Mielina

La mielina es una formación única, cuya organización le permite conducir un impulso eléctrico a lo largo de la fibra nerviosa con un gasto energético mínimo. La cubierta de mielina es una estructura multicapa altamente organizada que consiste en membranas plasmáticas altamente estiradas y modificadas de las células de Schwann (en PNS) y oligodendroglial (en el sistema nervioso central).

El contenido de agua en mielina es de aproximadamente 40%. Una característica distintiva de la mielina en comparación con otras células es que contiene un promedio de 70% de lípidos y 30% de proteínas (basado en el peso seco). La mayoría de las membranas biológicas tienen una relación más alta de proteínas a lípidos.

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Lipitor red mielina

Todos los lípidos que se encuentran en el cerebro de rata, y están presentes en la mielina, t. E. No lípidos localiza exclusivamente en estructuras nemielinovyh (excepto la difosfatidilglitserola lípido mitocondrial específica). Lo contrario también es cierto: no existen lípidos de mielina que no se hayan encontrado en otras fracciones subcelulares del cerebro.

El cerebrósido es el componente más típico de la mielina. Con la excepción del período más temprano del desarrollo del cuerpo, la concentración de cerebroside en el cerebro es directamente proporcional a la cantidad de mielina que contiene. Solo 1/5 del contenido total de galactolípidos en mielina ocurre en forma sulfatada. Los cerebrósidos y las sulfátidas juegan un papel importante en la estabilidad de la mielina.

La mielina también se caracteriza por un alto nivel de sus principales lípidos: colesterol, galactolípidos comunes y plasmagenogeno que contiene etanolamina. Se encontró que hasta el 70% del colesterol del cerebro está en la mielina. Dado que casi la mitad de la sustancia blanca del cerebro puede consistir en mielina, es obvio que el cerebro contiene la mayor cantidad de colesterol en comparación con otros órganos. La alta concentración de colesterol en el cerebro, especialmente en la mielina, está determinada por la función principal del tejido neuronal: generar y conducir impulsos nerviosos. El alto contenido de colesterol en la mielina y la peculiaridad de su estructura conducen a una disminución en la fuga de iones a través de la membrana neuronal (debido a su alta resistencia).

La fosfatidilcolina también es una parte esencial de la mielina, aunque la esfingomielina está contenida en una cantidad relativamente pequeña.

La composición lipídica de la materia gris y la sustancia blanca del cerebro es claramente diferente de la de la mielina. La composición de la mielina del cerebro de todas las especies de mamíferos estudiadas es casi la misma; solo hay diferencias menores (por ejemplo, la mielina de rata tiene menos esfingomielina que el toro de mielina o el ser humano). Hay algunas variaciones, dependiendo de la ubicación de la mielina, por ejemplo, la mielina aislada de la médula espinal, tiene un valor más alto de la relación de lípidos a proteínas que la mielina del cerebro.

La mielina también contiene polifosfatidilinositoles, de los cuales la trifosfoinosítida es del 4 al 6% del fósforo total de mielina, y la difosfoinosítida es del 1 al 1,5%. Los componentes menores de la mielina incluyen al menos tres ésteres de cerebrósido y dos lípidos basados en glicerol; La mielina también contiene algunos alcanos de cadena larga. La mielina de mamíferos contiene de 0.1 a 0.3% de gangliósidos. La mielina contiene más monosialogangliósido en M1 en comparación con lo que se encuentra en las membranas del cerebro. La mielina de muchos organismos, incluidos los humanos, contiene un gangliósido único de sialozilgalactosilceramida OM4.

Lipitor mielina NSP

Los lípidos de mielina del sistema nervioso periférico y central son cualitativamente similares, pero existen diferencias cuantitativas entre ellos. Myelin PNS contiene menos cerebrósidos y sulfatidas y significativamente más esfingomielina que mielina CNS. Es interesante observar la presencia de gangliósido OMP característico de mielina PTS de algunos organismos. Las diferencias en la composición de los lípidos de mielina del sistema nervioso central y periférico no son tan significativas como sus diferencias en la composición de proteínas.

Proteínas de mielina del sistema nervioso central

La composición proteica de la mielina del sistema nervioso central es más simple que la de otras membranas cerebrales, y está representada principalmente por proteolípidos y proteínas básicas, que constituyen el 60-80% del total. Las glicoproteínas están presentes en cantidades mucho más pequeñas. El sistema nervioso central de mielina contiene proteínas únicas.

Para la mielina, el SNC humano se caracteriza por la prevalencia cuantitativa de dos proteínas: una proteína de mielina catiónica con carga positiva (MBP) y proteína de proteina de mielina (PLP). Estas proteínas son los principales constituyentes de la mielina del sistema nervioso central de todos los mamíferos.

