Myelin

Myelin adalah satu pembentukan yang unik, organisasi yang membolehkan anda melakukan dorongan elektrik sepanjang serat saraf dengan perbelanjaan tenaga yang minimum. Sarung Myelin adalah struktur multilayer yang sangat teratur yang terdiri daripada membran plasmatic yang sangat diregangkan dan diubahsuai Schwann's (dalam PNS) dan oligodendroglial (dalam sistem saraf pusat).

Kandungan air dalam myelin adalah kira-kira 40%. Ciri khas myelin berbanding dengan sel-sel lain ialah ia mengandungi rata-rata lipid 70% dan protein 30% (berdasarkan berat kering). Kebanyakan membran biologi mempunyai nisbah protein yang lebih tinggi kepada lipid.

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

Sesalur Lipitor mielina

Semua lipid dijumpai di dalam otak tikus, dan hadir dalam myelin, t. E. Tiada lipid setempat semata-mata dalam struktur nemielinovyh (kecuali mitokondria lipid difosfatidilglitserola tertentu). Berbincang juga benar: tidak terdapat lipid myelin yang tidak akan dijumpai dalam pecahan subselular lain otak.

Cerebroside adalah komponen myelin yang paling biasa. Dengan pengecualian tempoh terawal perkembangan badan, kepekatan cerebrosida di otak adalah berkadar terus dengan jumlah myelin di dalamnya. Hanya 1/5 daripada jumlah kandungan galaktolipid dalam myelin berlaku dalam bentuk sulfated. Cerebrosides dan sulfatides memainkan peranan penting dalam kestabilan myelin.

Myelin juga dicirikan oleh lipid utama yang tinggi - kolesterol, galactolipid biasa dan plasmalogen yang mengandungi ethanolamine. Ia didapati sehingga 70% dari kolesterol otak berada dalam myelin. Oleh kerana hampir separuh daripada perkara putih otak boleh terdiri daripada myelin, jelas bahawa otak mengandungi jumlah kolesterol yang paling banyak dibandingkan dengan organ lain. Kepekatan kolesterol yang tinggi dalam otak, terutamanya dalam myelin, ditentukan oleh fungsi utamanya tisu neuron - untuk menjana dan menjalankan impuls saraf. Kandungan kolesterol yang tinggi dalam myelin dan keanehan strukturnya membawa kepada penurunan kebocoran ion melalui membran neuron (kerana rintangan yang tinggi).

Phosphatidylcholine juga merupakan sebahagian penting dari myelin, walaupun sphingomyelin terkandung dalam jumlah yang agak kecil.

Komposisi lipid kedua-dua bahan kelabu dan perkara putih otak jelas berbeza dari myelin. Komposisi myelin otak semua spesies mamalia yang dikaji hampir sama; terdapat hanya perbezaan kecil (contohnya, myelin tikus mempunyai kurang sphingomyelin daripada bullel myelin atau manusia). Ada beberapa variasi, bergantung kepada lokasi myelin, contohnya myelin yang terisolasi dari saraf tunjang, mempunyai nilai lipid yang lebih tinggi terhadap nisbah protein daripada myelin dari otak.

Myelin juga mengandungi polyphosphatidylinositols, yang triphosphoinositide adalah 4 hingga 6% daripada jumlah myelin fosforus, dan diphosphoinositide adalah dari 1 hingga 1.5%. Komponen minor myelin termasuk sekurang-kurangnya tiga ester cerebrosida dan dua lipid berasaskan gliserol; Myelin juga mengandungi beberapa alkana rantaian panjang. Myelin mamalia mengandungi 0.1 hingga 0.3% gangliosida. Myelin mengandungi lebih banyak monosialoganglioside dalam M1 berbanding apa yang terdapat dalam membran otak. Myelin banyak organisma, termasuk manusia, mengandungi gangliosida unik sialozilgalactosylceramide OM4.

Lipitor mielina NSP

Lipid Myelin bagi sistem saraf periferal dan pusat bersifat kualitatif, tetapi terdapat perbezaan kuantitatif di antara mereka. Myelin PNS mengandungi kurang cerebrosides dan sulfatides dan lebih banyak sphingomyelin daripada CNS myelin. Adalah menarik untuk mengetahui kehadiran ciri-ciri ganglioside OMP myelin PTS dari sesetengah organisma. Perbezaan dalam komposisi lipid myelin sistem saraf pusat dan periferal tidak begitu penting kerana perbezaannya dalam komposisi protein.

Protein Myelin sistem saraf pusat

Komposisi protein myelin sistem saraf pusat lebih mudah daripada membran otak yang lain, dan terutamanya diwakili oleh proteolipid dan protein asas, yang membentuk 60-80% daripada jumlah keseluruhan. Glikoprotein hadir dalam kuantiti yang lebih kecil. Sistem saraf pusat Myelin mengandungi protein unik.

Untuk myelin, CNS manusia dicirikan oleh prevalensi kuantitatif dua protein: protein kationik myelin (MBP) yang positif dan protein myelin proteolipid (PLP). Protein ini adalah penyusun utama myelin sistem saraf pusat semua mamalia.

