Mielinas

Mielinas yra unikalus formavimas, kurio organizavimas leidžia atlikti elektrinį impulsą nervų pluošte su minimaliomis energijos sąnaudomis. Mielino apvalkalas yra labai organizuota daugiasluoksnė struktūra, susidedanti iš labai ištemptų ir modifikuotų plasminių membranų iš Schwann (PNS) ir oligodendroglial (centrinėje nervų sistemoje) ląstelėse.

Mielino kiekis vandenyje yra apie 40%. Mielino savybė, palyginti su kitomis ląstelėmis, yra vidutiniškai 70% lipidų ir 30% baltymų (pagal sausą masę). Daugelyje biologinių membranų yra didesnis baltymų ir lipidų santykis.

[1], [2], [3], [4], [5]

Lipitor Mielina maitinimo

Visi lipidai rasta žiurkių smegenų, ir yra toje mielino, t. E. Nr lipidų lokalizuota tik nemielinovyh struktūrų (išskyrus specifinį mitochondrijų lipidų difosfatidilglitserola). Taip pat yra ir priešingybė: nėra tokių mielino lipidų, kurie nebūtų randami kitose smegenų ląstelių dalelėse.

Cerebrosidas yra labiausiai tipiškas mielino komponentas. Išskyrus ankstyvąjį kūno vystymosi laikotarpį, smegenų koncentracija smegenyse yra tiesiogiai proporcinga jame esančio mielino kiekiui. Sulfatine forma susidaro tik 1/5 viso galakto-lipidų kiekio mielinoje. Cerebrosidai ir sulfatidai atlieka svarbų vaidmenį siekiant išlaikyti mielino stabilumą.

Mielinas taip pat būdingas aukšto lygio jo pagrindinių lipidų - cholesterolio, bendro galactolipidų ir etanolamino turinčio plasmalogeno. Nustatyta, kad iki 70% smegenų cholesterolio yra mielinas. Kadangi beveik pusė baltosios smegenų medžiagos gali sudaryti iš mielino, akivaizdu, kad smegenys turi didžiausią cholesterolio kiekį, palyginti su kitais organais. Didelę cholesterolio koncentraciją smegenyse, ypač mielinoje, lemia pagrindinė neuronų audinio funkcija - generuoti ir vykdyti nervinius impulsus. Didelis cholesterolio kiekio mielinas ir jo struktūros ypatumas lemia jonų nuotėkio sumažėjimą per neuronų membraną (dėl didelio atsparumo).

Fosfatidilcholinas taip pat yra svarbi mielino dalis, nors sfingomielino kiekis yra santykinai mažas.

Tiek pilvo, tiek balto smegenų baltos medžiagos lipidų sudėtis aiškiai skiriasi nuo mielino lipidų kompozicijos. Visų tirtų žinduolių rūšių smegenų mielino sudėtis yra beveik vienoda; yra tik nedideli skirtumai (pvz., žiurkės mielinas turi mažiau sfingomielino nei mielino ar žmogaus). Yra keletas variantų, priklausomai nuo mielino, pvz., Nuo nugaros smegenų išskirto mielino, lokalizacijos, lipidų ir baltymų santykis yra didesnis nei smegenų mielinas.

Kompozicija taip pat apima mielino polifosfatidilinozity, trifosfoinozitid iš kurių yra 4-6% nuo bendro fosforo mielino difosfoinozitid- ir nuo 1 iki 1,5%. Mažiems mielino komponentams yra mažiausiai trys serebrozido esteriai ir du lipidai, kurių pagrindą sudaro glicerolis; Mielinas taip pat turi keletą ilgalaikių grandinių alkanų. Žinduolių mielinas yra nuo 0,1 iki 0,3% gangliozidų. Mielinas turi daugiau monosialogangliozido M1 lyginant su smegenų membranomis. Daugelio organizmų, įskaitant žmones, mielinas turi unikalų sialozilgalaktozilceramido gangliozidą OM4.

