Myelin

Myeliini on ainutlaatuinen muodostus, jonka organisointi mahdollistaa sähköisen impulssihermon pitenemisen hermokuitua pitkin pienillä energiamenoilla. Myeliininen vaippa on hyvin organisoitu monikerroksinen rakenne, joka koostuu Schwannin (PNS) ja oligodendroglial (keskushermoston) soluista erittäin venytetyistä ja modifioiduista plasmakalvoista.

Myelinin vesipitoisuus on noin 40%. Myelin erottamiskyky verrattuna muihin soluihin on se, että se sisältää keskimäärin 70% lipidejä ja 30% proteiinia (kuivapainosta laskettuna). Useimmilla biologisilla kalvoilla on suurempi proteiinien suhde lipideihin.

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

Lipitor mielina sähköverkkoon

Kaikki lipidien rotan aivoissa, ja on läsnä myeliinin, t. E. O lipidiä lokalisoitu yksinomaan nemielinovyh rakenteiden (paitsi spesifisesti mitokondriaalinen lipidi difosfatidilglitserola). Vastakkainen on myös totta: ei ole sellaisia myeliini-lipidejä, joita ei olisi löydetty aivojen muissa solunsisäisissä fraktioissa.

Cerebrosidi on tyypillisin myeliinin osa. Aivojen aivoverisuonten pitoisuus aivoissa on välittömästi verrannollinen myeliinin määrään lukuun ottamatta kehon kehityksen aikaisinta jaksoa. Vain 1/5 myeliinin kokonaismäärästä galaktolipidipitoisuudesta tapahtuu sulfatoidussa muodossa. Cerebrosidit ja sulfatidit ovat tärkeässä asemassa myeliinin stabiilisuudessa.

Myeliinille on ominaista myös sen tärkeimmät lipidit - kolesteroli, tavalliset galaktolipidit ja etanoliamiinia sisältävä plasmalogeeni. Todettiin, että jopa 70% aivojen kolesterolista on myeliinissä. Koska lähes puolet aivojen valkoisesta aineesta voi muodostua myeliinistä, on selvää, että aivoissa on eniten kolesterolia verrattuna muihin elimiin. Korkea kolesterolin pitoisuus aivoissa, erityisesti myeliini, määräytyy neuronaalisen kudoksen pääasiallisena funktiona - tuottamaan ja toteuttamaan hermoimpulsseja. Myeliinin korkea kolesterolipitoisuus ja sen rakenteen erityispiirteet johtavat ionien vuotamiseen hermosolun kalvon läpi (suuren resistenssin takia).

Fosfatidyylikoliini on myös olennainen osa myeliiniä, vaikka sfingomyeliiniä on suhteellisen pieni määrä.

Sekä harmaisen aineen että aivojen valkoisen aineen lipidikoostumus on selvästi erilainen kuin myeliini. Kaikkien tutkittujen nisäkäslajien aivojen myeliinin koostumus on lähes sama; on vain vähäisiä eroja (esimerkiksi rotan myeliini on vähemmän sfingomyeliiniä kuin myeliinin härkä tai ihminen). Myeliinin sijainnista riippuen joitakin vaihteluita, esimerkiksi myelistä, joka on eristetty selkäydestä, on suurempi lipidi-proteiinisuhteen kuin myeliinin aivoista.

Koostumus sisältää myös myeliinin polifosfatidilinozity, trifosfoinozitid joka on 4-6% koko fosforin myeliinin difosfoinozitid- ja 1-1,5%. Myeliinin vähäisemmät komponentit sisältävät vähintään kolme aivo- ridiinipitoista esteriä ja kaksi lipidia, jotka perustuvat glyseroliin; Myeliini sisältää myös pitkäketjuisia alkaneja. Nisäkkäiden myeliini sisältää 0,1 - 0,3% gangliosideja. Myeliini sisältää enemmän monosialogangliosidia Ml: ssä kuin mitä aivojen kalvoissa on. Monien organismien myeliini, ihminen mukaan lukien, sisältää ainutlaatuisen sialosyyligalaktosyyliseramidin OM4-gangliosidin.

