Mijelin

Myelin je jedinstvena formacija, čija organizacija omogućuje vođenje električnog impulsa duž živčanih vlakana s minimalnim troškovima energije. Mijelinski omotač je visoko organizirana višeslojna struktura koja se sastoji od visoko rastegnutih i modificiranih plazmatskih membrana Schwannovih (u PNS) i oligodendroglialnim (u središnjem živčanom sustavu) stanicama.

Sadržaj vode u mijelinu iznosi oko 40%. Značajka mijelina u usporedbi s drugim stanicama je u tome što sadrži prosječno 70% lipida i 30% proteina (na bazi suhe težine). Većina bioloških membrana ima veći omjer proteina prema lipidima.

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

Atorvastatin mielina mrežni

Svi lipidi nalaze u mozgu štakora, a prisutni su u mijelina, t. E. Ne lipida lokaliziran isključivo u nemielinovyh strukture (osim specifičnog mitohondrijske lipida difosfatidilglitserola). Razgovor je također istinit: nema takvih mijelinskih lipida koji se ne bi našli u drugim subcelularnim frakcijama mozga.

Cerebrozid je najčešća komponenta mijelina. Uz iznimku najranijeg razdoblja razvoja tijela, koncentracija cerebrosida u mozgu izravno je proporcionalna količini mijelina u njemu. Samo 1/5 od ukupnog sadržaja galaktofolipida u mijelima javlja se u sulfatnom obliku. Cerebrosidi i sulfatidi igraju važnu ulogu u stabilnosti mijelina.

Myelin je također karakteriziran visokom razinom glavnih lipida - kolesterola, uobičajenih galaktolipida i plazmalogena koji sadrži etanolamin. Utvrđeno je da do 70% moždanog kolesterola nalazi u mijelinu. Budući da se gotovo polovica bijele tvari mozga može sastojati od mijelina, očito je da mozak sadrži najveću količinu kolesterola u usporedbi s drugim organima. Visoka koncentracija kolesterola u mozgu, posebice u mijelinu, određena je glavnom funkcijom neuronskog tkiva - generiranja i provođenja živčanih impulsa. Visoki sadržaj kolesterola u mijelinu i osobitost njegove strukture dovode do smanjenja istjecanja iona kroz neuronsku membranu (zbog visokog otpora).

Fosfatidilkolin je također bitan dio mijelina, iako se sfingomijelin nalazi u relativno maloj količini.

Sastav lipida i sive tvari i bijele tvari mozga jasno se razlikuje od mijelina. Sastav mijelina mozga svih ispitivanih vrsta sisavaca je gotovo isti; postoje samo male razlike (na primjer, mišji štakora ima manje sfingomijelina nego mijelin bika ili čovjeka). Postoje neke varijacije, ovisno o lokaciji mijelina, na primjer, mijelina izoliranog iz kralježnice, ima veću vrijednost omjera lipida i proteina od mijelina iz mozga.

Myelin također sadrži polifosfatidilinozitole, od kojih trifosfoinozitid iznosi 4 do 6% ukupnog mijelinskog fosfora, a difosfoinozitid je od 1 do 1.5%. Male komponente mijelina uključuju najmanje tri estera cerebroside i dva lipida na temelju glicerola; Mijelin također sadrži neke dugolančane alkane. Mijelin sisavaca sadrži od 0,1 do 0,3% gangliozida. Myelin sadrži više monosialogangliosida u M1 u usporedbi s onim što se nalazi u membranama mozga. Mijelin mnogih organizama, uključujući ljude, sadrži jedinstveni gangliozid sialozilgalaktosilceramida OM4.

Atorvastatin mielina NSP

Mijelinski lipidi perifernog i središnjeg živčanog sustava kvalitativno su slični, ali između njih postoje kvantitativne razlike. Myelin PNS sadrži manje cerebrosida i sulfatida i značajno više sfingomijelina od mijelinog CNS. Zanimljivo je zapažati prisutnost gangliozida OMP koja je karakteristična za mijelin PTS nekih organizama. Razlike u sastavu mijelinskih lipida središnjeg i perifernog živčanog sustava nisu tako značajne kao i njihove razlike u sastavu proteina.

Mijelinski proteini središnjeg živčanog sustava

Bjelančevina mijelina središnjeg živčanog sustava je jednostavnija od drugih membrana mozga, a uglavnom je zastupljena proteolipidima i bazičnim proteinima, koji čine 60-80% ukupnog proteina. Glikoproteini su prisutni u mnogo manjim količinama. Mijelinski središnji živčani sustav sadrži jedinstvene proteine.

Za mijelin, ljudski CNS je karakteriziran kvantitativnom prevalencijom dvaju proteina: pozitivno nabijenom kationskom mijelinskom proteinom (MBP) i proteinom mijelinskog proteolipida (PLP). Ovi proteini su glavni sastojci mijelina središnjeg živčanog sustava svih sisavaca.