Lipitor Mielina NSP

Periferinės ir centrinės nervų sistemos mielino lipidai yra kokybiškai panašūs, tačiau tarp jų yra ir kiekybinių skirtumų. Mielino PNS sudėtyje yra mažiau cerebrosidų ir sulfatidų bei žymiai daugiau sfingomielino nei mielino CNS. Įdomu pažymėti kai kurių organizmų mielino PTS charakteristiką gangliozido OMP. Centrinės ir periferinės nervų sistemos mielino lipidų sudėties skirtumai nėra tokie reikšmingi, kaip jų baltymų sudėties skirtumai.

Centrinės nervų sistemos mielino baltymai

Vidurinės nervų sistemos mielino baltymų kompozicija yra paprastesnė, nei kitų smegenų membranų, ir ją daugiausia sudaro proteolipidai ir baziniai baltymai, kurie sudaro 60-80% viso kiekio. Glikoproteinai yra daug mažesni. Mielino centrinė nervų sistema yra unikalių baltymų.

Žmonėms CNS mielino kiekybinės būdingą vyrauja dviejų baltymų: atliekant teigiamą krūvį katijoninis mielino baltymas (mielino pagrindinio baltymo, MBP) ir mielino proteolipido (mielino proteolipido baltymų, PLP). Šie baltymai yra pagrindinės visų žinduolių centrinės nervų sistemos mielino sudedamosios dalys.

Mielino proteolipidas PLP (proteolipidinis baltymas), dar vadinamas Folca baltymu, turi galimybę tirpinti organiniuose tirpikliuose. PLP molekulinė masė yra maždaug 30 kD (Da-Dalton). Jo aminorūgščių seka yra labai konservatyvi, molekulė sudaro keletą sričių. PLP molekulėje yra trys riebalų rūgštys, paprastai palmitato, oleino ir stearino, sujungtos su aminorūgščių radikalais pagal eterio ryšį.

Mielino CNS sudėtyje yra šiek tiek mažiau kitų proteolipidų - DM-20, pavadintų pagal jo molekulinę masę (20 kDa). Tiek DNR analizė, tiek pirminio struktūros išaiškinimas parodė, kad DM-20 susidaro iš 35 PLC baltymo aminorūgščių liekanų. Vystymosi metu DM-20 pasirodo anksčiau nei PLP (kai kuriais atvejais net iki mielino atsiradimo); rodo, kad be struktūrinio vaidmens formuojant mieliną, jis gali dalyvauti diferencijuojant oligodendrocitus.

Priešingai, ko reikia, kad susidarytų PLP kompaktišką multilamellar mielino, mielino formavimosi procesą pelių, "knock-out" Iki PLP / DM-20, įvyksta tik su neesminiai nukrypimai. Tačiau tokiose pelėse mažėja gyvenimo trukmė ir sumažėja bendras judumas. Priešingai, natūraliai pasitaikančios PLP mutacijos, įskaitant padidėjusią jų išraišką (normalus PLP perrepresavimas), turi rimtų funkcinių padarinių. Reikėtų pažymėti, kad didelis kiekis baltymų PLP ir DM-20 yra nebrangus atsižvelgiant į CNS, RNR už PLP yra PNS, ir ten yra mažas baltymų kiekis sintetinamas, bet nėra įtrauktos į mielino.

Katijoninis mielino baltymas (MBP) pritraukė mokslo dėmesio dėl savo antigeninio pobūdžio - kai skiriamas gyvūnui, jis sukelia autoimuninė reakcija, taip vadinamą eksperimentinio alerginė encefalomielitas, kuris yra sunkus neurodegeneracinės ligos modelis - išsėtinės sklerozės.