Lipitor mielina NSP

Perifeerisen ja keskushermoston myeliini lipidit ovat laadullisesti samanlaisia, mutta niiden välillä on kvantitatiivisia eroja. Myeliini PNS sisältää vähemmän aivo- ridesideja ja sulfatideja ja huomattavasti enemmän sfingomyeliinia kuin myeliini-CNS. On mielenkiintoista huomata joidenkin organismien myeliini-PTS: n gangliosidi OMP: n esiintyminen. Keskus- ja ääreishermoston myeliini-lipidien koostumuksen erot eivät ole yhtä merkittäviä kuin niiden erot proteiinikoostumuksessa.

Keskushermoston myeliiniproteiinit

Keskushermoston myeliinin proteiinikoostumus on yksinkertaisempi kuin muiden aivokalvojen, ja sitä edustaa pääasiassa proteolypidit ja emäksiset proteiinit, jotka muodostavat 60-80% kokonaismäärästä. Glykoproteiineja on paljon pienempiä määriä. Myeliinin keskushermosto sisältää ainutlaatuisia proteiineja.

Ihmisen myeliinikato kvantitatiivinen ominaisuus hallitsevuus kaksi proteiinia: positiivisesti varautunut kationinen myeliiniproteiinin (myeliinin emäksinen proteiini, MBP) ja myeliinin proteolipidiproteiini (myeliinin proteolipidiproteiinin, PLP). Nämä proteiinit ovat kaikkien nisäkkäiden keskushermoston myeliinin tärkeimmät osatekijät.

Myeliproteoliipidi PLP (proteolipidiproteiini), joka tunnetaan myös nimellä Folca-proteiini, on kyky liuottaa orgaanisiin liuottimiin. PLP: n molekyylipaino on noin 30 kD (Da-Dalton). Sen aminohapposekvenssi on erittäin konservatiivinen, molekyyli muodostaa useita domeeneja. PLP-molekyyli sisältää kolme rasvahappoa, tavallisesti palmitiinihappoa, öljyhappoa ja steariinia, joka liitetään aminohapporyhmäihin eetterisidoksella.

Myeliinin CNS sisältää jonkin verran pienempiä määriä toista proteolipidia - DM-20, joka on nimetty sen molekyylipainon (20 kDa) jälkeen. Sekä DNA-analyysi että primaarisen rakenteen selkeyttäminen osoittivat, että DM-20 muodostuu 35 aminohappotähteen pilkkomisesta PLP-proteiinista. Kehityksen aikana DM-20 esiintyy aikaisemmin kuin PLP (joissakin tapauksissa jopa ennen myeliinin esiintymistä); viittaavat siihen, että myelin myötävaikuttamisen rakenteellisen roolin lisäksi se voi osallistua oligodendrosyyttien erilaistumiseen.

Toisin tarvitaan muodostumiseen PLP kompakti multilamellaarisista myeliinin, myeliinin muodostuminen prosessi hiirillä, "knock-out" PLP / DM-20, esiintyy vain pieniä poikkeamia. Kuitenkin tällaisissa hiirissä elinajanodote on vähentynyt ja yleinen liikkuvuus heikentynyt. Sitä vastoin luonnossa esiintyvät mutaatiot PLP: ssä, mukaan lukien sen lisääntynyt ilmentyminen (normaali PLP-yli-ilmentyminen), ovat vakavia toiminnallisia seurauksia. On huomattava, että merkittäviä määriä proteiineja PLP ja DM-20 on esitetty CNS, lähetti-RNA PLP on PNS, ja on pieni määrä proteiinia syntetisoidaan, mutta eivät sisälly myeliinin.

Kationinen myeliiniproteiinin (MBP) on herättänyt huomiota tutkijoiden koska sen antigeenisen luonteen - eläimille annettuna se aiheuttaa autoimmuunivasteen, ns kokeellista allergista enkefalomyeliittiä, joka on malli aivorappeumaan tauti - multippeliskleroosi.