Mijelinski proteolipidni PLP (proteolipidni protein), također poznat kao Folca protein, ima sposobnost otapanja u organskim otapalima. Molekulska masa PLP je približno 30 kD (Da-Dalton). Njegova aminokiselinska sekvenca je izuzetno konzervativna, molekula čini nekoliko domena. Molekula PLP uključuje tri masne kiseline, obično palmitinske, oleinske i stearinske, vezane na aminokiselinske radikale eterskom vezom.

Mijelinski CNS sadrži nešto manju količinu drugog proteolipida - DM-20, nazvanog po molekularnoj težini (20 kDa). Obje DNA analize i pojašnjenja primarne strukture pokazuju da se DM-20 formira cijepanjem 35 aminokiselinskih ostataka iz PLP proteina. Tijekom razvoja, DM-20 pojavljuje se prije PLP (u nekim slučajevima čak i prije pojave mijelina); sugeriraju da uz strukturalnu ulogu u stvaranju mijelina, ona može sudjelovati u diferencijaciji oligodendrocita.

Suprotno pojmu da je PLP neophodan za stvaranje kompaktnog multilamelarnog mijelina, proces mi- ninskog stvaranja kod miševa s PLP / DM-20 se javlja samo s manjim odstupanjima. Međutim, kod takvih miševa, očekivani vijek trajanja se smanjuje i ukupna pokretljivost je oštećena. Nasuprot tome, prirodne mutacije u PLP-u, uključujući njegovu povećanu ekspresiju (normalni PLP pretjerano izražavanje), imaju ozbiljne funkcionalne posljedice. Treba naglasiti da su značajne količine proteina PLP i DM-20 prikazana na CNS, messenger RNA za PLP u PNS, te je mala količina proteina sintetizirati, ali nisu na mijelin.

Kationski mijelinski protein (MBP) je privukao pažnju istraživača zbog svoje prirode antigenske - kada su dani životinjama uzrokuje autoimuni odgovor, tzv eksperimentalnog alergijskog encefalomijelitisa, koji je model teške neurodegenerativne bolesti - multipla skleroza.

Sekvenca aminokiselina MBP u mnogim organizmima je vrlo konzervirana. MBP se nalazi na citoplazmatskoj strani mijelinske membrane. Ona ima molekularnu težinu od 18,5 kD i nema znakove tercijarne strukture. Ovaj bazični protein otkriva mikroheterogenost tijekom elektroforeze u alkalnim uvjetima. Većina ispitanih sisavaca sadržavala je različite količine MBP izoforma koje imaju značajan zajednički dio aminokiselinske sekvence. Molekulska masa ICBM miševa i štakora je 14 kDa. MBR male molekularne mase ima iste aminokiselinske sekvence na N- i C-terminalnim dijelovima molekule kao ostatak ICBM, ali je karakteriziran redukcijom od oko 40 aminokiselinskih ostataka. Omjer tih bazičnih proteina varira tijekom razvoja: zreli štakori i miševi imaju više ICBM molekula od 14 kDa od MBD molekulske mase od 18 kDa. Dvije druge izoforme ICBM, koje se također nalaze u mnogim organizmima, imaju molekulsku težinu od 21,5 i 17 kDa. Oni su oblikovani vezanjem na glavnu strukturu polipeptidnog slijeda od oko 3 kDa.

Elektroforetsko razdvajanje mijelinskih proteina otkriva proteine s većom molekularnom težinom. Njihov broj ovisi o vrsti organizma. Na primjer, miš i štakora mogu sadržavati takve proteine do 30% od ukupnog broja. Sadržaj ovih proteina također varira ovisno o starosti životinje: to je mlađi, to je manje u mom mozgu, ali više proteina ima veću molekularnu masu.

Enzim 2 '3'-ciklički nukleotid Z'-fosfodiesteraza (CNP) čini više odsto ukupnog sadržaja mijelinskog proteina u stanicama CNS. To je mnogo više nego u drugim vrstama stanica. CNP protein nije glavna komponenta kompaktnog mijelina, on je koncentriran samo u određenim područjima mijelinske ovojnice povezane s citoplazmom oligodendrocita. Protein je lokaliziran u citoplazmi, ali dio je povezan s membranskim citoskeletom - F-aktinom i tubulinom. Biološka funkcija CNP-a može biti regulacija strukture citoskeleta radi ubrzanja procesa rasta i diferencijacije u oligodendrocitima.

Mijelinski povezani glikoprotein (MAG), manja komponenta pročišćenog mijelina u kvantitativnom smislu, ima molekulsku masu od 100 kDa, prisutna je u CNS u maloj količini (manje od 1% ukupnog proteina). MAG ima jednu transmembransku domenu koja odvaja visoko glikozilirani ekstracelularni dio molekule sastavljenog od pet imunoglobulina sličnih domena iz intracelularne domene. Njegova ukupna struktura slična je neuronskom staničnom adhezijskom proteinu (NCAM).

