المايلين

ميلين هو تشكيل فريد من نوعه ، يسمح لك تنظيمه بإجراء نبض كهربائي على طول الألياف العصبية بأقل قدر ممكن من الطاقة. غشاء المايلين هو هيكل متعدد الطبقات يتألف بشكل كبير من أغشية بلازمية متموجة ومعدلة للغاية من خلايا شفان (في PNS) وخلايا oligodendroglial (في الجهاز العصبي المركزي).

محتوى الماء في المايلين هو حوالي 40 ٪. ميزة مميزة من المايلين مقارنة مع الخلايا الأخرى هي أنه يحتوي على نسبة 70٪ من الدهون و 30٪ من البروتين (على أساس الوزن الجاف). معظم الأغشية البيولوجية لديها نسبة أعلى من البروتينات إلى الدهون.

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

أنابيب ليبيتور mielina

وجدت كل الدهون في دماغ الفئران، وموجودة في المايلين، ر. E. المترجمة لا الدهون حصرا في الهياكل nemielinovyh (باستثناء difosfatidilglitserola محددة الدهون الميتوكوندريا). والعكس صحيح أيضًا: لا توجد مثل هذه الدهون المايلين التي لم تكن موجودة في أجزاء أخرى من الدماغ.

Cerebroside هو العنصر الأكثر نموذجي من المايلين. وباستثناء الفترة المبكرة من تطور الجسم ، فإن تركيز cerebroside في الدماغ يتناسب طرديا مع كمية المايلين الموجودة فيه. فقط 1/5 من إجمالي محتوى الجالاكوليبيد في المايلين يحدث في شكل مكسو بالكبريتيد. تلعب Cerebrosides و sulfatides دورًا مهمًا في استقرار المايلين.

يتميز المايلين أيضًا بمستوى عالٍ من الدهون الأساسية - الكولسترول ، الجالاكتيوليبيدات الشائعة والبلسموجين المحتوي على الإيثانول أمين. وجد أن ما يصل إلى 70 ٪ من الكوليسترول في المخ هو في المايلين. بما أن نصف المادة البيضاء في الدماغ يمكن أن تتكون من المايلين ، فمن الواضح أن الدماغ يحتوي على أكبر كمية من الكوليسترول مقارنة بالأعضاء الأخرى. يتم تحديد نسبة عالية من الكولسترول في الدماغ ، وخاصة في المايلين ، عن طريق الوظيفة الرئيسية للأنسجة العصبية - لتوليد وتوجيه النبضات العصبية. ارتفاع نسبة الكوليسترول في المايلين وخصوصية تركيبه يؤدي إلى انخفاض في التسرب الأيوني من خلال غشاء العصبون (بسبب مقاومته العالية).

يعتبر الفوسفاتيديل كولين أيضًا جزءًا أساسيًا من المايلين ، على الرغم من احتوائه على كمية صغيرة من السفينغوميلين.

يختلف التركيب الدهني لكل من المادة الرمادية والمادة البيضاء في الدماغ بوضوح عن تركيبة المايلين. تكوين المايلين في الدماغ لجميع أنواع الثدييات المدروسة هو نفسه تقريبا. هناك اختلافات طفيفة فقط (على سبيل المثال ، الفئران الميلين لديه أقل sphingomyelin من الثور المايلين أو الإنسان). هناك بعض الاختلافات ، اعتمادا على موقع المايلين ، على سبيل المثال المايلين المعزول من الحبل الشوكي ، لديه قيمة أعلى من نسبة الدهون إلى البروتين من المايلين من الدماغ.

يحتوي المايلين أيضا على بوليفوسفاتيديلناتولس ، حيث ترايبودوفينوسيتيد هو 4 إلى 6 ٪ من مجموع الفسفور الميلين ، و diphosphoinositide من 1 إلى 1.5 ٪. المكونات الصغرى من المايلين تشمل على الأقل ثلاثة استرات من cerebroside واثنين من الدهون على أساس الجلسرين. يحتوي المايلين أيضًا على بعض الألكانات ذات السلسلة الطويلة. يحتوي الميالين من الثدييات من 0.1 إلى 0.3٪ من جانجليوسيدات. يحتوي المايلين على المزيد من مونوسيلوجانجليوسيدي في M1 مقارنة بما هو موجود في أغشية المخ. يحتوي الميلين على العديد من الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر ، على ganglioside فريد من sialozilgalactosylceramide OM4.

