По сравнению с другими органами функционирования мозга больше зависят от обмена углеводов.
Глюкоза – основной энергетический субстрат в мозге. Она поступает в нервную клетку независимо от инсулина, который не проникает через гематоэнцефалический барьер. Влияние инсулина проявляется лишь в периферийных нервах. Постоянное поступление глюкозы из кровотока в мозг – необходимое условие нормального энергетического обеспечения нервных клеток. Снижение концентрации глюкозы в крови, попадает в мозг, вдвое ниже нормы, вызывает потерю сознания в течение нескольких секунд, а через несколько минут наступает смерть.
Высокая зависимость мозга от поступления глюкозы обусловлена низким содержанием гликогена в его клетках – 0,1% от массы. Незначительное количество гликогена образуется при поступлении избыточного количества глюкозы из крови в клетки мозга. Мобилизация глюкозы из гликогена в ткани осуществляется путем фосфоролиза с участием цАМФ при снижении поступления глюкозы из крови. Гликоген способен обеспечить энергетические потребности только в течение короткого времени – до 10 минут, поэтому его использование в мозге по сравнению с глюкозой, не имеет существенной роли в энергетическом обмене.
Метаболизм углеводов (метаболизма нервной ткани)
Аэробная окисления глюкозы является основным путем получения энергии нервными клетками. Мозг более чувствителен к гипоксии, чем к гипогликемии. При гипогликемии, или даже кратковременной гипоксии, в нервной ткани образуется мало АТФ, поскольку неуглеводной субстраты НЕ окисляются. Следствием этого является быстрое наступление коматозного состояния и развитие необратимых изменений в ткани мозга.
Высокая скорость поглощения глюкозы нервными клетками обусловлена гексокиназой, активность которой в 20 раз выше, чем в печени или мышцах. В отличие от других тканей мозговой изоэнзимы гексокиназы не является ключевым ферментом всех путей метаболизма глюкозы. Ключевые энзимы окисления глюкозы в нервной ткани – фосфофруктокиназы, изоцитратдегидрогеназа. Активность изоцитратдегидрогеназы даже при нормальном уровне утилизации глюкозы в покое максимальная, поэтому при повышенном энергопотреблении нет возможностей ускорения реакций цикла трикарбоновых кислот.
Кроме энергии, для поддержания электрохимических градиентов, участвующих в генерировании нервных импульсов, продукты катаболизма глюкозы – ацетилКоА, αкетокислоты цикла Кребса, метаболиты пентозофосфатного цикла (рибозо5фосфат, НАДФН2) – обеспечивают субстратами биосинтез нейромедиаторов, аминокислот, липидов, нуклеиновых кислот.
В нервных клетках активный пентозофосфатный путь метаболизма глюкозы, который обеспечивает продукцию НАДФ · Н + для синтетических процессов.
Наряду с аэробным метаболизмом углеводов мозговая ткань способна к достаточно интенсивного анаэробного окисления глюкозы. Значение этого процесса пока недостаточно выяснено, поскольку гликолиз не может сравниться по эффективности с тканевым дыханием.
(No Ratings Yet)
Загрузка...