MAG nije prisutan u kompaktnom multilamelarnom mijelinu, ali se nalazi u periaksonalnim membranama oligodendrocita koji tvore mijelinske slojeve. Sjetite se da periaksonalnaya oligodendrocitna membranu - nalazi najbliži plazma membrani aksona, ali ipak ove dvije membrane ne spajaju, ali su odvojeni izvanstanične jaz. Takvo svojstvo lokalizacije MAG, i da je taj protein odnosi imunoglobulinskoj superfamiliji, potvrđuje njegovo učešće u procesima adhezije i prijenosa (signalizacija) i između axolemma mielinobrazuyuschimi oligodendrocita tijekom mijelinacije. Osim toga, MAG je jedna od komponenata bijele tvari CNS, koja inhibira rast neurita u kulturi tkiva.

Od ostalih glikoproteina bijelih tvari i mijelina, treba primijetiti manji mijeloligodendrocitni glikoprotein (Myelin-oligodendrocitni glikoprotein, MOG). MOG je transmembranski protein koji sadrži jednu imunoglobulinu sličnu domenu. Za razliku od MAG, koji se nalazi u unutarnjim slojevima mijelina, MOG je lokaliziran u svojim površinskim slojevima, tako da može sudjelovati u prijenosu izvanstaničnih informacija oligodendrocitima.

Male količine karakterističnih membranskih proteina mogu se identificirati pomoću poliakrilamidne gel elektroforeze (PAGE) (npr. Tubulin). Elektroforeza visoke rezolucije pokazuje prisutnost drugih manjih bendova proteina; mogu se povezati s prisutnošću brojnih enzima mijelinskih ovojnica.

Proteini mijelina PNS

Mijelinski PNS sadrži neke jedinstvene proteine, kao i neke proteine koji su zajednički proteinima mijelinog CNS-a.

R0 - glavni protein mijelin PNS, molekulske mase 30 kDa, je više od polovice proteina mijelina PNS. Zanimljivo je da iako se razlikuje od PLP-a u aminokiselinskoj sekvenci, putevi post-translacijske modifikacije i strukture, ipak, oba ova proteina su jednako važna za stvaranje mijelinske strukture CNS i PNS.

Sadržaj MBP u mijelinu PNS iznosi 5-18% od ukupne količine proteina, za razliku od CNS, gdje njezina frakcija doseže jednu trećinu ukupnog proteina. Isti 4 oblika proteina MBP-a s molekulskim težinama od 21, 18,5, 17 i 14 kDa, pronađenih u mijelima središnjeg živčanog sustava također su prisutni u PNS. Kod odraslih glodavaca MBP s molekularnom masom od 14 kDa (prema klasifikaciji perifernih proteina mijelina nazvan je "Pr") najznačajnija je komponenta svih kationskih proteina. U mijelinu PNS-a također postoji MBP s molekulskom masom od 18 kDa (u ovom slučaju naziva se "protein P1"). Treba napomenuti da važnost proteinske obitelji MBP nije tako velika za mijelinsku strukturu PNS, kao i za CNS.

Glikoproteinı mielina NSP

Kompaktni mijelinski PNS sadrži glikoprotein molekulske mase od 22 kDa, nazvan periferni mijelinski protein 22 (PMP-22) čiji je omjer manji od 5% ukupnog sadržaja proteina. PMP-22 ima četiri transmembranske domene i jednu glikoziliranu domenu. Ovaj protein nema značajnu strukturnu ulogu. Međutim, anomalije PMR-22 gena odgovorne su za određene nasljedne ljudske neuropatologije.

Prije nekoliko desetljeća vjerovalo se da mijelin stvara inertnu membranu koja ne obavlja nikakve biokemijske funkcije. Međutim, kasnije u mijelinu, otkriven je veliki broj enzima uključenih u sintezu i metabolizam mijelinskih komponenti. Nekoliko enzimi prisutni u mijelin, koji su uključeni u metabolizam fosfoinozitida: fosfatidilinozitolkinaza, difosfatidilinozitolkinaza odgovarajuće fosfataza i diglitseridkinazy. Ovi enzimi su od interesa zbog visoke koncentracije polifosfonositida u mijelinu i njihovog brzog metabolizma. Postoje dokazi prisutnosti mijelina muskarinskih kolinergičkih receptora, G-proteina, fosfolipaza C i E, protein kinaze C.

Myelin PNS otkriva Na / K-ATPaze, koja nosi transport monovalentnih kationa, kao i 6'-nukleotidaza. Prisutnost tih enzima sugerira da mijelin može aktivno sudjelovati u transportu aksona.