Химический состав нервной ткани

Нервная система включает головной и спинной мозг и периферические нервы. Химический состав нервной ткани очень сложный. Она состоит из разнообразных веществ, входящих в состав других тканей организма и некоторых веществ, встречающихся почти исключительно в нервной ткани. Различные отделы нервной системы, выполняющие разные функции, как, например, серое и белое вещество полушарий головного мозга, мозжечок, продолговатый мозг, спинной мозг, периферические нервы, имеют неодинаковый состав. Это позволяет сделать заключение, что различие в функции нервной системы связано с определенным различием химического состава ее отделов.

Химический состав мозга меняется с возрастом. В мозговой ткани новорожденного цереброзиды почти полностью отсутствуют. Увеличение их количества идет параллельно с формированием миелиновых оболочек. С возрастом сухое вещество увеличивается, а количество фосфорных соединений уменьшается.

Неодинаково также содержание фосфорных соединений в мозгу животных разного пола. Так, у самок количество фосфолипидов и общего фосфора больше, чем у самцов.

Различные отделы нервной системы отличаются прежде всего по содержанию в них воды. Наиболее богата водой кора больших полушар ий мозга, выполняющая важную и сложную функцию, менее — белое вещество мозга, затем спинной мозг и, наконец, нервные волокна.

То же самое наблюдается в содержании белка в разных отделах нервной системы, а количество липидов меняется в обратном порядке. Ниже приводятся общие показатели химического состава различных отделов нервной системы:

Отделы нервной системы Вода Белки Липиды

Серое вещество мозга 82,7 51,0 25,0

Белое вещество мозга 74,0 33,0 40,0

Спинной мозг 72,8 31,0. 43,0

Периферические нервы 60,0 28,5 50,0

Белки нервной ткани очень разнообразны. Среди них обнаружены белки, близкие по своим свойствам к альбуминам и глобулинам, белки типа кератинов и эластина, нуклеопротеиды и липопротеиды. В сером веществе мозга содержатся белки нейроглобулины и нейростромин, в составе которых до 0,5 % фосфора. Нейроглобулин является дезоксирибонуклеопротеидом, а нейростро­мин— рибонуклеопротеидом. Около 20—45 % всех органических веществ ядер серого и белого вещества приходится на долю нуклеиновых кислот. При этом 20—30 % нуклеиновых кислот ядер нервных клеток мозга составляет РНК, количество кото­рой в других клетках организма значительно меньше.

В белках мозга находится также нейрокератин, который по растворимости и устойчивости к действию протеолитических ферментов похож на кератин других тканей. Он отличается от кератинов кожи и шерсти по своему химическому строению (нейрокератин является липопротеидом, растворим в хлорофор­ме) и аминокислотному составу (например, аргинина в нем со­держится в 2 раза меньше, чем в кератине). Нейрокератин сосредоточен главным образом в белом веществе мозга и нерв­ных волокнах (аксонах). Нейрокератик вместе с фосфолипидами образует оболочку нервного волокна,

Среди белков мозга обнаружены также коллаген и эластин.

Белки нервной ткани нередко образуют с липидами слож­ные комплексы — липопротеиды и протеолипиды.

Большое место среди белков нервной системы составляют белки-ферменты всех видов обмена веществ. В мозгу и периферических нервах обнаруже­ны ферменты, катализирующие превращения белков, углеводов и липидов. В частности, в нервной ткани найдены: амилаза, мальтаза, фосфорилаза, кислая и щелочная фосфатазы, фосфотидазы, РНК-аза и ДНК-аза, протеазы, холинэстеразы, кар-бангидраза, каталаза, цитохромная система, дегидрогеназы, ферменты гликолиза и окислительного декарбоксилирования кетокислот, оксидазы и декарбоксилазы аминокислот, транс­портные АТФ-азы и др. Следовательно, нервная система боль­шим набором ферментов обеспечивает все стороны ее обменных процессов.

Углеводы. В нервной ткани содержатся гликоген (100— 150 мг%), глюкоза 150 мг % и пентозы. В мозгу содержатся гетерополисахариды, главным образом ганглиозиды - гликолипиды, которые состоят из остатков глюко­зы, галактозы, сфингозина, высших жирных кислот и нейраминовой кислоты. В результате исследования биохимических механизмов синаптической передачи нервного импульса установ­лена значительная роль ганглиозидов и фермента нейраминидазы (расщепляет нейраминовую кислоту) в синаптических мембранах. Предполагают, что нейраминидаза является мем­бранным ферментом, а ганглиозиды, которые содержат нейра­миновую кислоту, служат одним из компонентов активного транспорта ионов.

Липиды. В нервной ткани обнаружены фосфолипиды, холестерол и холестериды, цереброзиды и небольшое количество глицеридов.

Количественную характеристику и состав различных липи­дов можно видеть на примере мозга крупного рогатого скота:

Жирные кислоты липидов мозга обладают более высокой степенью ненасыщенности, чем в липидах других тканей. Среди непредельных жирных кислот нервной ткани встречаются та­кие, которые имеют 4 (арахидоновая кислота) и даже 5 (клупанодоновая кислота) двойных связей. Большинство жирных кислот входит в состав фосфолипидов, далее по количеству жир­ных кислот идут цереброзиды, сфингомиелины и, наконец, нейт­ральные жиры. Состав липидных веществ мозга отличается от их состава в других органах и тканях и прежде всего тем, что в нервной ткани содержится много фосфолипидов и холестерола.

Нервная ткань наиболее богата кефалином, сфингомиелином (плазмалогены), на долю которых приходится 1/3 всех фосфо­липидов в белом веществе мозга и около 1/5 в сером веществе.

Большинство холестерола в нервной системе находится в свободном состоянии, а не в виде холестеридов. Часть холесте­рола мозга связана с белками. Содержание холестерола в нерв­ной системе увеличивается с возрастом.

Для серого вещества полушарий мозга характерна высокая концентрация ганглиозидов.

Минеральные вещества нервной ткани распределены в раз­ных отделах нервной системы примерно равномерно. В голов­ном и спинном мозге найдены К, Na, Ca, Mg, Cu, Fe, Al, Zn, Mn, Co, P, Cl, I, S. Некоторые ионы, особенно ионы калия, играют большую роль в нервной деятельности, в частности в проведении импульсов по нервному волокну. Большинство гонов находится в связанном состоянии с белками и липидами.

Экстрактивные вещества. В нервной ткани обнаружены азо­тистые и безазотистые низкомолекулярные вещества, встречаю­щиеся в других органах и тканях (печень, мышцы). Из азоти­стых экстрактивных веществ обнаружены: креатин, фосфокреатин, АТФ и АДФ, свободные аминокислоты, холин, ацетилхолин, серотонин, γ-аминомасляная кислота, мочевая кислота, глютамин и аспарагин, гистамин и др. К безазотистым экстрак­тивным веществам относят глюкозу, инозит, лактат, пируват, триозо- и гексозофосфаты.