Biochemie nervové soustavy. Pavla Balínová

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Biochemie nervové soustavy. Pavla Balínová"

Radim Dvořák
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Biochemie nervové soustavy Pavla Balínová

2 Osnova semináře: Struktura a chemické složení nervové tkáně Energetický metabolismus nervové tkáně Mozkomíšní mok (likvor) Synaptický přenos nervového vzruchu Neurotransmitery acetylcholin Neurotransmitery - biogenní aminy (katecholaminy, GABA, histamin, serotonin) Neurotransmitery aminokyseliny (Gly, Glu, Asp) Neurotransmitery peptidy (endogenní opioidy, substance P, angiotensin II,...)

3 Struktura nervové tkáně Nervová tkáň je složena z následujících typů buněk: neurony neuroglie (astrocyty, oligodendrocyty, ependym) Obrázek byl převzat z

4 Chemické složení nervové tkáně Lipidy vysoký obsah lipidů (až 50%) komplexní lipidy (glycerofosfolipidy, sfingofosfolipidy, cerebrosidy, gangliosidy) neesterifikovaný cholesterol Proteiny- tvoří asi 40% sušiny Na + /K + ATPáza receptorové proteiny v synapsích Sacharidy 0,1% glykogenu v mozku

5 Energetický metabolismus nervové tkáně Mozek spotřebuje 25% celkové Glc a 20 % celkového množství kyslíku mozek je schopen utilizovat ketolátky během déletrvajícího hladovění nízká zásoba glykogenu Metabolismus astrocytu glykolýza: Glc laktát + 2 ATP glutamát glutaminový cyklus: Glu Gln Metabolismus neuronu laktát pyruvát acetyl-coa CKC ATP syntéza neurotransmiterů

6 Mozkomíšní mok (likvor) je bezbarvá tekutina produkovaná buňkami v plexus chorioideus a to ultrafiltrací krevní plazmy likvor se vyskytuje v subarachnoidálním prostoru a ventrikulárním systému okolo a uvnitř mozku a prodloužené míchy Funkce likvor zajišťuje mechanickou a imunologickou ochranu mozku uvnitř lebky a vykazuje též homeostatickou funkci (udržování hladin iontů, ph, osmolarity, odstranění produktů metabolismu)

7 Mozkomíšní mok (likvor) Složení likvoru množství ml složení likvoru se obmění asi 3,7x denně ( ml) Referenční meze vybraných parametrů v likvoru: ph 7,28 7,32 osmolarita mosmol/l Na mm K + 2,6 3,0 mm Cl mm (vyšší než v plasmě) Ca 2+ 1,0 1,4 mm (odpovídá asi 50 %) Glc 2,2 3,9 mm (odpovídá asi 60 %) proteiny 0,15 0,4 g/l

8 Mozkomíšní mok (likvor) Odběr likvoru obvykle prováděn lumbální punkcí Analýza likvoru: proteiny Glc buňky (ery, leu, baktérie) diagnóza subarachnoidálního krvácení a infekce CNS (meningitida)

Synaptický přenos nervového vzruchu Když změna akčního potenciálu dosáhne presynaptickou membránu otevření napětově řízených Ca 2+ kanálů exocytóza váčků

9 Synaptický přenos nervového vzruchu Když změna akčního potenciálu dosáhne presynaptickou membránu otevření napětově řízených Ca 2+ kanálů exocytóza váčků naplněných neurotransmiterem synaptická štěrbina neurotransmiter se váže na receptor na postsynaptické membráně Obrázek byl převzat z

10 Neurotransmitery - biogenní aminy primární aminy (monoaminy) jsou získávány dekarboxylací určitých aminokyselin mají rozmanité funkce v organizmu Příklady: Dekarboxylace tyrozinu produkuje katecholaminy Dekarboxylace glutamátu GABA (γ-aminobutyrát) Dekarboxylace histidinu histamin Dekarboxylace tryptofanu serotonin

11 Neurotransmitery Acetylcholin (Ach) je syntetizován v cytosolu axonálních zakončení substráty: acetyl-coa + cholin enzym: acetylcholintransferáza Ach je umístěn ve váčcích 2 typy acetylcholinových receptorů na postsynaptické membráně: nikotinový receptor (ionotropní) muskarinový receptor (metabotropní) degradace: v synaptické štěrbině enzymem acetylcholinesterázou (AChE): Ach cholin + acetát

