ այդ գործընթացների միջանկյալ փուլերում ձևավորվի միևնույն մետաբոլիտների նվազագույն քանակ, որոնք ստացվում են տարբեր նյութերի օքսիդացման ժամանակ։ Եվ, իրոք, ինչպես երևում է սխեմայից, օքսիդացման սուբստրատների մեծ մասը վերածվում է պիրուվիթթվի՝ պիրուվատի (C 3), այնուհետև ացետիլ-CoA-ի (C 2), իսկ վերջինս կարող է ձևավորվել նաև պիրուվատի օքսիդացման ժամանակ։ . Acetyl-CoA-ն ամբողջությամբ օքսիդացված է եռաքարբոքսիլաթթվի ցիկլում (CTC - հայտնի է նաև որպես Կրեբսի ցիկլ կամ ցիտրատային ցիկլ): Կրեբսի ցիկլը ածխաջրերի, սպիտակուցների և ճարպերի ընդհանուր կատաբոլիզմի ուղին է: Կատաբոլիկ ռեակցիաների ժամանակ արձակված էներգիան մասամբ ցրվում է ջերմության տեսքով, մինչդեռ դրա մեծ մասը ծախսվում է անաբոլիկ ռեակցիաներում։ Էներգիայի փոխանցումն իրականացվում է միջանկյալ նյութերի օգնությամբ, որոնցից հիմնականը ATP-ն է։ Էնդերգոնիկ պրոցեսներն են ադենոզին տրիֆոսֆատի (ATP) սինթեզը ադենոզին դիֆոսֆատից (ADP) և անօրգանական ֆոսֆատից, ինչպես նաև այլ նյութերի սինթեզը մակրոէերգիկ կապերով։ Այս պրոցեսն ընթանում է էներգիայի կատաբոլիկ ռեակցիաների հետ կապվածության շնորհիվ։ Էկզերգոնիկ գործընթացը ATP-ի, ինչպես նաև այլ տրիֆոսֆատների հիդրոլիզն է: Հիդրոլիզը ապահովում է կենսասինթեզի համար անհրաժեշտ էներգիա:

Ստորև բերված է անաբոլիկ և կատաբոլիկ գործընթացների միացման դիագրամ.

S 1 օքսիդացված ենթաշերտ, ΔG< 0

ADP + ATP ֆոսֆատ + H 2 O, ΔG< 0



Զուգավորում

ATP + H 2 O → ADP + ֆոսֆատ, ΔG< 0

S 2 կենսասինթետիկ արտադրանք, ΔG > 0

Մարմնի ATP-ի մեծ մասը գալիս է օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում, որը տեղի է ունենում էլեկտրոնային փոխանցման շղթայում (ETC): Այս գործընթացի հիմնական սուբստրատներն են NAD*H և FAD*H2, որոնք ձևավորվում են հիմնականում TCA ցիկլում, ուստի կատաբոլիզմի հիմնական խնդիրներից մեկը ATP-ի սինթեզն է՝ մի տեսակ էներգիայի կուտակիչ, որն անհրաժեշտ է հետագա անաբոլիզմի ռեակցիաների համար: Կենսասինթեզների մեծամասնությունը ռեդուկտիվ բնույթ ունի, քանի որ կենսասինթեզի արտադրանքը ելակետային նյութերի համեմատ ավելի քիչ օքսիդացված է: Նման գործընթացներում վերականգնող նյութի դերը խաղում է NAD*H-ը։ Այսպիսով, սահմանափակ քանակությամբ միացություններ առանցքային դեր են խաղում նյութափոխանակության մեջ: Սրանք պիրուվատ և ացետիլ-CoA նյութեր են, որոնք ավարտում են կատաբոլիզմի հատուկ ուղիները. ATP, հիդրոլիզի արտադրանք, որոնք էներգիա են ստանում անաբոլիկ գործընթացների համար. NAD * H և FAD * H 2 կոֆերմենտներ են, որոնց օքսիդացման ժամանակ մարմնում ձևավորվում է ATP-ի հիմնական մասը։

Ածխաջրերի կատաբոլիզմ

Մարդկանց մոտ ածխաջրերի նյութափոխանակության գործընթացները սկսվում են բերանի խոռոչից, քանի որ թուքը պարունակում է ամիլազ ֆերմենտ, որն ի վիճակի է քայքայել օսլան և գլիկոգենը՝ վերածելով դիսաքարիդի՝ մալտոզայի, որը մալթազի ֆերմենտի հետ բաժանում է գլյուկոզա: Գլյուկոզայի մուտքը տարբեր օրգանների բջիջներ կախված է ինսուլին հորմոնից, որը կարգավորում է բջջային թաղանթներով գլյուկոզայի փոխանցման արագությունը։ կրող սպիտակուցներ.

