Mielina

Myelin é uma formação única, cuja organização permite que você realize um impulso elétrico ao longo da fibra nervosa com um gasto energético mínimo. A bainha de mielina é uma estrutura multicamada altamente organizada que consiste em membranas plasmáticas altamente esticadas e modificadas das células de Schwann (em PNS) e oligodendrogliais (no sistema nervoso central).

O teor de água na mielina é de cerca de 40%. Uma característica distintiva da mielina em comparação com outras células é que contém em média 70% de lipídios e 30% de proteína (com base no peso seco). A maioria das membranas biológicas possui uma proporção maior de proteínas para lipídios.

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Alimentação Lipitor mielina

Todos os lipídios encontrados no cérebro do rato estão presentes na mielina, ou seja, não há lipídios localizados exclusivamente nas estruturas não mielínicas (com exceção do lipossolipidilglicerol lipídico mitocondrial específico). O inverso também é verdadeiro: não existem tais lipídios de mielina que não teriam sido encontrados em outras frações subcelulares do cérebro.

Cerebroside é o componente mais típico da mielina. Com exceção do período mais antigo do desenvolvimento do corpo, a concentração de cerebroside no cérebro é diretamente proporcional à quantidade de mielina nele. Apenas 1/5 do teor total de galactolípidos na mielina ocorre em forma sulfatada. Cerebrosides e sulfatides desempenham um papel importante na estabilidade da mielina.

A mielina também é caracterizada por um alto nível de lipídios principais - colesterol, galactolípidos comuns e plasmalogênio contendo etanolamina. Verificou-se que até 70% do colesterol do cérebro está na mielina. Uma vez que quase metade da matéria branca do cérebro pode consistir em mielina, é óbvio que o cérebro contém a maior quantidade de colesterol em comparação com outros órgãos. A alta concentração de colesterol no cérebro, especialmente na mielina, é determinada pela função principal do tecido neuronal - gerar e conduzir impulsos nervosos. O alto teor de colesterol na mielina ea peculiaridade da sua estrutura levam a uma diminuição do vazamento de íons através da membrana do neurônio (devido à sua alta resistência).

A fosfatidilcolina também é uma parte essencial da mielina, embora a esfingomielina esteja contida em uma quantidade relativamente pequena.

A composição lipídica da matéria cinzenta e da matéria branca do cérebro é claramente diferente da mielina. A composição da mielina do cérebro de todas as espécies de mamíferos estudadas é quase a mesma; há apenas pequenas diferenças (por exemplo, a mielina de ratos tem menos esfingomielina do que mielina de touro ou humana). Existem algumas variações, dependendo da localização da mielina, por exemplo, mielina isolada da medula espinhal, possui um valor maior da relação lipídico a proteína do que a mielina do cérebro.

A mielina também contém polifosfatidilinositóis, dos quais o trifosfoinositide é de 4 a 6% do fósforo total de mielina e o difosfoinositide é de 1 a 1,5%. Os componentes menores da mielina incluem pelo menos três ésteres de cerebroside e dois lipídios à base de glicerol; A mielina também contém alguns alcanos de cadeia longa. A mielina de mamíferos contém de 0,1 a 0,3% de gangliósidos. A mielina contém mais monosialogangliósido em M1 em comparação com o que se encontra nas membranas do cérebro. A mielina de muitos organismos, incluindo humanos, contém um gangliósido único de sialozilgalactosilceramida OM4.

Lipitor mielina NSP

Os lípidos de mielina do sistema nervoso periférico e central são qualitativamente similares, mas existem diferenças quantitativas entre eles. Myelin PNS contém menos cerebrósidos e sulfatidas e significativamente mais esfingomielina do que o mieloma CNS. É interessante notar a presença de gangliosídeo OMP característico de mielina PTS de alguns organismos. As diferenças na composição dos lipídios de mielina do sistema nervoso central e periférico não são tão significativas quanto as suas diferenças na composição protéica.

Proteínas de mielina do sistema nervoso central

A composição protéica da mielina do sistema nervoso central é mais simples do que a de outras membranas cerebrais e é representada principalmente por proteolípidos e proteínas básicas, que constituem 60 a 80% do total. As glicoproteínas estão presentes em quantidades muito menores. O sistema nervoso central de mielina contém proteínas únicas.

Para a mielina, o SNC humano é caracterizado pela prevalência quantitativa de duas proteínas: uma proteína de mielina catiônica carregada positivamente (MBP) e proteína proteolipídica de mielina (PLP). Essas proteínas são os principais constituintes da mielina do sistema nervoso central de todos os mamíferos.