12 Neurotransmitery Katecholaminy (dopamin, adrenalin, noradrenalin) Katecholaminy jsou syntetizovány hlavně v chromafinních buňkách dřeně nadledvin a postgangliových vláknech sympatiku Dopamin je produkován buňkami v mozkovém kmeni: v substantia nigra a ventrální tegmentální oblasti Receptory pro katecholaminy: noradrenalin: alfa 1, 2; beta 1, 2, 3 receptory dopamin: D1, D2, D3, D4, D5 receptory

13 Syntéza katecholaminů C C H 1. COO- C C H 2. HO COO- HO C C H COO- H H2 H2 2 NH 3 + NH3 + NH3 + HO Phenylalanin Tyrosin 3,4 DihydrOxyPhenylAlanin (DOP 3. HO HO H H 2 C C OH NH CH 3 5. HO HO H H 2 C C OH NH HO HO C H 2 H 2 C + NH 3 + CO 2 Adrenalin Noradrenalin Dopamin

14 Degradace katecholaminů zpětné vychytávání (reuptake) do presynaptického neuronu aktivním transportem volný noradrenalin je inaktivován enzymem monoaminoxidázou (MAO) v mitochondriích extraneurální zpětné vychytávání (srdce, žlázy, hladké svalstvo) katecholaminy jsou degradovány enzymem katechol-omethyltransferázou (COMT) a MAO kyselina vanilmandlová moč dopamin kyselina homovanilová moč

15 Neurotransmitery - GABA (gama-aminobutyrová kyselina) nejdůležitější inhibiční neurotransmiter v mozku syntéza: GABA shunt (= odbočka Krebsova cyklu) v CNS, prodloužené míše, mozkové kůře a mozečku

16 Neurotransmitery - Histamin je produkován dekarboxylací His v bazofilech a žírných buňkách účinkuje v imunitní odpovědi organismu a jako neurotransmiter zvyšuje permeabilitu kapilár Obrázek byl převzat z

17 Neurotransmitery - Serotonin = 5-hydroxytryptamin silný vasokonstrikční účinek v hladkém svalstvu je syntetizován z Trp ovlivňuje náladu, bolest a chuť k jídlu nízké hladiny serotoninu jsou spojovány s některými druhy depresí

18 Neurotransmitery aminokyseliny Glycin (Gly) Glycin (Gly) je syntetizován ze serinu inhibiční neurotransmiter v mozkovém kmeni a prodloužené míše (Gly otevírá Cl - kanály) je degradován na oxalát Obrázek byl převzat z

19 Neurotransmitery aminokyseliny Glutamát Glutamát (Glu) je hlavním excitačním neurotransmiterem v CNS 3 typy ionotropních glutamátových receptorů v postsynaptických neuronech: kainátový receptor 2-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxalonpropionové kyseliny (AMPA) receptor N-methyl-D-aspartátový (NMDA) receptor glutamát-glutaminový cyklus je důležitým metabolickým procesem v CNS

20 Obrázek byl převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm/Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005

21 Neurotransmitery peptidy Endogenní opioidy endorfiny, enkefaliny, dynorfiny jsou endogenní opioidní peptidy váží se na opioidní receptory v nervovém systému a dalších tkáních silný analgetický účinek a tlumení kašlacího reflexu opioidní receptory plní mnoho důležitých rolí v mozku a periférii modulace bolesti, plní rozmanité funkce v kardiovaskulárním systému a trávicím traktu

22 Syntéza endogenních opioidů Endogenní opioidy jsou peptidy syntetizované z proopiomelanokortinu (POMC) v nervové tkáni. POMC byl izolován z hypothalamu, hypofýzy, nadledvin a placenty sekrece opioidů je fluktující a individuální (zvyšuje se během pracovního výkonu a fyzického cvičení) Obrázek byl převzat z

23 Výskyt endogenních opioidů v CNS Endorfiny jsou produkovány hypofýzou a hypotalamem během fyzické aktivity, milostného aktu a orgasmu, tlumí bolest - vykazují nejvyšší afinitu k μ1-opioidním receptorům μ-opioidní receptory jsou receptory, přes něž působí morfin Enkefaliny jsou pentapeptidy účastnící se vnímání tupé bolesti (nocicepce) - vyskytují se bazálních gangliích a limbickém systému Dynorfiny byly nalezeny v substantia nigra a v zadním laloku hypofýzy

Podobné dokumenty

9. Léčiva CNS - úvod (1)

9. Léčiva CNS - úvod (1) se se souhlasem souhlasem autora autora ál školy koly -techlogic techlogické Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Nervová soustava: Centrální nervový