MBP aminorūgščių seka daugelyje organizmų yra labai konservuota. MBP yra ant mielino membranų citoplazminės pusės. Jo molekulinė masė yra 18,5 kD ir neturi tercios struktūros požymių. Šis pagrindinis baltymas atskleidžia mikroheterogeniškumą elektroforezės metu šarminėse sąlygose. Daugumoje tirtų žinduolių buvo įvairių MBP izoformų, turinčių didelę bendrą amino rūgščių sekos dalį. Molekulinė masė pelėms ir žiurkėms skirtuose ICBM yra 14 kDa. Mažos molekulinės masės MBR turi tokias pačias aminorūgščių sekas M- ir C-galinėse molekulės dalyse, kaip ir likusioje ICBM, tačiau ji būdinga maždaug 40 aminorūgščių likučių. Šių pagrindinių baltymų santykis vystymosi metu skiriasi: brandžios žiurkėms ir pelėms yra daugiau ICBM, kurių molekulinė masė yra 14 kDa, nei MBD, kurių molekulinė masė yra 18 kDa. Dvi kitos ICBV izoformos, taip pat daugelyje organizmų, turi atitinkamai 21,5 ir 17 kDa molekulinę masę. Jie yra sujungiami su pagrindine polipeptidų sekos struktūra, kuri yra apie 3 kDa.

Elektroforezinis mielino baltymų atskyrimas atskleidžia baltymus, kurių molekulinė masė didesnė. Jų skaičius priklauso nuo organizmo tipo. Pavyzdžiui, pele ir žiurkėms gali būti tokių baltymų, kurių kiekis sudaro ne daugiau kaip 30%. Šių baltymų kiekis taip pat skiriasi priklausomai nuo gyvūno amžiaus: kuo jaunesnis, tuo mažiau mano smegenų mielinas, tuo daugiau baltymų jame yra didesnė molekulinė masė.

Fermentas 2 '3'-cikliškas nukleotidas Z'-fosfodiesterazė (CNP) sudaro kelis procentus viso mielino baltymų kiekio CNS ląstelėse. Tai yra daug daugiau nei kitų tipų ląstelėse. CNP baltymas nėra pagrindinis kompaktinės mielino komponentas, jis koncentruojamas tik tam tikrose mielino apvalkalo srityse, susijusiose su oligodendrocyto citoplazmu. Baltymas lokalizuotas citoplazmoje, tačiau dalis jo yra susijusi su membraniniu citoskeletu - F-actinu ir tubulinu. CNP biologinė funkcija gali reguliuoti citoskeleto struktūrą, siekiant paspartinti augimo procesus ir diferencijavimą oligodendrocytuose.

Mielinassotsiirovanny glikoproteinas (MAG) - kiekybiškai nedidelę išgryninto mielino turi molekulinę masę 100 kD, kuris pateikiamas CNS į nedidelį kiekį (mažiau nei 1% nuo bendro baltymo). MAG turi vieną transmembraną, kuri atskiria labai glikozilintą ekstraląstelinę dalį molekulės, sudarytos iš penkių imunoglobulinui panašių sričių iš ląstelinio domeno. Jo bendra struktūra yra panaši į neuronų ląstelių sukibimo baltymą (NCAM).

MAG yra pateikti į kompaktiškas, multilamellar mielino, tačiau ji yra membranose periaksonalnyh oligodendrocytes sudarančių mielino sluoksnius. Prisiminkite, kad periaksonalnaya oligodendrocito membraną - įsikūrusi arčiausiai membranos aksono plazmos, tačiau šie du membranos ne saugiklis, bet atskiriami tarpląstelinio tarpo. Toks funkcija lokalizacijos MAG, ir kad šis baltymas yra susijęs su imunoglobulino superfamily, patvirtina jo dalyvavimą sukibimo ir perdavimo (signalizacijos) procesų ir tarp axolemma mielinobrazuyuschimi oligodendrocytes mielinizaciją metu. Be to, MAG yra viena iš CNS baltosios medžiagos komponentų, kuri slopina neuritų augimą audinių kultūroje.