Բջջում գլյուկոզայի փոխանակումը սկսվում է դրա ֆոսֆորիլացմամբ.

Գլյուկոզա + ATP գլյուկոզա-6-ֆոսֆատ + ADP

ATP → + ADP

Ի տարբերություն ազատ գլյուկոզայի, գլյուկոզա-6-ֆոսֆատն ի վիճակի չէ անցնել միջով բջջային մեմբրաններՀետևաբար, ֆոսֆորիլացված գլյուկոզան, ինչպես ասվում է, «փակված» է բջիջում և պահվում է այնտեղ գլիկոգենի՝ կենդանական օսլայի տեսքով, որը սինթեզվում է գլյուկոզա-6-ֆոսֆատ մոլեկուլներից:

Բջջում գլյուկոզայի կատաբոլիզմը կարող է ընթանալ երեք հիմնական ուղղություններով, որոնք տարբերվում են մոլեկուլի ածխածնային կմախքի փոփոխությամբ.

1. Երկկողմանի ուղի, որում տեղի է ունենում պառակտում C-C միացումներածխածնի երրորդ և չորրորդ ատոմների միջև, և մեկ հեքսոզայի մոլեկուլից ստացվում է երկու տրիոզ (C 6 → 2C 3):

2. Ապոտոմի ուղի (պենտոզաֆոսֆատ), որի ընթացքում մեկ (առաջին) ածխածնի ատոմի օքսիդացման և վերացման արդյունքում հեքսոզը վերածվում է պենտոզայի (C 6 → C 5):

3. Գլյուկուրոնային ուղի, երբ ածխածնի վեցերորդ ատոմը օքսիդանում և անջատվում է

Գլյուկոզի քայքայման հիմնական ուղին, որը տանում է էներգիայի արտազատմանը, երկատված ուղին է, և այս ճանապարհով, իր հերթին, գլյուկոզան կարող է օքսիդացվել և դրա էներգիան ստանալ երկու եղանակով.

1.Անկախ անաէրոբ քայքայումըգլյուկոզա դեպի կաթնաթթու գլիկոլիզ.

գլյուկոզա →2-լակտատ + 134 կՋ

Այս էներգիայի մի մասը ծախսվում է երկու ATP մոլեկուլների ձևավորման վրա, իսկ մնացածը ցրվում է ջերմության տեսքով:

2.Աերոբիկա (կախված թթվածնից)գլյուկոզայի տրոհումը ածխածնի երկօքսիդի և ջրի

Սա ֆոտոսինթեզի հակառակ գործընթացն է.

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 ↔ 6CO 2 + 6H 2 O + 2850 կՋ

Այս էներգիայի 60%-ը պահվում է ATP-ի մակրոէերգիկ կապերի տեսքով, այսինքն՝ կենսաբանորեն մատչելի ձևով։ Ինչպես երևում է վերը նշված հավասարումներից, աերոբիկ ուղին, անկասկած, ավելի օգտակար է, քան գլիկոլիզը, քանի որ այն արտադրում է քսան անգամ ավելի շատ ATP նույն քանակությամբ գլյուկոզայից: Աերոբիկ քայքայումն իրականացվում է մարմնի հյուսվածքների մեծ մասում, բացառությամբ կարմիր արյան բջիջների: Գլիկոլիզը չարորակ բջիջների էներգիայի հիմնական աղբյուրն է: Մկանները գլիկոլիզ են օգտագործում մեծ բեռների դեպքում, երբ թթվածնի հասանելիությունը դժվարանում է, իսկ հետո լարված մկաններում առաջանում է կաթնաթթու։

Գլյուկոզա գլիկոլիզի ռեակցիաների շղթան ներառում է տասնմեկ ռեակցիա, որոնցից առաջին տասը սովորական են աերոբիկ քայքայումով, իսկ տասնմեկերորդը կաթնաթթվի սինթեզն է պիրուվիթթվից (PVA)՝ NAD*H-ի օգնությամբ։ Հետևաբար դիտարկեք գլյուկոզայի աերոբիկ տարրալուծման ընթացքում տեղի ունեցող ռեակցիաները.

1 ռեակցիան գլյուկոզայի ֆոսֆորիլացումն է, նրա ակտիվացումը։

Երկրորդ ռեակցիան իզոմերացումն է, գլյուկոզա-6-ֆոսֆատը վերածվում է ֆրուկտոզա-6-ֆոսֆատի։

3 ռեակցիա - ֆրուկտոզա-6-ֆոսֆատը ֆոսֆորիլացվում է ֆրուկտոզա-1,6-դիֆոսֆատի:

Առաջին երեք ռեակցիաները ներկայացնում են այսպես կոչված նախապատրաստական ​​փուլը, այս փուլում ATP էներգիան դեռ ծախսվում է ֆոսֆորիլացման ռեակցիաների վրա.