Myelin proteolipid PLP (proteolipid protein), juga dikenali sebagai protein Folca, mempunyai keupayaan untuk larut dalam pelarut organik. Berat molekul PLP adalah kira-kira 30 kD (Da-Dalton). Urutan asid amino sangat konservatif, molekul membentuk beberapa domain. Molekul PLP termasuk tiga asid lemak, biasanya palmitik, oleik dan stearic, dikaitkan dengan radikal asid amino oleh ikatan eter.

CK Myelin mengandungi sejumlah proteolipid lain - DM-20, dinamakan selepas berat molekulnya (20 kDa). Kedua-dua analisis DNA dan klarifikasi struktur utama menunjukkan bahawa DM-20 dibentuk oleh pembahagian 35 residu asid amino dari protein PLP. Semasa pembangunan, DM-20 muncul lebih awal daripada PLP (dalam beberapa kes sebelum munculnya myelin); mencadangkan bahawa sebagai tambahan kepada peranan struktur dalam pembentukan myelin, ia boleh mengambil bahagian dalam pembezaan oligodendrocytes.

Bertentangan dengan tanggapan bahawa PLP diperlukan untuk pembentukan myelin multilamellar padat, proses pembentukan myelin pada tikus yang dilontarkan oleh PLP / DM-20 berlaku dengan hanya penyimpangan kecil. Walau bagaimanapun, dalam tikus tersebut, jangka hayat dikurangkan dan mobiliti keseluruhan mengalami gangguan. Sebaliknya, mutasi yang berlaku secara semulajadi dalam PLP, termasuk ekspresi yang meningkat (PLP berlebihan normal), mempunyai akibat fungsional yang serius. Perlu diingatkan bahawa sejumlah besar protein PLP dan DM-20 dibentangkan dalam CNS, utusan RNA untuk PLP ada di PNS, dan terdapat sejumlah kecil protein disintesis, tetapi tidak termasuk dalam myelin.

Kationik myelin protein (MBP) telah menarik perhatian penyelidik kerana sifat antigen yang - apabila diberikan kepada haiwan ia akan mendorong tindak balas autoimun, yang dipanggil encephalomyelitis alahan eksperimen, yang merupakan model yang teruk penyakit neurodegenerative - multiple sclerosis.

Urutan asam amino MBP dalam banyak organisma sangat konservatif. MBP terletak di sisi sitoplasmik membran myelin. Ia mempunyai berat molekul 18.5 kD dan tidak mempunyai tanda-tanda struktur tersier. Protein asas ini mendedahkan mikroheterogeneiti semasa elektroforesis dalam keadaan alkali. Kebanyakan mamalia yang dikaji mengandungi jumlah isoform isoform yang mempunyai sebahagian besar daripada urutan asid amino. Berat molekul ICBMs tikus dan tikus adalah 14 kDa. Berat molekul rendah MBR mempunyai urutan asid amino yang sama di bahagian-bahagian N dan C-terminal molekul yang selebihnya ICBM, tetapi dicirikan oleh pengurangan kira-kira 40 residu asid amino. Nisbah protein asas ini berbeza-beza semasa pembangunan: tikus dan tikus yang matang mempunyai lebih banyak ICBM dengan jisim molekul 14 kDa daripada MBDs dengan berat molekul 18 kDa. Dua isoforms lain ICBMs, juga terdapat dalam banyak organisma, mempunyai berat molekul 21.5 dan 17 kDa, masing-masing. Mereka terbentuk dengan lampiran kepada struktur utama urutan polipeptida kira-kira 3 kDa.

Pemisahan elektroforetik protein myelin mendedahkan protein dengan berat molekul yang lebih tinggi. Jumlah mereka bergantung kepada jenis organisma. Sebagai contoh, tikus dan tikus boleh mengandungi protein sedemikian sehingga 30% daripada jumlah keseluruhan. Kandungan protein ini juga berbeza-beza bergantung kepada umur haiwan: yang lebih muda, kurang dalam myelin otak saya, tetapi lebih banyak protein di dalamnya mempunyai berat molekul yang lebih tinggi.

Enzim 2 '3'-nucleotide cyclic Z'-phosphodiesterase (CNP) menyumbang beberapa peratus daripada jumlah kandungan protein myelin dalam sel-sel CNS. Ini lebih daripada sekadar sel-sel lain. Protein CNP bukanlah komponen utama myelin padat, ia hanya tertumpu pada bahagian tertentu sarung myelin yang dikaitkan dengan sitoplasma oligodendrocyte. Protein ini disetempat dalam sitoplasma, tetapi sebahagiannya dikaitkan dengan sitoskeleton membran - F-actin dan tubulin. Fungsi biologi CNP boleh mengawal struktur sitoskeleton untuk mempercepatkan proses pertumbuhan dan pembezaan dalam oligodendrocytes.