Glikoproteinų iš kitų baltojoje medžiagoje ir reikėtų pažymėti nepilnametis mielino glikoproteino mielinoligodendrotsitarny (Mielino-oligodendrocytic glikoproteinas, MOG). MOG yra transmembraninis baltymas, turintis vieną imunoglobuliną panašų domeną. Skirtingai nuo MAG, esančio vidiniame mielino sluoksnyje, MOG lokalizuotas jo paviršiaus sluoksniuose, todėl jis gali dalyvauti perkeliant ekstraląstelinę informaciją į oligodendrocitą.

Mažą kiekį būdingų membraninių baltymų galima identifikuoti poliakrilamido gelio elektroforeze (PAGE) (pvz., Tubulinu). Didelės raiškos elektroforezė rodo, kad yra kitų mažų baltymų juostų; jie gali būti susiję su daugybe mielino apvalkalo fermentų.

Mielino PNS proteinai

Mielino PNS sudėtyje yra keletas unikalių baltymų, taip pat kai kurių baltymų, kurie būdingi mielino CNS baltymams.

P0 - pagrindinis baltymų mielinas PNS, kurio molekulinė masė yra 30 kDa, yra daugiau nei pusė baltymų mielino PNS. Įdomu tai, kad nors ir skiriasi nuo tos amino rūgščių sekos,, potransliacinės modifikavimo būdus ir struktūrą PLP, tačiau abi šių baltymų yra vienodai svarbios formuojant PNS ir CNS mielino struktūrą.

MBP kiekis PNS mielinyje yra 5-18% viso baltymo kiekio, priešingai nei CNS, kur jo frakcija siekia vieną trečdalį viso baltymo. PNS taip pat yra tos pačios keturios MBP baltymo formos, kurių molekulinės masės yra atitinkamai 21, 18,5, 17 ir 14 kDa, esančios centrinės nervų sistemos mielinoje. Suaugusių graužikų MBP, kurio molekulinė masė yra 14 kDa (pagal periferinių mielino baltymų klasifikaciją ji buvo pavadinta "Pr"), yra svarbiausia visų katijoninių baltymų dalis. PNS mielinoje taip pat yra MBP, kurio molekulinė masė yra 18 kDa (šiuo atveju ji vadinama "protein P1"). Reikėtų pažymėti, kad MBP baltymų šeimos svarba nėra tokia didelė, kad galėtume turėti PNS mielino struktūrą, kaip ir CNS.

Glikoproteinı Mielina NSP

Kompaktiškas apima PNS mielino glikoproteinas, kurio molekulinė masė yra 22 kDa, vadinamas periferinė mielino baltymas-22 (PMP-22), kuris sudaro mažiau nei 5% bendro baltymų kiekio. PMP-22 turi keturis transmembraninius domenus ir vieną glikozilintą domeną. Šis baltymas neturi reikšmingo struktūrinio vaidmens. Tačiau pmr-22 geno anomalijos lemia tam tikras paveldimas žmogaus neuropatologijas.

Prieš keletą dešimtmečių manoma, kad mielinas sukuria inertinę membraną, kuri neveikia jokių biocheminių funkcijų. Tačiau vėliau mielinas nustatė daug fermentų, kurie dalyvauja mielino komponentų sintezėje ir metabolizme. Keletas fermentų, esančių mielino, dalyvaujančių phosphoinositide metabolizmas fosfatidilinozitolkinaza, difosfatidilinozitolkinaza atitinkamas fosfatazės ir diglitseridkinazy. Šie fermentai yra įdomūs dėl didelio polifosfinozitinių koncentracijų mielinoje ir jų greito metabolizmo. Yra įrodymų, kad mielinas yra muskarininių cholinerginių receptorių, G-baltymų, fosfolipazių C ir E, baltymo kinazės C.

Mielino PNR atskleidė Na / K-ATPazę, kurioje yra monovalentinių katijonų, taip pat 6'-nukleotidazės, transportavimas. Šių fermentų buvimas rodo, kad mielinas gali aktyviai dalyvauti aksonų transporte.