Гангліозиди: загальні відомості.

Найскладніші з гліколіпідів – гангліозид містять один або більше залишків сіалова кислоти (NANA), які надають молекулам цих гліколіпідів негативний заряд . Особливо багато ганглиозидов міститься в плазматичній мембрані нейронів, де вони складають близько 6% загальної маси ліпідів. В даний час ідентифіковано більше 3О різних ганглиозидов .
Гангліозид синтезуються з цераміду шляхом послідовного приєднання активованих цукрів, що поставляються, наприклад, UDPGlc і UDPGal, і однією з сіалова кислот, як правило N-ацетілнейраміновой кислоти (рис. Біосинтез сфінголіпідів: метаболічна карта). Таким чином може утворитися велике число ганглиозидов із зростаючими молекулярними масами. Більшість ферментів, що каталізують перенесення залишків цукрів від нуклеотідсахаров (глікозілтрансферази), знаходяться в апараті Гольджі.
Гангліозид, структурні компоненти рецепторів, відносяться до групи глікосфінголіпідов, що містять малоактивних гідрофобну (церамід і жирні кислоти) і метаболічно високоактивну гідрофільну (олігосахарідную) частини. Олігосахарідний компонент ганглиозидов забезпечує їх велику різноманітність [Туманова С.Ю. 1985, Miceli G. 1977].
Більше 90% всіх ганглиозидов мозку представлені п’ятьма типами: GM1, GD1aльфа, GD1бета, GT1aльфа і GT1бета. Найбільш високий вміст ганглиозидов визначено в корі великого мозку, мозочку, хвостатому ядрі; в інших тканинах організму їх зміст мінімально [Глєбов Р.П., Крижановський Г.Н. 1978, Dal Toso R., Skaper S.D. 1988, Ledeen R.W. 1983, Rappoport M.M. 1980, Svennerholm L. 1984].
Гангліозид є маркерними ліпідами мембран нейронів і гліальних клітин, особливо в синаптичних ділянках, одним з основних компонентів нейрональних рецепторів [Miceli G. 1977, Toffano G., Savoini G.E. 1983]. Вони впливають на конформацію як ліпідної, так і білкової фаз мембрани, викликаючи збільшення жорсткості поверхневого шару, зменшення числа полярних і збільшення гідрофобних груп, а також зниження здатності навколишніх молекул до переорієнтації [Мірзоян С.А., Секоян Е.С. 1984, Туманова С.Ю., Прохорова М.І. 1982].
Динамічні процеси, що розвиваються на поверхні мембран, їх швидкість і інтенсивність впливають на проведення нервових імпульсів, освіта синаптичних контактів, сортування, передачу та зберігання інформації, а також на формування пам’яті [Туманова С.Ю. 1985, Туманова С.Ю., Прохорова М.І. 1982].
Гангліозид мають здатність до сильному взаємодії з іонами кальцію, дозволяють підтримувати постійну концентрацію вільного кальцію у пресинаптичної мембрани, забезпечуючи функціональну активність нервової клітини навіть при багаторазовій і тривалої стимуляції і беручи участь у процесах іонного транспорту [Крепе Е.М. 1981, Leskawa K.C., Rosenberg A. 1980, McDaniel R. 1985, Veh R., Avrova F. 1983]. Відмічені активуюча дію ганглиозидов на функціонування натрій-калієвої і магнієвої ATPази, нормалізуючий вплив на діяльність плазмових і мітохондріальних ферментів [Mahadic SP, Hawver DB 1989, Partington C.R. 1979].
Поверхневим маркером олігодендроглії і мієліну є гангліозид GM4, а гангліозид GD1бета, і гангліозид GT1бета – специфічними антигенами плазматичних мембран нейронів [Ando S., Chang NC 1978, Urban P.P., Harth S. 1980].
Встановлено, що гангліозид здатні зв’язувати серотонін і роблять вплив на дофамінергічних трансмісію [Gielen WZ 1968, Toffano G. 1984].