Myelin yang berkaitan dengan glikoprotein (MAG), komponen kecil dari myelin yang dimurnikan dalam segi kuantitatif, mempunyai berat molekul 100 kDa, terdapat dalam CNS dalam jumlah kecil (kurang daripada 1% daripada jumlah protein). MAG mempunyai domain transmembrane tunggal yang memisahkan sebahagian ekstraselular molekul yang sangat glycosylated terdiri daripada lima domain seperti immunoglobulin dari domain intraselular. Struktur totalnya sama dengan protein lekatan sel neuron (NCAM).

MAG hadir dalam padat, myelin multilamellar, tetapi ia adalah dalam membran periaksonalnyh oligodendrocytes membentuk lapisan myelin. Ingat bahawa periaksonalnaya oligodendrocyte membran - terletak paling dekat dengan membran plasma axon ini, namun kedua-dua membran tidak menggabungkan, tetapi dipisahkan oleh jurang extracellular. Seperti penyetempatan ciri MAG, dan bahawa protein ini berkaitan dengan superfamily immunoglobulin, mengesahkan penyertaannya dalam proses lekatan dan pemindahan (isyarat) dan di antara oligodendrocytes axolemma mielinobrazuyuschimi semasa myelination. Di samping itu, MAG adalah salah satu komponen bahan putih dari SSP, yang menghalang pertumbuhan neurit dalam budaya tisu.

Glycoproteins dari perkara putih yang lain dan ia harus diperhatikan kecil myelin Glikoprotein mielinoligodendrotsitarny (Myelin-oligodendrocytic Glikoprotein, MOG). MOG adalah protein transmembran yang mengandungi domain seperti imunoglobulin tunggal. Tidak seperti MAG, yang terletak di lapisan dalam myelin, MOG dilokalkan di lapisan permukaannya, jadi ia boleh mengambil bahagian dalam pemindahan maklumat ekstraselular kepada oligodendrocyte.

Sejumlah kecil protein membran ciri boleh dikenal pasti oleh elektroforesis gel polyacrylamide (PAGE) (contohnya, tubulin). Elektroforesis resolusi tinggi menunjukkan kehadiran kumpulan kecil protein lain; mereka boleh dikaitkan dengan kehadiran beberapa enzim sarung myelin.

Protein myelin PNS

Myelin PNS mengandungi beberapa protein yang unik, dan juga beberapa protein yang sama dengan protein myelin CNS.

Р0 - protein utama myelin PNS, mempunyai jisim molekul 30 kDa, lebih separuh protein myelin PNS. Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa walaupun ia berbeza daripada PLP dalam urutan asid amino, laluan pengubahsuaian dan struktur pasca translasi, namun kedua-dua protein ini adalah sama penting untuk pembentukan struktur myelin dari CNS dan PNS.

Kandungan MBP dalam myelin PNS adalah 5-18% daripada jumlah protein, berbanding dengan CNS, di mana pecahannya mencapai satu pertiga daripada jumlah protein. Empat bentuk protein MBP yang sama dengan berat molekul 21, 18,5, 17 dan 14kDa, masing-masing, terdapat dalam myelin sistem saraf pusat juga terdapat di PNS. Dalam tikus dewasa MBP dengan jisim molekul 14 kDa (menurut klasifikasi protein myelin periferal ia dinamakan "Pr") adalah komponen paling penting dalam semua protein kationik. Dalam myelin PNS, terdapat juga MBP dengan jisim molekul 18 kDa (dalam kes ini ia dipanggil "protein P1"). Perlu diingatkan bahawa kepentingan keluarga protein MBP tidak begitu baik untuk struktur myelin PNS, seperti untuk CNS.

Glikoproteinı mielina NSP

Padat terdiri daripada PNS myelin Glikoprotein dengan berat molekul 22 kDa, yang dipanggil myelin periferal protein-22 (PMP-22), yang menyumbang kurang daripada 5% daripada jumlah kandungan protein. PMP-22 mempunyai empat domain transmembran dan satu domain glycosylated. Protein ini tidak memainkan peranan struktur yang ketara. Walau bagaimanapun, anomali gen PM-22 bertanggungjawab untuk neuropatologi manusia keturunan tertentu.

Beberapa dekad yang lalu dipercayai bahawa myelin mencipta membran lengai yang tidak melakukan sebarang fungsi biokimia. Walau bagaimanapun, kemudian di myelin, sejumlah besar enzim yang terlibat dalam sintesis dan metabolisme komponen myelin dikesan. Beberapa enzim di dalam myelin, terlibat dalam metabolisme phosphoinositide: fosfatidilinozitolkinaza, difosfatidilinozitolkinaza phosphatase sepadan dan diglitseridkinazy. Enzim-enzim ini menarik kerana kepekatan tinggi polyphosphoinositides dalam myelin dan metabolisme pesatnya. Terdapat bukti kehadiran di myelin reseptor cholinergik muscarinik, protein G-, fosfolipase C dan E, protein kinase C.

Myelin PNS mendedahkan Na / K-ATPase, yang membawa kation monovalen, serta 6'-nukleotidase. Kehadiran enzim-enzim ini menunjukkan bahawa myelin boleh secara aktif mengambil bahagian dalam pengangkutan aksonal.