Bài giảng hóa sinh thần kinh

MỤC TIÊUSinh viên cần trình bày được:  Thành phần cấu tạo đặc biệt và chuyểnhóa cơ bản trong tổ chức thần kinh  Dẫn truyền xung động thần kinh trênsợi trục và sinap  Các chất dẫn truy

HÓA SINH THẦN KINH

Nguyễn Thị Thanh Hải

BM Hóa Sinh, ĐH YHN

MỤC TIÊU

Sinh viên cần trình bày được:

 Thành phần cấu tạo đặc biệt và chuyểnhóa cơ bản trong tổ chức thần kinh

 Dẫn truyền xung động thần kinh trênsợi trục và sinap

 Các chất dẫn truyền thần kinh: cấu tạo, phân loại, chức năng, chuyển hóa

 Nghiên cứu mô thần kinh giúp giải thích

cơ chế, ứng dụng điều trị hiệu quả một

số bệnh

Phần 1:

Cấu tạo và chuyển hóa trong tổ chức thần kinh

Giải phẫu thần kinh

Cấu tạo hóa học chung

 Thần kinh là mô có tính tổ chức cao bao

gồm:

- Tế bào thần kinh – neuron: 10 11 – 10 13 tế bào

- Tế bào thần kinh đệm: số lượng gấp 10 lần neuron Gồm 5 loại (tế bào sợi, tế bào hình sao, tế bào đệm ít gai, vi tế bào TK đệm, tế

bào màng não thất)

- Các thành phần trung mô

Cấu tạo hóa học chung

Chất hữu cơ:

• Protein: có tỷ lệ khác nhau ở chất xám và

chất trắng

- Chất xám tỷ lệ protid cao hơn lipid

- Chất trắng tỷ lệ lipid cao hơn protid

• Lipid: chứa nhiều acid béo chưa no mạch

dài như acid arachidonic

• Glucid: chứa ít glucid dự trữ

Nước và các chất vô cơ:

- Nước 78%, chất xám tỷ lệ nước nhiều hơn chất trắng

- Các chất vô cơ: anion ít hơn cation → nồng

độ acid amin cao trong não bù trừ lượng thiếu hụt anion

Cấu tạo hóa học chung

- NGF (Nerve growth factors): Là một họ protein

gây nên sự phì đại, tăng chuyển hóa của tế bào thần kinh, phát triển các quá trình cảm xúc

- Các nucleoprotein: liên quan đến trí nhớ,

chứa protein giàu phospho

- Các protein đặc biệt: Peptid trí nhớ

(scotophobin, amelitin, catabatmophobin)

- Gangliosid: Có nhiều ở chất xám, đặc biệt

màng sinap, tham gia dẫn truyền thần kinh Rối loạn chuyển hóa gangliosid di truyền – bệnh Tay-Saeh – gây tăng nồng độ gangliosid cao trong não

Các hợp chất đặc biệt

Chuyển hóa chất

trong tổ chức thần kinh

 Thiếu oxy gây tổn thương trực tiếp vàquá trình chuyển hóa mô não, quá 6phút gây tổn thương não không hồiphục

 Chuyển hóa glucid trong não không ảnhhưởng trực tiếp bởi insulin

 Glucose dự trữ trong não thấp, chủ yếuđược cung cấp trực tiếp từ máu

 Khi đói thể cetonic thay thế 75% nănglương cung cấp cho não

 Chu trình chuyển hóa hiếu khí hoạt độngtối đa cung cấp ATP cho tổng hợp các chấtdẫn truyền thần kinh, duy trì điện thế…

Chuyển hóa glucid

Chuyển hóa acid amin và protein

- Chuyển hóa acid amin và protein đều xảy

ra với tốc độ quay vòng nhanh

- Acid amin vận chuyển tích cực qua hàng

rào máu não, chủ yếu aspartat, glutamate

và các sản phẩm chuyển hóa của chúng

- Một số chuyển hóa acid amin riêng biệt chỉ

có ở mô thần kinh

- Chuyển hóa protein liên quan đến trí nhớ,

nhận thức

 Lipid đổi mới với tốc độ rất chậm ở não

trưởng thành, khoảng 20% trong 1 tuần(ở gan là 50% trong 24h)

 Chuyển hóa acid nucleic: tương tự như

các tổ chức khác

Chuyển hóa lipid và acid nucleic

Phần 2:

Sự truyền xung thần kinh

Sự dẫn truyền xung thần kinh

Gồm 2 kiểu tín hiệu:

 Tín hiệu điện: dẫn truyền tín hiệu trong

neuron, hoặc neuron – neuron

 Tín hiệu hóa học: dẫn truyền tín hiệu

nối các neuron với nhau và với các tổ

chức khác

Điện thế màng

-70mV

Bơm Na+ - K+ ATPase

Sự tạo xung động thần kinh

Dẫn truyền trên sợi trục có myelin

Cấu tạo synap

Phân loại synap

 Synap điện: cho phép tín hiệu truyền

nhanh từ tế bào – tế bào

 Synap hóa học: chất dẫn truyền tác dụngtheo 2 cơ chế

- Gắn trực tiếp vào kênh ion

- Gắn vào receptor, giải phóng chất truyềntin thứ 2 để tác động lên kênh ion

Dẫn truyền xung động thần kinh

Axon

bao myelin

Kết thúc tín hiệu ở synap

Sau khi tín hiệu đã được truyền qua

synap gây khử cực màng hậu synap, chấtdẫn truyền thần kinh ngay lập tức bị mấttác dụng nhờ 3 cách:

 Chuyển hóa

 Tái hấp thu

 Khuếch tán

Phần 3:

Các chất trung gian hóa học trong tổ chức thần kinh

Tiêu chuẩn

chất dẫn truyền thần kinh (6)

 Được tìm thấy ở đầu tận cùng sợi trục

neuron

 Ở neuron có các enzym tổng hợp chất này

 Khi có kích thích trong điều kiện sinh lý làm giải phóng được chúng

 Có cơ chế kết thúc nhanh chóng tác dụng của chúng ở synap

 Tác động trực tiếp lên đầu sợi hậu synap

 Yếu tố nào làm thay đổi chuyển hóa chất đó thì cũng làm ảnh hưởng đến dẫn truyền

thần kinh

Phân loại chất dẫn truyền thần kinh

 Theo tác dụng:

- Kích thích: Ach, dopamin, chất P…

- Ức chế: GABA, taurin, glycin…

 Theo trọng lượng phân tử:

- Trọng lượng phân tử nhỏ: Ach, histamin…

- Trọng lượng phân tử lớn (các peptid thần

kinh): chất P, các endorphin, các

enkephalin, somatostatin, angiotensin I và II

Tổng hợp acetyl cholin

Thoái hóa acetyl cholin

Cơ chế hoạt động của acetyl cholin

- Bao gồm: adrenalin, noradrenalin,

dopamine và các sản phẩm của chúng

- Tác dụng: dẫn truyền sau hạch giao

cảm Ngoài ra còn có tác dụng điều hòa tâm trạng hình thành cảm xúc

- Tổng hợp từ acid amin phenyl

alanin và tyrosin

Thoái hóa catecholamin

 Tổng hợp từ tryptophan

 Tác dụng: nồng độ thấp làm kích thích hạch thần kinh, nồng độ cao

cholinesterase

Tổng hợp serotonin

Thoái hóa serotonin

 Tác dụng ngược với serotonin

 Tổng hợp từ histidin

 Bất hoạt bởi quá trình khử amin oxy hóa

Tổng hợp histamin

GABA – g -amino butiric acid

 GABA là chất ức chế dẫn truyền thần kinh

 Có vai trò quan trọng trong chuyển hóanăng lượng khi thiếu oxy

 Tổng hợp từ glutamat

Chất dẫn truyền thần kinh phân tử lớn

 Chất P: 11 acid amin, kích thích dẫn

truyền cảm giác đau

 Các endorphin: morphin nội sinh, ức

chế dẫn truyền cảm giác đau

 Các enkephalin: là các pentapeptid

(5aa), tác dụng giảm đau

 Somatostatin: 14aa, ức chế bài tiết GH

 Angiotensin I (10aa) và II (8aa)

Tổng kết

 Tổ chức thần kinh có cấu trúc và chuyểnhóa đặc biệt đảm bảo chức năng điều

khiển mọi hoạt động của cơ thể

 Truyền tín hiệu trong tổ chức thần kinhnhờ tín hiệu điện và hóa học (synap)

 Các chất dẫn truyền thần kinh: kích thích

và ức chế