Специфічний антиген на поверхні холінергічних нервових закінчень також має гангліозідную природу. Можливо гангліозид беруть участь у впізнавання поверхні нейронів, специфічних за типом вироблюваного медіатора [Аврова Н.Ф. 1984].
Будучи частиною рецепторних комплексів, гангліозид беруть участь в імунній відповіді як антигени імунокомпетентних клітин і клітин-мішеней, тобто є специфічними маркерами зазначених клітин [Cahan LD 1982, Tai T. 1983]. Вони можуть здійснювати передачу інформації між різними типами імунокомпетентних клітин, служити модуляторами імунної відповіді [Синицина Є.В., Ліменовская А.Ф. 1985, Jensen M.L., Henriksen U. 1986]. Встановлено, що гангліозид GQ1бета робить сильний трофічну дію, аналогічну дії фактора росту нервів [Isuji S., Arita M. 1983].
Рецепторна функція ганглиозидов підтверджується також взаємодією їх з гормонами, зокрема гонадотропіном і тиреостимулирующего гормону [Lee AS 1976].
Обгрунтовано також припущення, що гангліозид знаходяться в тісній взаємодії з нейропептидами. Ймовірно, надаючи вплив на нейропептиди як з збудливими (субстанція Р, вазоактивний інтестинального пептид, ангіотензин), так і гальмівними (B-ендорфін, люліберін, соматостатин) ефектами, гангліозид в якійсь мірі беруть участь в реалізації кінцевого функціонального ефекту нейропептидів [Polak JM , Bloom SR 1979].
Підсумовуючи дані про поліфункціональному призначення ганглиозидов, можна зробити висновок, що вони є упізнаних молекулами мембран, вносять внесок у модифікацію мембранної поверхні, утворюють аніонний шар з вираженим спорідненістю до катіонів. Основними молекулярними функціями ганглиозидов є клітинне впізнавання і міжклітинні взаємодії; рецепція нейрональних мембран (взаємодія з нейромедіаторами, гормонами, антитілами, токсинами, катіонами); регуляція іонного мікрооточення і мембранного електрогенеза. Таким чином, гангліозид мають відношення до всіх основних функцій нейрона: проведенню нервового імпульсу, медіації, сінаптогенеза [Karpiak SE, Li YS 1986, Karpiak S.E., Hanadik S.P. 1990, Rotondo G., Meniero G. 1990]. Важливо відзначити, що екзогенні гангліозид, особливо GM1 при введенні в організм можуть включатися в структуру нейрональних мембран і викликати динамічні перебудови в ендогенних ганглиозидов [Carolei A., Fieschi C. 1991].

Гліколіпіди: функції
Про можливі функціях гліколіпідів існують лише здогадки. Наприклад, гангліозид Gм1 (рис. 6-13) діє як поверхневий рецептор для бактеріального токсину, що викликає виснажливий пронос при холері. Холерний токсин проникає всередину тільки тих клітин, у яких в плазматичній мембрані присутній гангліозид Gм1 (наприклад, епітеліальні клітини кишечнику). Хоча зв’язування бактеріальних токсинів не може бути нормальною функцією ганглиозидов, такі гліколіпіди, можливо, служать в якості рецепторів для певних медіаторів, що здійснюють нормальний зв’язок між клітинами.

Ліпідний бішар: формування
Більшість фосфоліпідів та гліколіпідів у водному середовищі мимовільно утворюють бішару. Отже, формування ліпідної основи біологічних мембран – це, по суті, процес самозбірки. Подібні ліпідного бішару замикаються самі на себе, утворюючи закриті відсіки (компартменти). В результаті усуваються вільні краї, на яких гідрофобні хвости могли б стикатися з водою. З тієї ж причини компартменти, побудовані з ліпідних бішару, прагнуть самі “заліковувати” свої пошкодження, стуляючи краю розірваних ділянок.

Comments are closed.