1

Գլյուկոզա-6-ֆոսֆատ

2- իզոմերացում

ATP
ֆրուկտոզա-6-ֆոսֆատ 7 9 3-ֆոսֆոգլիցերատ 10

2-ֆոսֆոգլիցերատի ընդհանուր ուղին

9 H 2 O ATP

Հաջորդ քայլը ռեակցիաներն են: գլիկոլիտիկ օքսիդավերականգնում, որի մեջ վեց ածխածնային կմախքը քայքայվում է երկու երեք ածխածնային կմախքի և օքսիդացվում է պիրուվատի։

4 ռեակցիա - ֆրուկտոզա-1,6-դիֆոսֆատն իր բաց ացիկլիկ ձևով քայքայվում է ալդոլազ ֆերմենտի օգնությամբ երկու եռածխածնային բեկորների՝ գլիցերալդեհիդ ֆոսֆատ և դիհիդրօքսիացետոն ֆոսֆատ։

5 ռեակցիա - իզոմերացում, դիհիդրօքսյացետոն ֆոսֆատի փոխակերպում գլիցերալդեհիդ ֆոսֆատի։

Հետագա կատաբոլիզմը տեղի է ունենում միայն գլիցերալդեհիդ ֆոսֆատի միջոցով, որի երկու մոլեկուլները 6-րդ ռեակցիայում NAD +-ով օքսիդացվում են 1,3-դիֆոսֆոգիցերատի մեջ, և այս դեպքում թողարկված էներգիան պահվում է ATP-ի տեսքով։ Այս դեպքում ալդեհիդի օքսիդացումը հանգեցնում է օրգանական և ֆոսֆորական թթվի անհիդրիդին։ 1,3-դիֆոսֆոգիցերատի երկու մոլեկուլները հիդրոլիզի ժամանակ վերածվում են 3-ֆոսֆոգգլիցերատի, իսկ հետո 8-րդ ռեակցիայի ժամանակ ֆոսֆատային խումբը 3-րդ դիրքից տեղափոխվում է 2-րդ դիրք։

9 ռեակցիա - ջրի վերացում՝ ֆոսֆոենոլպիրուվատ ստանալու համար, այնուհետև տեղի է ունենում keto-enol փոխակերպում, որը զուգորդվում է հիդրոլիզի հետ, երբ ֆոսֆորաթթվի մեկ մոլեկուլը կտրվում է դիհիդրօքսիացետոն ֆոսֆատից և էնոլի ձևը վերածվում է keto ձևի:

ԼԻՊԻԴՆԵՐԻ ԿԱՏԱԲՈԼԻԶՄ

Բարձրակարգ կենդանիների և մարդկանց մոտ լիպիդները մտնում են ստամոքս և թողնում այն ​​գրեթե անփոփոխ թթվային միջավայրից: IN ալկալային միջավայրԲարակ աղիքում լիպիդները հիդրոլիզվում են լիպազներով։ Հիդրոլիզացված լիպիդները ներծծվում են արյան մեջ և տեղափոխվում տարբեր օրգաններ հետագա նյութափոխանակության համար:

Գլիցերինը, ճարպաթթուները, մոնո- և դիգլիցերիդները արյուն են մտնում աղիքային պատի միջով: Արյան մեջ ճարպաթթուները կրկին էստերացվում են գլիցերինով, որը կապված է արյան սպիտակուցների հետ և տեղափոխվում ճարպային հյուսվածք կամ լյարդ, որտեղ այն կուտակվում է: Լյարդում հիդրոլիզը տեղի է ունենում ճարպաթթուների ձևավորմամբ, որոնք օքսիդացված են մինչև CO 2 և H 2 O: Օքսիդացման ընթացքում մեծ քանակությամբ էներգիա է անջատվում:

ՖԱ օքսիդացման գործընթացը ներառում է բազմաթիվ փուլեր. ՖԱ-ն ոչնչացվում է (սինթեզվում) դեպի բեկորներ C-C(բնական ճարպաթթուները բաղկացած են զույգ թվով ածխածնի ատոմներից): Կատաբոլիզմի ժամանակ ճարպաթթուները սկզբում փոխակերպվում են թիոէսթերների՝ կոֆերմենտ A-ով, ATP-ի արտազատմամբ, այնուհետև օքսիդացվում են չհագեցած թթուների, FAD-ը ծառայում է որպես օքսիդացնող նյութ։

