21 июня 2011

Процессы ферментативного катализа

Известно, что все процессы ферментативного катализа в любой клетке находятся под постоянным контролем электростатического потенциала, генерируемого клеточной системой. Следовательно, его изменения, например, под влиянием синаптических воздействий будут изменять обмен веществ в клетке, влияя на внешние факторы (ионная сила, рН среды, температура), либо внутренние компоненты (специфические ферменты, мембранные белки) клеточной системы.

Частный случай представляет рассмотрение водорастворимого комплекса РНК и рибонуклеазы. Вместе с окружающей средой его можно рассматривать как две системы, находящиеся в равновесии. Сдвиг этого равновесия вследствие изменения ионного гомеостаза клетки и электростатического потенциала вызывает изменение белкового синтеза [Doizou P. et al., 1977].

Действительно, именно уровень мембранного потенциала определяет реализацию процесса редупликации ДНК. Общеизвестна роль ионов К+ в регуляции синтеза РНК и белка в нейронах [Izquierdo I. A., 1975]. Таким образом, очевидна самостоятельная роль ионного гомеостаза нейрона в непосредственном обеспечении необходимых процессов синтеза в различных условиях внешней среды.

Совсем недавно получены прямые доказательства роли белковых компонентов синаптических мембран в процессах памяти и обучения. Получение антисинаптосомальной сыворотки позволило выявить морфологические изменения, возникающие в синапсах при введении в организм иммунной антисыворотки. Эти изменения в большинстве случаев характеризовались обратимыми нарушениями структурной целостности синаптических мембран и вещества аксоплазмы при относительной сохранности вещества миелина и митохондрий.

В опытах in vitro показано высокое сродство антисинаптосомальной сыворотки кроликов к постсинаптическим мембранам коры головного мозга крыс [Kobiler D. et al., 1976]. Оказалось, что ее внутримозговое введение значительно нарушало долговременную память у различных животных [McPherson С. F. С. et al., 1971]. При длительном внутримозговом введении изоантител крыс, содержащих фракцию микросом из различных образований головного мозга, нарушается обучение зрительным дифференцировкам.

Проверка выработанного навыка через 2 нед обнаружила значительный дефицит сохранения навыка в памяти животных. Нарушение образной памяти и изменения биоэлектрической активности различных структур головного мозга было отмечено и в исследованиях S. E. Karpiak с соавт. (1974) после однократного введения сыворотки, содержащей антитела против белков синаптических мембран из хвостатого ядра.


«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев

Читайте далее:



Нейромедиаторы или гормоны активируют или тормозят чувствительную к нему аденилатциклазу, регуляторная субъединпца которой располагается на постсинаптической мембране нейрона, что приводит к изменению уровня циклических мононуклеотидов. Вновь синтезированный мононуклеотид активирует зависимые от цАМФ или ГМФ протеинкиназы, которые присутствуют также в постсинаптической мембране. Данные ферменты катализируют фосфорилирование субстратного белка, в частности регуляторных белков адренергических и холинергических рецепторов,…

Значительная роль отводится АМФ и процессам фосфорилирования в возникновении таких феноменов, как гетеросинаптическое облегчение и транссинаптическая индукция синтеза ферментов, участвующих в синтезе белков и обмене медиаторов в нейронах [Perumal A. S. et al., 1975]. Причем процессы фосфорилирования мембранных и рецепторных белков опосредованы активацией системы накопления внутриклеточного АМФ и сопровождаются облегчением синаптической передачи [Aleman V. et…

Частный случай стимулирующего влияния серотонина и норадреналина на активацию аденилатциклазы в ЦНС и ее связь с функциями синапса подробно рассмотрен в исследованиях J. Prince с соавт. (1973) и R. Rodnight (1975). В целом, возможные варианты активации аденилатциклазы представлены на рисунке. Рис. 8. Возможные пути активации аденилатциклазы и влияние цАМФ на регуляцию метаболических процессов в нейроне….

Первоначально сложилось представление, что изменения синтеза циклических нуклеотидов (или других вторичных посредников, в частности таких, как простагландины) в нейронах лежат в основе кратковременных пластических изменений их функций. В пользу этого свидетельствовали факты, говорящие о том, что ингибиторы синтеза белка не влияли на спонтанную или вызванную активность идентифицированных нейронов апплизии, их поеттетаническое облегчение и синаптическую эффективность…

Чрезвычайный интерес представляют эксперименты D. Kobiler et al. (1976) с однократным введением крысам гетероиммунных антител к белкам синаптических мембран. В этих условиях, независимо от характера задачи (условное избегание электроболевого раздражения при попытке попить, пассивное избегание сходного раздражителя в камере Скиннера с платформой, обучение зрительным дифференцировкам), нарушалось лишь хранение навыков без изменения способности животных к их…