ليبيتور mielina NSP

الدهون المايلين من الجهاز العصبي المحيطي والمركزي متشابهة نوعياً ، ولكن هناك اختلافات كمية بينهما. يحتوي الميلين PNS أقل cerebrosides و sulfatides و sphingomyelin بشكل ملحوظ أكثر من CNS المايلين. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ وجود سمة من نوع Ganglioside OMP من PTS المايلين لبعض الكائنات الحية. الاختلافات في تكوين الدهون المايلين من الجهاز العصبي المركزي والمحيطي ليست كبيرة مثل الاختلافات في تكوين البروتين.

بروتين ميلين من الجهاز العصبي المركزي

التركيب البروتيني للمايلين في الجهاز العصبي المركزي أبسط من تكوين الأغشية الدماغية الأخرى ، ويمثل بشكل رئيسي البروتيوليبيد والبروتينات الأساسية ، والتي تشكل 60-80 ٪ من المجموع. توجد البروتينات السكرية بكميات أقل بكثير. يحتوي الجهاز العصبي المركزي Myelin على بروتينات فريدة من نوعها.

بالنسبة للمايلين ، يتميز الجهاز العصبي المركزي البشري بالانتشار الكمي لبروتينين: بروتين الميلين الموجب الشحنة الموجب (MBP) وبروتين بروتين المايلين (PLP). هذه البروتينات هي المكونات الرئيسية للمايلين في الجهاز العصبي المركزي لجميع الثدييات.

ميلين بروتيوليبيد PLP (بروتين بروتيوليبيد) ، المعروف أيضا باسم بروتين فولكا ، لديه القدرة على الذوبان في المذيبات العضوية. يبلغ الوزن الجزيئي للـ PLP حوالي 30 كيلو دالتون (Da-Dalton). تسلسل الأحماض الأمينية هو متحفظ للغاية ، ويشكل جزيء عدة مجالات. يحتوي جزيء PLP على ثلاثة أحماض دهنية ، عادة ما تكون حميدة ، وأوليك وستيراك ، مرتبطة بجذور الحمض الأميني بواسطة رابطة الأثير.

يحتوي الميلين CNS على كميات أقل نوعًا ما من بروتيوليبيد آخر - DM-20 ، سميت بعد وزنه الجزيئي (20 كيلو دالتون). أظهر كل من تحليل الحمض النووي وتوضيح الهيكل الأساسي أن DM-20 يتكون من انشقاق 35 وحدة من الأحماض الأمينية من بروتين PLP. خلال عملية التطوير ، تظهر علامة DM-20 قبل الـ PLP (في بعض الحالات حتى قبل ظهور المايلين) ؛ تشير إلى أنه بالإضافة إلى الدور الهيكلي في تكوين المايلين ، يمكن أن تشارك في التمايز من oligodendrocytes.

خلافا لمفهوم أن حزب العمال التقدمي ضروري لتشكيل الميلين الميلامين المتعدد ، تحدث عملية تكوين المايلين في الفئران التي خرج بها PLP / DM-20 مع انحرافات بسيطة فقط. ومع ذلك ، في مثل هذه الفئران ، يتم تقليل متوسط العمر المتوقع وإعاقة الحركة العامة. في المقابل ، فإن الطفرات الطبيعية في PLP ، بما في ذلك التعبير المتزايد (التعبير الزائد عن PLP) ، لها عواقب وظيفية خطيرة. وتجدر الإشارة إلى أن يتم عرض كميات كبيرة من البروتينات حزب العمال التقدمي وDM-20 في الجهاز العصبي المركزي، الرنا المرسال لحزب العمال التقدمي في الجهاز العصبي المحيطي، وهناك كمية صغيرة من البروتين المركب، لكنها لم تدرج في المايلين.

وقد اجتذب الموجبة البروتين المايلين (ب ب) انتباه الباحثين نظرا لطبيعتها مولدة - عندما تدار على الحيوانات أنه يسبب رد فعل المناعة الذاتية، وهو ما يسمى حساسية التهاب الدماغ التجريبية، وهو نموذج من مرض الاعصاب الشديد - التصلب المتعدد.