El proteolípido de mielina PLP (proteína proteolípida), también conocida como proteína Folca, tiene la capacidad de disolverse en solventes orgánicos. El peso molecular del PLP es de aproximadamente 30 kD (Da-Dalton). Su secuencia de aminoácidos es extremadamente conservadora, la molécula forma varios dominios. La molécula de PLP incluye tres ácidos grasos, generalmente palmítico, oleico y esteárico, unidos a radicales de aminoácidos por enlace de éter.

El CNS de mielina contiene cantidades algo menores de otro proteolípido, el DM-20, llamado así por su peso molecular (20 kDa). Tanto el análisis de ADN como la clarificación de la estructura primaria mostraron que DM-20 está formado por la escisión de 35 residuos de aminoácidos de la proteína PLP. Durante el desarrollo, el DM-20 aparece antes que el PLP (en algunos casos, incluso antes de la aparición de la mielina); sugieren que además del papel estructural en la formación de mielina, puede participar en la diferenciación de oligodendrocitos.

Al contrario de la noción de que el PLP es necesario para la formación de mielina compacta multilamelar, el proceso de formación de mielina en ratones noqueados por PLP / DM-20 se produce con solo pequeñas desviaciones. Sin embargo, en tales ratones, la esperanza de vida se reduce y la movilidad general se ve afectada. Por el contrario, las mutaciones de origen natural en PLP, incluida su expresión aumentada (sobreexpresión normal de PLP), tienen serias consecuencias funcionales. Cabe señalar que cantidades significativas de proteínas PLP y DM-20 están presentes en el SNC, también hay un ARN matricial para PLP en el SNP, y se sintetiza una pequeña cantidad de proteína allí, pero no se incluye en la mielina.

Proteína mielina catiónico (MBP) ha atraído la atención de los investigadores debido a su naturaleza antigénica - cuando se administra a los animales que provoca una respuesta autoinmune, una denominada encefalomielitis alérgica experimental, que es un modelo de severa neurodegenerativa enfermedad - esclerosis múltiple.

La secuencia de aminoácidos de MBP en muchos organismos está altamente conservada. MBP se encuentra en el lado citoplásmico de las membranas de mielina. Tiene un peso molecular de 18,5 kD y está desprovisto de signos de una estructura terciaria. Esta proteína básica revela microheterogeneidad durante la electroforesis en condiciones alcalinas. La mayoría de los mamíferos estudiados contenían diferentes cantidades de isoformas de MBP que tenían una parte común significativa de la secuencia de aminoácidos. El peso molecular de los ICBM de ratones y ratas es de 14 kDa. Una MBR de bajo peso molecular tiene las mismas secuencias de aminoácidos en las partes terminales N y C de la molécula que el resto de la ICBM, pero se caracteriza por una reducción de aproximadamente 40 residuos de aminoácidos. La proporción de estas proteínas básicas varía durante el desarrollo: las ratas y ratones maduros tienen más ICBM con una masa molecular de 14 kDa que las MBD con un peso molecular de 18 kDa. Otras dos isoformas de ICBM, también encontradas en muchos organismos, tienen un peso molecular de 21.5 y 17 kDa, respectivamente. Se forman por unión a la estructura principal de una secuencia polipeptídica de aproximadamente 3 kDa.

La separación electroforética de las proteínas de la mielina revela proteínas con un mayor peso molecular. Su número depende del tipo de organismo. Por ejemplo, un ratón y una rata pueden contener tales proteínas hasta en un 30% del total. El contenido de estas proteínas también varía según la edad del animal: cuanto más joven es, menos en la mielina de mi cerebro, pero cuantas más proteínas tiene un mayor peso molecular.

La enzima 2 '3'-nucleótido cíclico Z'-fosfodiesterasa (CNP) representa un porcentaje del contenido total de proteína de mielina en las células del SNC. Esto es mucho más que en otros tipos de células. La proteína CNP no es el componente principal de la mielina compacta, se concentra solo en ciertas áreas de la vaina de mielina asociada con el citoplasma de los oligodendrocitos. La proteína se localiza en el citoplasma, pero parte de ella está asociada con el citoesqueleto de la membrana - F-actina y tubulina. La función biológica de CNP puede ser regular la estructura del citoesqueleto para acelerar los procesos de crecimiento y la diferenciación en oligodendrocitos.