C 15 H 31 COOH - palmitic թթու

HCoA-ի մասին FAD-ի մասին

CH 3 (CH 2) 12 CH 2 CH 2 C OH CH 3 (CH 2) 2 CH 2 CH 2 C SCoA

CH 2 (CH 2) 12 CH = SNS SCoA

Սպիտակուցների կատաբոլիզմի ուղին սկսվում է հիդրոլիզով (պրոտեոլիզով) պրոթեզերոնի և պեպտիդազ ֆերմենտների ազդեցությամբ։

Սպիտակուցների հիդրոլիզը սկսվում է ստամոքսում պեպսինի ֆերմենտի ազդեցության տակ, դրան նպաստում է ստամոքսահյութի թթվային միջավայրը pH = 1-2, որը տեղի է ունենում ստամոքսի բջիջների աղաթթվի արտազատման պատճառով:

Բարակ աղիքում pH=7,8-8,4 դեպքում սպիտակուցի քայքայումը կատալիզացվում է ենթաստամոքսային գեղձի ֆերմենտների՝ տրիպսինի և քիմիտրիպսինի միջոցով:

AA - սպիտակուցային հիդրոլիզի արտադրանք, որը գալիս է ստամոքս-աղիքային տրակտից, կարևոր ֆոնդ է բջիջների և հյուսվածքների ամինաթթուների մատակարարումը լրացնելու համար: Արտաքինից էական AA-ների նույնիսկ մեկի սահմանափակ ընդունումը առաջացնում է հյուսվածքի սեփական սպիտակուցների կտրուկ քայքայում, AA-ներն օգտագործվում են սեփական սպիտակուցների, նուկլեոտիդների, պորֆիրինների և այլնի սինթեզում:

Մեծահասակ մարդուն օրական անհրաժեշտ է 100 գ սպիտակուց: Սպիտակուցները կարող են ամբողջական լինել. բոլոր էական AA-ները հասանելի են և թերի. ոչ բոլոր էական AA-ները հասանելի են: Օրվա ընթացքում 400 գ սպիտակուցը քայքայվում և սինթեզվում է։ Բոլոր սպիտակուցները նորացվում են 35 օրվա ընթացքում։

Սպիտակուցների նյութափոխանակության վիճակը կարելի է դատել ազոտի հավասարակշռությամբ։ Քանի որ օրգանների սպիտակուցները տարբերվում են խիստ տեսակների և հյուսվածքների առանձնահատկություններով, կենդանի օրգանիզմը կարող է օգտագործել ներմուծված սպիտակուցը միայն հիդրոլիզացված վիճակում:

AA-ի կլանումը բարակ աղիքի թաղանթով տեղի է ունենում գլուտատիոնի ազդեցության ներքո: AA-ն մտնում է պորտալարային երակի արյան հոսքը, այնուհետև լյարդ, որտեղ նրանք ենթարկվում են մի շարք փոխակերպումների:

Հյուսվածքներում նյութափոխանակության բնույթը մեծապես որոշվում է սնուցմամբ։ Մարդկանց և մի շարք այլ կաթնասունների մոտ սննդի մեջ պարունակվող ածխաջրերի, լիպիդների և սպիտակուցների յուրացումից հետո կլանված արտադրանքը ենթարկվում է նյութափոխանակության փոխակերպումների։ Դրանք հիմնականում գլյուկոզա, տրիացիլգլիցերին և ամինաթթուներ են: Որոճող կենդանիների մոտ (և ավելի քիչ՝ այլ բուսակերների մոտ) ցելյուլոզը մարսվում է սիմբիոտիկ միկրոօրգանիզմների կողմից՝ օրգանական թթուների ստորին հոմոլոգների ձևավորմամբ (քացախային, պրոպիոնիկ, կարագային); Այս կենդանիների հյուսվածքների նյութափոխանակությունը հարմարեցված է ցածր ճարպաթթուների օգտագործմանը որպես հիմնական սուբստրատ:

Ածխաջրերի նյութափոխանակություն (նկ. 16.2)

Բոլոր կաթնասունների մոտ բջիջներում գլյուկոզան վերածվում է պիրուվատի և լակտատի՝ մետաբոլիկ ուղու միջոցով, որը կոչվում է գլիկոլիզ: Այս ճանապարհը պահանջում է նախնական ֆոսֆորիլացում: Գլիկոլիզը կարող է շարունակվել թթվածնի բացակայության դեպքում (անաէրոբ եղանակով), եթե վերջնական արտադրանքը լակտատն է: Հյուսվածքները, որոնք սպառում են թթվածին (աէրոբ պայմաններ), կարող են պիրուվատը վերածել ացետիլ-CoA-ի, որն այնուհետև կարող է մտնել կիտրոնաթթվի ցիկլ; Այս ցիկլում ացետիլ-CoA-ն ամբողջությամբ օքսիդացված է այնքան ժամանակ, մինչև պրոցեսի պոտենցիալ ազատ էներգիայի մեծ մասը պահպանվի ATP-ի տեսքով՝ օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման արդյունքում (նկ. 17.2): Այսպիսով, գլյուկոզան ծառայում է որպես հիմնական վառելիք շատ հյուսվածքների համար, բայց այն (և նրա մետաբոլիտները) ներգրավված են նաև այլ գործընթացներում: 1. Գլյուկոզան վերածվում է պոլիմերային գլիկոգենի, որը