MBP: n aminohapposekvenssi monissa organismeissa on erittäin konservoitunut. MBP sijaitsee myeliinikalvojen sytoplasmalla. Sen molekyylipaino on 18,5 kD ja siinä ei ole merkkejä tertiaarisesta rakenteesta. Tämä emäksinen proteiini paljastaa mikroheterogeenisyyden elektroforeesin aikana emäksisissä olosuhteissa. Suurin osa tutkituista nisäkkäistä sisälsi erilaisia määriä MBP-isoformeja, joilla oli merkittävä yhteinen osa aminohapposekvenssiä. Hiirien ja rottien ICBM-molekyylipaino on 14 kDa. Pienimolekyylipainoisella MBR: llä on samat aminohapposekvenssit molekyylin N- ja C-terminaalisilla osilla kuin muulla ICBM: llä, mutta sille on tunnusomaista noin 40 aminohappotähteen pelkistys. Näiden emäksisten proteiinien suhde vaihtelee kehityksen aikana: kypsillä rotilla ja hiirillä on enemmän ICBM-molekyylejä, joiden molekyylimassa on 14 kDa kuin MBD: t, joiden molekyylipaino on 18 kDa. Kaksi muuta ICBM: n isoformia, joita esiintyy myös monissa organismeissa, molekyylipaino on vastaavasti 21,5 ja 17 kDa. Ne muodostetaan kiinnittämällä noin 3 kDa: n polypeptidisekvenssin päärakenteeseen.

Myeliiniproteiinien elektroforeettinen erottaminen paljastaa suuremman molekyylipainon omaavat proteiinit. Niiden määrä riippuu organismin tyypistä. Esimerkiksi hiiri ja rotta voivat sisältää tällaisia proteiineja jopa 30% kokonaismäärästä. Näiden proteiinien pitoisuus vaihtelee myös eläimen ikärajan mukaan: sitä nuorempi on, sitä vähemmän aivojen myeliiniä, mutta sitä enemmän proteiineja on suurempi molekyylipaino.

Entsyymi 2 '3'-syklinen nukleotidi Z'-fosfodiesteraasi (CNP) muodostaa usean prosentin koko myeliiniproteiinisisältöstä CNS-soluissa. Tämä on paljon enemmän kuin muissa soluissa. CNP-proteiini ei ole kompakti myeliinin pääkomponentti, se on keskittynyt vain tietyille myeliinivaippa-alueille, jotka liittyvät oligodendrosyytin sytoplasmaan. Proteiini lokalisoituu sytoplasmassa, mutta osa siitä liittyy kalvon sytoskeletoniin - F-akttiinin ja tubuliinin. CNP: n biologinen tehtävä voi olla sytoskeletonin rakenteen säätely kasvuprosessien nopeuttamiseksi ja erilaistumiseksi oligodendrosyytteissä.

Mielinassotsiirovanny glykoproteiini (MAG) - kvantitatiivisesti vähäinen osa puhdistettiin myeliinin molekyylipaino on 100 kD, löytyy keskushermostoon pieni määrä (vähemmän kuin 1% kokonaisproteiinista). MAG: llä on yksi ainoa transmembraanidomeeni, joka erottaa molekyylin erittäin glykosyloidun solunulkoisen osan, joka koostuu viidestä immunoglobuliinin kaltaisesta domeenista solunsisäisestä domeenista. Sen kokonaisrakenne on samanlainen kuin neuronaalinen soluadheproteiini (NCAM).

MAG: ää ei ole läsnä kompaktissa, monilamelliarisessa myeliinissä, mutta se sijaitsee myeliinikerrosten muodostavien oligodendrosyyttien peri-aksonaalisissa membraaneissa. Muistuttaa, että periaksonalnaya oligodendrosyytti kalvo - sijaitsee lähimpänä solukalvon Axon, mutta kuitenkin nämä kaksi membraania ei sulake, mutta on erotettu solunulkoisen rako. Tällainen ominaisuus paikantaminen MAG, ja että tämä proteiini liittyy immunoglobuliinien superperheen, vahvistaa osallistumisensa prosesseissa adheesion ja siirto (signalointi) ja välillä axolemma mielinobrazuyuschimi oligodendrosyyteille aikana myelinaation. Lisäksi MAG on yksi CNS: n valkoisen aineosan komponentista, joka estää neuriittien kasvua kudosviljelmässä.