Mielinassotsiirovanny glicoproteína (MAG) - cuantitativamente componente menor de la mielina purificada tiene un peso molecular de 100 kD, que se encuentra en el SNC en una pequeña cantidad (menos de 1% de la proteína total). MAG tiene un único dominio transmembrana que separa la porción extracelular altamente glicosilada de la molécula compuesta por cinco dominios similares a inmunoglobulinas del dominio intracelular. Su estructura total es similar a la proteína de adhesión celular neuronal (NCAM).

MAG no está presente en una mielina compacta, multilaminar, sino que está localizada en las membranas periaxonales de los oligodendrocitos que forman las capas de mielina. Recordemos que periaksonalnaya membrana de oligodendrocitos - situado más cerca de la membrana plasmática del axón, pero sin embargo estas dos membranas no se fusionan, pero están separados por brecha extracelular. Tal localización característica de MAG, y que esta proteína se refiere a la superfamilia de inmunoglobulinas, confirma su participación en los procesos de adhesión y de transferencia (de señalización) y entre los oligodendrocitos axolemma mielinobrazuyuschimi durante la mielinización. Además, MAG es uno de los componentes de la sustancia blanca del SNC, que inhibe el crecimiento de neuritas en el cultivo de tejidos.

Glicoproteínas de otra sustancia blanca y cabe señalar menor mielinoligodendrotsitarny mielina glicoproteína (glicoproteína de mielina oligodendrocíticos, MOG). MOG es una proteína transmembrana que contiene un solo dominio similar a inmunoglobulina. En contraste con la MAG, que se encuentra en las capas internas de la mielina, de MOG está localizada en las capas superficiales, en virtud de los cuales pueden estar implicados en la transmisión de información extracelular para oligodendrocitos.

Se pueden identificar pequeñas cantidades de proteínas de membrana características mediante electroforesis en gel de poliacrilamida (PAGE) (por ejemplo, tubulina). La electroforesis de alta resolución demuestra la presencia de otras bandas menores de proteína; pueden asociarse con la presencia de varias enzimas de vainas de mielina.

Proteínas de mielina PNS

Myelin PNS contiene algunas proteínas únicas, así como algunas proteínas comunes con proteínas del mielina CNS.

Р0 - la proteína principal mielina PNS, tiene una masa molecular de 30 kDa, es más de la mitad de las proteínas mielina PNS. Es interesante observar que, aunque difiere del PLP en la secuencia de aminoácidos, las rutas de modificación y estructura postraduccional, sin embargo, estas dos proteínas son igualmente importantes para la formación de la estructura de mielina del SNC y del SNP.

El contenido de MBP en mielina de PNS es 5-18% de la cantidad total de proteína, en contraste con el SNC, donde su fracción alcanza un tercio de la proteína total. Las mismas cuatro formas de proteína MBP con pesos moleculares de 21, 18.5, 17 y 14 kDa, respectivamente, que se encuentran en la mielina del sistema nervioso central también están presentes en el SNP. En roedores adultos, la MBP con una masa molecular de 14 kDa (de acuerdo con la clasificación de las proteínas periféricas de mielina se denominó "Pr") es el componente más significativo de todas las proteínas catiónicas. En la mielina del PNS, también hay una MBP con una masa molecular de 18 kDa (en este caso se denomina "proteína P1"). Cabe señalar que la importancia de la familia de proteínas de MBP no es tan grande para la estructura de mielina de PNS, como para el SNC.

Glikoproteinı mielina NSP

La mielina PNS compacta contiene una glicoproteína con una masa molecular de 22 kDa, llamada proteína periférica de mielina 22 (PMP-22), cuya proporción es inferior al 5% del contenido total de proteína. PMP-22 tiene cuatro dominios transmembrana y un dominio glicosilado. Esta proteína no juega un papel estructural significativo. Sin embargo, las anomalías del gen pmr-22 son responsables de ciertas neuropatologías humanas hereditarias.

Hace varias décadas se creía que la mielina crea una membrana inerte que no realiza ninguna función bioquímica. Sin embargo, más tarde en la mielina, se detectó una gran cantidad de enzimas implicadas en la síntesis y el metabolismo de los componentes de la mielina. Varias enzimas presentes en la mielina, que participan en el metabolismo de fosfoinosítido: fosfatidilinozitolkinaza, difosfatidilinozitolkinaza correspondiente fosfatasa y diglitseridkinazy. Estas enzimas son de interés debido a la alta concentración de polifosfoinosítidos en la mielina y su rápido metabolismo. Existe evidencia de la presencia en mielina de receptores colinérgicos muscarínicos, proteínas G, fosfolipasas C y E, proteína quinasa C.

Myelin PNS reveló Na / K-ATPasa, que lleva el transporte de cationes monovalentes, así como 6'-nucleotidasa. La presencia de estas enzimas sugiere que la mielina puede participar activamente en el transporte axonal.