Բրինձ. 16.2. Ածխաջրերի նյութափոխանակության ընդհանուր դիագրամ, որը ցույց է տալիս հիմնական վերջնական արտադրանքները:

պահվում է մի շարք հյուսվածքներում, հատկապես կմախքի մկաններում և լյարդում: 2. Պենտոզաֆոսֆատ ճանապարհի ենթաշերտը գլիկոլիզի միջանկյալ արտադրանքներից է։ Այս ուղին ծառայում է որպես բիոսինթետիկ գործընթացներում օգտագործվող նվազեցնող համարժեքների աղբյուր, ինչպիսին է ճարպաթթուների կենսասինթեզը; բացի այդ, այն ռիբոզի աղբյուր է, որն անհրաժեշտ է նուկլեոտիդների սինթեզի համար և նուկլեինաթթուներ. 3. Գլիկոլիզի փուլերից մեկում առաջացած տրնոսոֆոսֆատը գլիցերինի աղբյուր է, որն օգտագործվում է ացիլգլիցերինների (ճարպեր) սինթեզում։ 4. Պիրուվատը և կիտրոնաթթվի ցիկլի մի շարք միջանկյալ նյութեր ածխածնի կմախքների աղբյուրներ են, որոնք օգտագործվում են ամինաթթուների սինթեզում, իսկ ացետիլ-CoA-ն ծառայում է որպես երկար շղթայական ճարպաթթուների և խոլեստերինի սինթեզի հիմնական նյութը, որը բոլորի նախադրյալն է: մարմնի կողմից արտադրված ստերոիդներ.

Լիպիդային նյութափոխանակություն (Նկար 16.3)

Երկար շղթայական ճարպաթթուների աղբյուրը de novo սինթեզն է ացետիլ-CoA-ից (որն իր հերթին ձևավորվում է ածխաջրերից) և սննդային լիպիդներից: Հյուսվածքներում ճարպաթթուները կարող են կամ օքսիդացվել մինչև ացետիլ-CoA (P-օքսիդացված) կամ էսթերիֆիկացվել մինչև ացիլգլիցերին (տրիացիլգլիցերինը մարմնի հիմնական էներգիայի պաշարն է): առաջացել է -օքսիդացման ժամանակ, ներգրավված է մի շարք կարևոր գործընթացներում։

1. Acetyl-CoA-ն կարող է ամբողջությամբ օքսիդացվել կիտրոնաթթվի ցիկլում: Ճարպաթթուները զգալի քանակությամբ էներգիայի աղբյուր են (հյուսվածքային վառելիք), երբ օգտագործվում են P-օքսիդացման գործընթացում, այնուհետև կիտրոնաթթվի ցիկլի ռեակցիաների ժամանակ:

2. Acetyl-CoA-ն ծառայում է որպես խոլեստերինի ածխածնի ատոմների աղբյուր։

3. Լյարդում դրանից առաջանում է ացետոացետատ՝ օրիգինալ կետոնային մարմին։ Կետոնային մարմինները այլընտրանքային ջրում լուծվող հյուսվածքային վառելիք են, որը որոշակի պայմաններում կարող է դառնալ կարևոր աղբյուրէներգիա (օրինակ՝ ծոմ պահելու ժամանակ)։

Ամինաթթուների նյութափոխանակությունը (նկ. 16.4)

Ամինաթթուները անհրաժեշտ են սպիտակուցների սինթեզի համար: Նրանցից ոմանց պետք է սնունդ մատակարարել ( էական ամինաթթուներ), քանի որ հյուսվածքները չեն կարողանում սինթեզել դրանք։ Մնացած ամինաթթուները (ոչ էական) նույնպես գալիս են սննդից, բայց կարող են ձևավորվել նաև միջանկյալ մետաբոլիտներից՝ տրանսամինացիայի միջոցով, այսինքն՝ ամինային խմբերի տեղափոխում այլ ամինաթթուներից, որոնք առկա են ավելցուկով: Դեամինացիայից հետո ավելցուկային ամին ազոտը հեռացվում է միզանյութի բաղադրության մեջ. Տրանսամինացիայից հետո մնացած ածխածնի կմախքը կամ օքսիդացվում է կիտրոնաթթվի ցիկլով կամ վերածվում գլյուկոզայի (գլյուկոնեոգենեզ) կամ կետոնային մարմինների։

Բրինձ. 16.3. Լիպիդային նյութափոխանակության ընդհանուր սխեման՝ նշելով հիմնական վերջնական արտադրանքները. Կետոնային մարմինները ներառում են ացետոացետատ, 3-հիդրօքսիբուտիրատ և ացետոն:

Բրինձ. 16.4. Ամինաթթուների նյութափոխանակության ընդհանուր սխեման՝ նշելով հիմնական վերջնական արտադրանքները.