يتم حفظ تسلسل الأحماض الأمينية لـ MBP في العديد من الكائنات الحية بشكل كبير. يقع MBP على الجانب السيتوبلازمي من أغشية المايلين. يمتلك وزنًا جزيئيًا يصل إلى 18.5 كيلو دالتون ويخلو من علامات بنية ثالثة. هذا البروتين الأساسي يكشف عن التباين الدقيق خلال الرحلان الكهربائي في ظروف قلوية. احتوت معظم الثدييات التي تمت دراستها على كميات مختلفة من الأشكال الإسوية للـ MBP التي لها جزء شائع من سلسلة الأحماض الأمينية. الوزن الجزيئي للقارات ICBM من الفئران والجرذان هو 14 كيلو دالتون. يحتوي الوزن الجزيئي المنخفض MBR على نفس تسلسلات الأحماض الأمينية في الأجزاء الطرفية N- و C من الجزيء كبقية ICBM ، لكنه يتميز بتخفيض حوالي 40 من بقايا الأحماض الأمينية. وتختلف نسبة هذه البروتينات الأساسية أثناء التطور: فالفئران الناضجة والفئران تحتوي على المزيد من الـ ICBM مع كتلة جزيئية تبلغ 14 كيلوباسكال من الـ MBDs بوزن جزيئي يبلغ 18 كيلو دالتون. اثنين من الأشكال الإسوية الأخرى من ICBMs ، كما وجدت في العديد من الكائنات الحية ، لها وزن جزيئي 21.5 و 17 كيلو دالتون ، على التوالي. يتم تشكيلها عن طريق التعلق بالهيكل الرئيسي لتسلسل متعدد الببتيدات يبلغ حوالي 3 كيلو دالتون.

الفصل الكهربي لبروتين المايلين يكشف عن بروتينات ذات وزن جزيئي أعلى. عددهم يعتمد على نوع الكائن الحي. على سبيل المثال ، يمكن أن يحتوي الفئران والجرذ على بروتينات تصل إلى 30٪ من الإجمالي. يختلف محتوى هذه البروتينات أيضًا وفقًا لعمر الحيوان: الأصغر سناً ، كلما قلت في عقلي الميلين ، ولكن كلما ازداد عدد البروتينات الموجودة فيه كان وزنه الجزيئي أعلى.

يمثل الإنزيم 2 '3'-nycleotide Z'-phosphodiesterase (CNP) نسبة مئوية من محتوى بروتين الميلين الكلي في خلايا الجهاز العصبي المركزي. هذا أكثر بكثير من الأنواع الأخرى من الخلايا. بروتين CNP ليس هو المكون الرئيسي للميلين المايلين ، فهو يتركز فقط في مناطق معينة من غشاء المايلين المرتبط بسيلوبلازم الخلية oligodendrocyte. يتم توطين البروتين في السيتوبلازم ، ولكن جزء منه يرتبط مع الهيكل الخلوي الغشائي - F-actin و tubulin. يمكن أن تكون الوظيفة البيولوجية لل CNP لتنظيم هيكل الهيكل الخلوي لتسريع عمليات النمو والتمايز في الخلايا قليلة التغصن.

إن البروتين السكري المرتبط بالمايلن (MAG) ، وهو مكون ثانوي من المايلين المنقى من الناحية الكمية ، له وزن جزيئي 100 كيلو دالتون ، موجود في الجهاز العصبي المركزي بكمية صغيرة (أقل من 1٪ من إجمالي البروتين). تمتلك MAG مجالًا وحيدًا عبر الغشاء يفصل الجزء خارج الخلوي الغليكوزيلاتي المرتبط بالجزيء المكون من خمسة مجالات شبيهة بالمناعة المناعية من المجال داخل الخلايا. هيكلها الكلي مشابه لبروتين التصاق الخلايا العصبية (NCAM).

MAG موجود في التعاقد، المايلين عديد الصفاحات، وإنما هو في الأغشية periaksonalnyh قليلة التغصن التي تشكل طبقات المايلين. يذكر أن periaksonalnaya دبقية قليلة التغصن غشاء - تقع الأقرب إلى غشاء البلازما من محور عصبي، ولكن مع ذلك هذه الأغشية اثنين لا تلتحم، ولكن تكون مفصولة الفجوة خارج الخلية. مثل هذا التوطين ميزة من MAG، وأن هذا البروتين يتعلق الفصيلة المناعي، يؤكد مشاركته في عمليات التصاق ونقل (إشارات) وبين الخلايا قليلة التغصن غمد المحوار mielinobrazuyuschimi خلال المايلين. بالإضافة إلى ذلك ، MAG هي واحدة من مكونات المادة البيضاء في الجهاز العصبي المركزي ، والتي تمنع نمو الخلايا العصبية في زراعة الأنسجة.