Glykoproteiinit muista valkean aineen, ja on huomattava, vähäinen myeliinin glykoproteiini mielinoligodendrotsitarny (Myeliiniin oligodendrocytic glykoproteiini, MOG). MOG on transmembraaninen proteiini, joka sisältää yhden immunoglobuliinin kaltaisen domeenin. Toisin kuin MAG, joka sijaitsee sisäkerrokset myeliinin, MOG on lokalisoitu pintakerroksissa, jonka mukaan voidaan olla mukana lähetetään solunulkoisen tiedot oligodendrosyyttejä.

Pieniä määriä ominaisia membraaniproteiineja voidaan tunnistaa polyakryyliamidigeelielektroforeesilla (PAGE) (esim. Tubuliinilla). Korkean erotuskyvyn elektroforeesi osoittaa muiden proteiinin vähäisten kaistojen läsnäolon; ne voivat liittyä lukuisten myeliinipuhdasentsyymien esiintymiseen.

Myeliini-PNS-proteiinit

Myelin PNS sisältää joitain ainutlaatuisia proteiineja samoin kuin proteiineja, jotka ovat yhteisiä myeliini-CNS-proteiinien kanssa.

Р0 - tärkein proteiinimeliini PNS, molekyylimassa on 30 kDa, on yli puolet proteiinien myeliini-PNS: stä. Kiinnostavaa on, vaikka se eroaa PLP aminohapposekvenssin, translaation jälkeisen modifikaation reittejä ja rakenne, mutta nämä molemmat proteiinit ovat yhtä tärkeitä rakenteen muodostamiseksi PNS ja CNS-myeliinin.

PNS: n myeliinin MBP-pitoisuus on 5-18% proteiinin kokonaismäärästä, päinvastoin kuin CNS, jossa sen fraktio saavuttaa kolmasosan kokonaisproteiinista. PNS: ssä on läsnä samoja neljää MBP-proteiinin muotoa, joiden molekyylipainot ovat vastaavasti 21, 18,5, 17 ja 14 kDa, jotka löytyvät keskushermoston myeliinistä. Aikuisille jyrsijöille MBP, jonka molekyylimassa oli 14 kDa (perifeerisen myeliiniproteiinin luokituksen mukaan nimitys "Pr") on kaikkien kationisten proteiinien merkittävin osa. PNS: n myeliinissä on myös MBP, jonka molekyylipaino on 18 kDa (tässä tapauksessa sitä kutsutaan "proteiiniksi P1"). On huomattava, että MBP-proteiiniperheen merkitys ei ole niin suuri PNS-myeliinin rakenteelle kuin CNS: ssä.

Glikoproteinı mielina NSP

Kompakti käsittää PNS myeliiniä glykoproteiini, jonka molekyylipaino on 22 kDa: n, jota kutsutaan perifeerinen myeliiniproteiinin-22 (PMP-22), jonka osuus on alle 5% proteiinin kokonaismäärästä. PMP-22: lla on neljä transmembraanidomeeniä ja yksi glykosyloitu domeeni. Tällä proteiinilla ei ole merkittävää rakenteellista roolia. Pmr-22-geenin poikkeavuudet ovat kuitenkin vastuussa tietyistä perinnöllisistä ihmisen neuropatologiasta.

Useita vuosikymmeniä sitten uskottiin, että myeliini luo inertin kalvon, joka ei tee mitään biokemiallisia toimintoja. Kuitenkin myöhemmin myeliiniin havaittiin suuri joukko entsyymejä, jotka liittyivät myeliinikomponenttien synteesiin ja metaboliaan. Useita entsyymien myeliinin, mukana fosfoinositidiaineenvaihdunnan: fosfatidilinozitolkinaza, difosfatidilinozitolkinaza vastaavat fosfataasi ja diglitseridkinazy. Nämä entsyymit ovat mielenkiintoisia, koska polyfosfinoositidit ovat voimakkaasti keskittyneet myeliiniin ja niiden nopeaan metaboliaan. On näyttöä muskariinisten kolinergisten reseptorien, G-proteiinien, fosfolipaasien C ja E, proteiinikinaasi C: n läsnäolosta myelissa.

Myeliini PNS paljasti Na / K-ATPaasi, joka kuljettaa yksivalenssisia kationeja sekä 6'-nukleotidaasia. Näiden entsyymien esiintyminen viittaa siihen, että myeliini voi aktiivisesti osallistua aksonikuljetukseen.