Բացի սպիտակուցների սինթեզում օգտագործելուց, ամինաթթուները ծառայում են որպես մի շարք կարևոր միացությունների՝ պուրինների, պիրիմիդինների, հորմոնների (օրինակ՝ ադրենալին և թիրոքսին) պրեկուրսորներ։

Մկանային ուժը սովորաբար հասկացվում է որպես արտաքին դիմադրությունը հաղթահարելու կամ մկանային լարվածության միջոցով դրան հակազդելու կարողություն:

Արագություն-ուժային որակները հիմնականում կախված են աշխատող մկանների էներգիայի մատակարարումից և նրանց կառուցվածքային և ձևաբանական առանձնահատկություններից, որոնք հիմնականում գենետիկորեն կանխորոշված ​​են:

Ուժի և արագության դրսևորումը բնորոշ է առավելագույն և ենթառավելագույն հզորության գոտում կատարվող ֆիզիկական բեռների համար։ Հետևաբար, արագության և ուժի որակների էներգիայի մատակարարումը հիմնականում ներառում է ATP-ի վերասինթեզի անաէրոբ ուղիները՝ կրեատին-ֆոսֆատ և գլիկոլիտիկ:

ATP-ի վերասինթեզն առավել արագ է իրականացվում կրեատին ֆոսֆատի ռեակցիայի շնորհիվ: Այն հասնում է առավելագույնին աշխատանքի մեկնարկից հետո 1–2 վայրկյանում: ATP ձևավորման այս մեթոդի առավելագույն հզորությունը գերազանցում է ATP-ի սինթեզի գլիկոլիտիկ և աերոբիկ ուղիների արագությունը համապատասխանաբար 1,5 և 3 անգամ: ATP-ի վերասինթեզի կրեատինֆոսֆատի ուղու շնորհիվ է, որ մկանային բեռները կատարվում են առավելագույն ուժով և արագությամբ: Իր հերթին, կրեատին ֆոսֆատի ռեակցիայի առավելագույն արագության արժեքը կախված է մկանային բջիջներում կրեատին ֆոսֆատի պարունակությունից և կրեատին կինազ ֆերմենտի ակտիվությունից: Հնարավոր է բարձրացնել կրեատին ֆոսֆատի պաշարները և կրեատին կինազայի ակտիվությունը ֆիզիկական վարժությունների միջոցով, ինչը հանգեցնում է մկաններում կրեատին ֆոսֆատի արագ սպառմանը:

Այդ նպատակով օգտագործվում են առավելագույն հզորությամբ կատարվող կարճաժամկետ վարժություններ։ Լավ էֆեկտ է ինտերվալային մարզումների մեթոդի օգտագործումը, որը բաղկացած է մի շարք նման վարժություններից։ Մարզիկին առաջարկվում է առավելագույն ուժի 4-5 վարժությունների շարք՝ 8-10 վրկ տևողությամբ: Յուրաքանչյուր սերիայի վարժությունների միջև հանգիստը 20-30 վրկ է: Սերիաների միջև հանգստի տևողությունը 5-6 րոպե է։

Ենթառավելագույն հզորության գոտում գերարագ և ուժային բեռների կատարումն ապահովվում է էներգիայով հիմնականում ATP-ի գլիկոլիտիկ վերասինթեզի շնորհիվ։ ATP-ի ստացման այս մեթոդի հնարավորությունները պայմանավորված են գլիկոգենի միջմկանային պաշարներով, այս գործընթացում ներգրավված ֆերմենտների ակտիվությամբ և գլիկոգենից գոյացած կաթնաթթվի նկատմամբ օրգանիզմի դիմադրությամբ։ Հետևաբար, գլիկոլիտիկ էներգիայի մատակարարման վրա հիմնված արագության ուժի կարողությունների զարգացման համար օգտագործվում է ուսուցում, որը համապատասխանում է հետևյալ պահանջներին. Նախ, մարզումը պետք է հանգեցնի մկանային գլիկոգենի պարունակության կտրուկ նվազմանը, որին հաջորդում է դրա գերփոխհատուցումը: Երկրորդ, մարզման ընթացքում կաթնաթթուն պետք է կուտակվի մկաններում և արյան մեջ՝ դրան հաջորդող մարմնում դիմադրության զարգացման համար:

Հանգստի ընդմիջումները ինչպես առանձին վարժությունների, այնպես էլ վարժությունների շարքի միջև ակնհայտորեն անբավարար են գլիկոգենի պաշարները վերականգնելու համար, և արդյունքում մարզման ընթացքում մկանային գլիկոգենի պարունակությունը աստիճանաբար նվազում է մինչև շատ ցածր արժեքներ, ինչը նախապայման է արտահայտված գերփոխհատուցման առաջացման համար:



Մկանների կառուցվածքային և ձևաբանական առանձնահատկությունները, որոնք որոշում են ուժի և արագության դրսևորման հնարավորությունները, վերաբերում են ինչպես առանձին մկանային մանրաթելերի, այնպես էլ ամբողջ մկանների կառուցվածքին: Առանձին մկանային մանրաթելի արագության և ուժի որակները կախված են կծկվող տարրերի քանակից՝ միոֆիբրիլներից և կալցիումի իոններ պարունակող սարկոպլազմիկ ցանցի զարգացումից: Սարկոպլազմիկ ցանցը նույնպես ներգրավված է մկանային բջջի ներսում նյարդային ազդակների փոխանցման մեջ: Միոֆիբրիլների պարունակությունը և սարկոպլազմիկ ցանցի զարգացումը նույնը չէ տարբեր տեսակի մկանային մանրաթելերում: Կախված ATP-ի ձևավորման որոշակի մեթոդների գերակշռությունից, քիմիական կազմից և մանրադիտակային կառուցվածքից՝ առանձնանում են մկանային մանրաթելերի երեք հիմնական տեսակ՝ տոնիկ, ֆազիկ և անցումային։ Այս տեսակի մանրաթելերը տարբերվում են նաև իրենց գրգռվածությամբ, ժամանակով, կծկման արագությամբ և ուժով, գործելու տևողությամբ:

Տոնիկ մանրաթելերը պարունակում են համեմատաբար մեծ քանակությամբ միտոքոնդրիաներ, պարունակում են շատ միոգլոբին, բայց քիչ կծկվող տարրեր՝ միոֆիբրիլներ։ Նման մկանային մանրաթելերում ATP-ի վերասինթեզի հիմնական մեխանիզմը աերոբ է: Հետեւաբար, նրանք դանդաղ կծկվում են, զարգացնում են քիչ հզորություն, բայց կարող են երկար ժամանակ կծկվել:

Ֆազիկ մանրաթելերն ունեն բազմաթիվ միոֆիբրիլներ, լավ զարգացած սարկոպլազմիկ ցանց, և շատ նյարդային վերջավորություններ մոտենում են դրանց։ Նրանք ունեն լավ զարգացած կոլագենի մանրաթելեր, ինչը նպաստում է նրանց արագ թուլացմանը։ Նրանց սարկոպլազմայում զգալի են կրեատինֆոսֆատի և գլիկոգենի կոնցենտրացիաները, բարձր է կրեատինկինազի և գլիկոլիզի ֆերմենտների ակտիվությունը։ Սպիտակ մանրաթելերում միտոքոնդրիումների հարաբերական թիվը շատ ավելի քիչ է, դրանցում միոգլոբինի պարունակությունը ցածր է, ուստի դրանք ունեն գունատ գույն։ Սպիտակ մկանային մանրաթելերին էներգիայի ապահովումն իրականացվում է կրեատինֆոսֆատի ռեակցիայի և գլիկոլիզի շնորհիվ: Անաէրոբ ATP-ի վերասինթեզի ուղիների համադրությունը մեծ քանակությամբ միոֆիբրիլների հետ թույլ է տալիս այս տեսակի մանրաթելերին զարգացնել բարձր արագություն և կծկման ուժ: Այնուամենայնիվ, կրեատին ֆոսֆատի և գլիկոգենի պաշարների արագ սպառման պատճառով այս մանրաթելերի աշխատանքային ժամանակը սահմանափակ է:

Անցումային մկանային մանրաթելերն իրենց կառուցվածքով և հատկություններով միջանկյալ դիրք են զբաղեցնում տոնիկի և ֆազիկի միջև:

Նույնիսկ մկանային մանրաթելերի տեսակների միջև եղած տարբերությունների նման հակիրճ թվարկումից հետևում է, որ ուժի և արագության դրսևորման համար ավելի նախընտրելի են սպիտակ մանրաթելերը և կառուցվածքով նրանց մոտ անցումային մանրաթելերը: Հետևաբար, արագության-ուժի ավելի ընդգծված որակները՝ ceteris paribus, այն մկաններն են, որոնցում մկանային մանրաթելերի միջև հարաբերակցությունը փոխվում է դեպի սպիտակները:

Կմախքի մկանների տարբեր տեսակների մանրաթելերի հարաբերակցությունը նույնը չէ: Այսպիսով, նախաբազկի մկանները, ուսի երկգլուխ մկանները, գլխի մկանները և մյուսները պարունակում են հիմնականում ֆիզիկական մանրաթելեր։ Բեռնախցիկի մկանները, որովայնի ուղիղը, ազդրային ուղիղը հիմնականում տոնիկ մանրաթելեր են պարունակում։ Այստեղից հեշտ է հասկանալ, թե ինչու են այս մկանային խմբերը զգալիորեն տարբերվում այնպիսի հատկություններով, ինչպիսիք են գրգռվածությունը, արագությունը, ուժը, դիմացկունությունը:

Յուրաքանչյուր մարդու մոտ տարբեր տեսակի մկանային բջիջների հարաբերակցությունը գենետիկորեն կանխորոշված ​​է: Այնուամենայնիվ, օգտագործելով որոշակի բնույթի ֆիզիկական ակտիվություն, հնարավոր է նպատակային կերպով առաջացնել մկանային մանրաթելերի սպեկտրի փոփոխություն: Հավելվածի միջոցով ուժային վարժություններկա այս սպեկտրի տեղաշարժ դեպի սպիտակ մանրաթելերի գերակշռություն, որոնք ավելի մեծ տրամագիծ ունեն կարմիր և անցումայինների համեմատ, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է մարզված մկանների հիպերտրոֆիայի: Այս դեպքում հիպերտրոֆիայի հիմնական պատճառը մկանային բջիջներում կծկվող տարրերի՝ միոֆիբրիլների պարունակության ավելացումն է։ Հետեւաբար, մկանային հիպերտրոֆիան, որն առաջանում է ուժային բեռներից, պատկանում է myofibrillar տեսակին:

Ֆիզիկական բեռները, որոնք օգտագործվում են միոֆիբրիլային տիպի մկանային հիպերտրոֆիայի զարգացման համար, կենսաքիմիական մակարդակում, պետք է հանգեցնեն միոֆիբրիլների վնասմանը դրանց հետագա գերփոխհատուցմամբ: Այդ նպատակով օգտագործվում են տարբեր քաշային վարժություններ։

Ուժը զարգացնելու համար հաճախ օգտագործվում է առավելագույն ուժի 80–90% լարվածությամբ կրկնվող վարժությունների մեթոդը։ Առավել արդյունավետ կշիռը առավելագույն ուժի 85% է: Այս դեպքում «դեպի ձախողում» կրկնությունների թիվը սովորաբար 7-8 է: Յուրաքանչյուր վարժություն կատարվում է շարքով, որոնց թիվը տատանվում է 5-ից 10-ի սահմաններում, նրանց միջև հանգստի ընդմիջումով մի քանի րոպե: Զորավարժությունների արագությունը որոշվում է մարզման նպատակներով։ Մկանային զանգվածի գերակշռող աճի համար վարժությունները կատարվում են դանդաղ կամ չափավոր տեմպերով: Ուժի և արագության միաժամանակյա զարգացման համար վարժություններն իրականացվում են պայթյունավտանգ սահուն ռեժիմով՝ շարժման սկզբնական փուլը կատարվում է բարձր արագությամբ, և այն ավարտվում է հնարավորինս սահուն։ Հետևաբար, արագության ուժով մարզաձևերում, ուժային մարզումների ժամանակ մարզիկները պետք է հրաժարվեն ուժային վարժությունների դանդաղ կատարումից, քանի որ այս դեպքում կորչում է մկանների արագ կծկվելու ունակությունը:

Արագ-ուժային մարզումներից հետո վերականգնման ժամանակը 2-3 օր է: Այնուամենայնիվ, փոխելով մկանային խմբերը, որոնց ուղղված է բեռը, մարզումները կարող են իրականացվել ավելի կարճ հանգստի ընդմիջումներով:

Արդյունավետ ուժային մարզումների նախապայման է ամբողջական, սպիտակուցներով հարուստ սննդակարգը, քանի որ միոֆիբրիլները բաղկացած են բացառապես սպիտակուցներից: Կա ապացույց, որ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը նպաստում է մկանային հիպերտրոֆիայի զարգացմանը: Ենթադրվում է, որ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ մեծանում է արական սեռական հորմոնների առաջացումը՝ խթանելով օրգանիզմում սպիտակուցների սինթեզը։

Ձեզ կարող է հետաքրքրել