من البروتينات السكرية الأخرى من المادة البيضاء والمايلين ، ينبغي ملاحظة وجود جليكوبروتين صغيري ثنائي النواة (Mylin-oligodendrocytic glycoprotein، MOG). MOG عبارة عن بروتين عبر الغشاء يحتوي على مجال يشبه الغلوبولين المناعي. على عكس المجموعة الاستشارية للألغام (MAG) ، التي تقع في الطبقات الداخلية من المايلين ، فإن MOG مترجمة في طبقات سطحها ، لذلك يمكنها أن تشارك في نقل المعلومات خارج الخلية إلى الخلية oligodendrocyte.

يمكن تحديد كميات صغيرة من البروتينات الغشائية المميزة عن طريق الرحلان الكهربائي للهلام بولي أكريلاميد (PAGE) (على سبيل المثال ، tubulin). يُظهر الرحلان الكهربي عالي الدقة وجود بروتينات ثانوية أخرى من البروتين ؛ يمكن أن ترتبط بوجود عدد من أنزيمات غمد المايلين.

بروتينات المايلين PNS

يحتوي Myelin PNS على بعض البروتينات الفريدة ، بالإضافة إلى بعض البروتينات الشائعة مع بروتينات الـ CNS المايلين.

Р0 - البروتين الرئيسي المايلين PNS ، لديه كتلة جزيئية من 30 كيلو دالتون ، هو أكثر من نصف البروتينات PNS الميلين. من المثير للاهتمام ملاحظة أنه على الرغم من اختلافها عن PLP في تسلسل الأحماض الأمينية ، فإن مسارات التعديل والبنية بعد المترجم ، مع ذلك ، كلا من هذه البروتينات مهمة بنفس القدر لتشكيل بنية المايلين من CNS و PNS.

محتوى MBP في المايلين من PNS هو 5-18 ٪ من إجمالي كمية البروتين ، على النقيض من الجهاز العصبي المركزي ، حيث يصل جزءه إلى ثلث البروتين الكلي. نفس الأشكال الأربعة للبروتين MBP مع الأوزان الجزيئية من 21 و 18.5 و 17 و 14kDa ، على التوالي ، وجدت في المايلين من الجهاز العصبي المركزي موجودة أيضا في PNS. في القوارض البالغة ، تكون MBP مع كتلة جزيئية من 14 كيلو دالتون (وفقًا لتصنيف بروتينات الميالين الطرفية التي يطلق عليها "Pr") هي العنصر الأكثر أهمية في جميع البروتينات الكاتيونية. في المايلين من PNS ، هناك أيضا MBP مع كتلة جزيئية من 18 كيلو دالتون (في هذه الحالة يطلق عليه "البروتين P1"). وتجدر الإشارة إلى أن أهمية عائلة البروتين من MBP ليست كبيرة جدا لبنية المايلين من PNS ، أما بالنسبة للجهاز العصبي المركزي.

Glikoproteinı mielina NSP

يحتوي الـ PNS المايلين المضغوط على بروتين سكري ذو كتلة جزيئية تبلغ 22 كيلو دالتون ، يطلق عليها بروتين الميلين المحيطي 22 (PMP-22) ، الذي تقل نسبته عن 5٪ من إجمالي محتوى البروتين. يحتوي PMP-22 على أربعة مجالات عبر الغشاء ونطاق glycosylated واحد. لا يلعب هذا البروتين دورًا بنيويًا مهمًا. ومع ذلك ، فإن الشذوذات في الجين PMr-22 مسؤولة عن بعض الأمراض العصبية الوراثية البشرية.

قبل عدة عقود كان يعتقد أن المايلين يخلق غشاء خامل لا يؤدي أي وظائف كيميائية حيوية. ومع ذلك ، في وقت لاحق في المايلين ، تم الكشف عن عدد كبير من الانزيمات المشاركة في تركيب والأيض من مكونات المايلين. عدة الإنزيمات الموجودة في المايلين، والمشاركة في عملية التمثيل الغذائي فسفوإينوزيتيد: fosfatidilinozitolkinaza، difosfatidilinozitolkinaza الفوسفاتيز المقابلة وdiglitseridkinazy. هذه الانزيمات هي موضع اهتمام بسبب التركيز العالي من polyphosphoinositides في المايلين والتمثيل الغذائي السريع. هناك أدلة على وجود في المايلين من المستقبلات الكولينية المسكارينية ، G- البروتينات ، phospholipases C و E ، بروتين كيناز C.

كشف Myelin PNS عن Na / K-ATPase ، والذي يحمل نقل الكاتيونات أحادية التكافؤ ، وكذلك 6-نوكليوتيداز. يشير وجود هذه الإنزيمات إلى أن المايلين يمكن أن يشارك بنشاط في النقل المحوري.