O PLP proteolípido de mielina (proteína proteolípida), também conhecido como proteína Folca, tem a capacidade de dissolver em solventes orgânicos. O peso molecular do PLP é de aproximadamente 30 kD (Da-Dalton). Sua sequência de aminoácidos é extremamente conservadora, a molécula forma vários domínios. A molécula PLP inclui três ácidos gordurosos, geralmente palmíticos, oleicos e esteáricos, ligados a radicais de aminoácidos por ligação éter.

O SNC de mielina contém quantidades um pouco menores de outro proteolípido - DM-20, com o nome de seu peso molecular (20 kDa). Tanto a análise de DNA quanto o esclarecimento da estrutura primária mostraram que o DM-20 é formado pela clivagem de 35 resíduos de aminoácidos da proteína PLP. Durante o desenvolvimento, o DM-20 aparece mais cedo do que o PLP (em alguns casos, mesmo antes da aparência da mielina); sugerem que, além do papel estrutural na formação de mielina, ele pode participar da diferenciação de oligodendrócitos.

Contrariamente à noção de que o PLP é necessário para a formação de mielina multilamelar compacta, o processo de formação de mielina em camundongos nocauteados por PLP / DM-20 ocorre com apenas desvios menores. No entanto, em tais ratos, a expectativa de vida é reduzida e a mobilidade geral é prejudicada. Em contraste, as mutações naturais no PLP, incluindo a sua expressão aumentada (sobreexpressão PLP normal), têm sérias conseqüências funcionais. Deve notar-se que quantidades significativas de proteínas PLP e DM-20 estão presentes no SNC, há também um ARN matricial para PLP na PNS, e uma pequena quantidade de proteína é sintetizada lá, mas não está incluída na mielina.

Catiónico proteína de mielina (MBP) tem atraído a atenção dos investigadores devido ao seu carácter antigénico - quando administrada a animais que provoca uma resposta auto-imune, um assim chamado encefalomielite alérgica experimental, que é um modelo de doença neurodegenerativa grave - a esclerose múltipla.

A sequência de aminoácidos de MBP em muitos organismos é altamente conservada. A MBP está localizada no lado citoplasmático das membranas de mielina. Tem um peso molecular de 18,5 kD e está desprovido de sinais de uma estrutura terciária. Esta proteína básica revela microheterogeneidade durante a eletroforese em condições alcalinas. A maioria dos mamíferos estudados continha diferentes quantidades de isoformas de MBP com uma parte comum significativa da sequência de aminoácidos. O peso molecular de ICBM de ratos e ratos é de 14 kDa. Um MBR de baixo peso molecular tem as mesmas sequências de aminoácidos nas partes N- e C-terminal da molécula como o resto do ICBM, mas é caracterizado por uma redução de cerca de 40 resíduos de aminoácidos. A proporção destas proteínas básicas varia durante o desenvolvimento: ratos e ratos maduros têm mais ICBMs com uma massa molecular de 14 kDa do que MBDs com um peso molecular de 18 kDa. Duas outras isoformas de ICBMs, também encontradas em muitos organismos, têm um peso molecular de 21,5 e 17 kDa, respectivamente. Eles são formados por ligação à estrutura principal de uma sequência polipeptídica de cerca de 3 kDa.

A separação eletroforética das proteínas da mielina revela proteínas com maior peso molecular. O número deles depende do tipo de organismo. Por exemplo, um rato e um rato podem conter tais proteínas até 30% do total. O conteúdo dessas proteínas também varia de acordo com a idade do animal: quanto mais jovem, menor é a mielina do meu cérebro, mas as proteínas dele têm maior peso molecular.

A enzima 2 '3' - nucleótido cíclico Z'-fosfodiesterase (CNP) representa vários por cento do teor total de proteína de mielina em células do SNC. Isso é muito mais do que em outros tipos de células. A proteína CNP não é o principal componente da mielina compacta, é concentrada apenas em certas áreas da bainha de mielina associadas ao citoplasma do oligodendrócito. A proteína está localizada no citoplasma, mas parte dela está associada ao citoesqueleto de membrana - F-actina e tubulina. A função biológica do CNP pode ser regular a estrutura do citoesqueleto para acelerar processos de crescimento e diferenciação em oligodendrócitos.

A glicoproteína associada à mielina (MAG), um componente menor da mielina purificada em termos quantitativos, tem um peso molecular de 100 kDa, está presente no SNC em pequena quantidade (menos de 1% da proteína total). O MAG possui um único domínio transmembranar que separa a porção extracelular altamente glicosilada da molécula composta por cinco domínios semelhantes a imunoglobulinas do domínio intracelular. Sua estrutura total é semelhante à proteína de adesão celular neuronal (NCAM).

O MAG não está presente em uma mielina compacta e multilamelar, mas está localizado nas membranas peri-axonais de oligodendrócitos formando camadas de mielina. Lembre-se de que a membrana peri-axonal do oligodendrócito está mais próxima da membrana plasmática do axônio, mas, no entanto, essas duas membranas não se fundem, mas são separadas por uma lacuna extracelular. Uma característica semelhante da localização do MAG, bem como o fato de que esta proteína pertence à superfamília das imunoglobulinas, confirma seu envolvimento nos processos de adesão e transmissão de informação (sinalização) entre axolemma e oligodendrócitos formadores de mielina durante a mielinização. Além disso, o MAG é um dos componentes da substância branca do SNC, que inibe o crescimento de neurites na cultura de tecidos.

Das outras glicoproteínas de matéria branca e mielina, deve notar-se uma pequena glicoproteína mielodilenotrolítica mielinoligendrocítica (glicoproteína mielin-oligodendrocítica, MOG). O MOG é uma proteína transmembranar contendo um único domínio semelhante a imunoglobulina. Ao contrário do MAG, que está localizado nas camadas internas da mielina, o MOG está localizado nas suas camadas superficiais, de modo que pode participar da transferência de informação extracelular para o oligodendrócito.

Pequenas quantidades de proteínas de membrana características podem ser identificadas por eletroforese em gel de poliacrilamida (PAGE) (por exemplo, tubulina). A eletroforese de alta resolução demonstra a presença de outras bandas menores de proteínas; eles podem ser associados à presença de várias enzimas da bainha de mielina.

Proteínas de mielina PNS

Myelin PNS contém algumas proteínas únicas, bem como algumas proteínas comuns com proteínas de mielina CNS.

Р0 - a principal proteína mielina PNS, tem uma massa molecular de 30 kDa, é mais da metade das proteínas mielina PNS. É interessante notar que, embora difira do PLP na sequência de aminoácidos, os caminhos da modificação e da estrutura pós-tradução, no entanto, ambas as proteínas são igualmente importantes para a formação da estrutura da mielina do SNC e PNS.

O conteúdo de MBP na mielina do PNS é de 5-18% da quantidade total de proteína, em contraste com o SNC, onde sua fração atinge um terço da proteína total. As mesmas quatro formas de proteína MBP com pesos moleculares de 21, 18,5, 17 e 14 kDa, respectivamente, encontradas na mielina do sistema nervoso central também estão presentes no PNS. Em roedores adultos, MBP com uma massa molecular de 14 kDa (de acordo com a classificação das proteínas da mielina periférica, denominada "Pr") é o componente mais significativo de todas as proteínas catiónicas. Na mielina do PNS, há também MBP com uma massa molecular de 18 kDa (neste caso, é chamado de "proteína P1"). Deve-se notar que a importância da proteína família de MBP não é tão grande para a estrutura de mielina do SNP, como para o SNC.

Glikoproteinı mielina NSP

A PNS de mielina compacta contém uma glicoproteína com uma massa molecular de 22 kDa, denominada proteína de mielina periférica 22 (PMP-22), cuja proporção é inferior a 5% do teor total de proteína. PMP-22 tem quatro domínios transmembranares e um domínio glicosilado. Esta proteína não desempenha um papel estrutural significativo. No entanto, as anomalias do gene pmr-22 são responsáveis por certas neuropatologias humanas hereditárias.

Várias décadas atrás, acreditava-se que a mielina cria uma membrana inerte que não desempenha nenhuma função bioquímica. No entanto, mais tarde na mielina, um grande número de enzimas envolvidas na síntese e metabolismo dos componentes da mielina foram detectados. Uma série de enzimas presentes na mielina estão incluídas no metabolismo de fosfoinositidos: fosfatidilinositolkinase, difosfatidilinositolkinase, as fosfatases correspondentes e diglicerídeos quinases. Essas enzimas são de interesse devido à alta concentração de polifosoinoinitides na mielina e seu metabolismo rápido. Há evidências da presença na mielina de receptores colinérgicos muscarínicos, proteínas G, fosfolipases C e E, proteína quinase C.

Myelin PNS revelou Na / K-ATPase, que transporta o transporte de catiões monovalentes, bem como 6'-nucleotidase. A presença dessas enzimas sugere que a mielina pode participar ativamente do transporte axonal.