Mielin

Myelin adalah formasi yang unik, pengorganisasian yang memungkinkan Anda melakukan impuls listrik di sepanjang serat saraf dengan pengeluaran energi minimal. Selubung myelin adalah struktur multilayer yang sangat terorganisir yang terdiri dari membran plasmatik yang sangat membentang dan dimodifikasi pada sel Schwann (dalam PNS) dan oligodendroglial (dalam sistem saraf pusat).

Kandungan air di myelin sekitar 40%. Fitur khas myelin dibandingkan dengan sel lainnya adalah mengandung lemak 70% rata-rata dan protein 30% (berdasarkan berat kering). Sebagian besar membran biologis memiliki rasio protein yang lebih tinggi terhadap lipid.

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

Induk Lipitor mielina

Semua lipid yang ditemukan di otak tikus ada di myelin, yaitu tidak ada lipid yang terlokalisasi secara eksklusif pada struktur non-myelin (kecuali lipokrin difosfatidilgliserol mitokondria spesifik). Kebalikannya juga benar: tidak ada lipida myelin seperti itu yang tidak ditemukan pada fraksi subselular otak lainnya.

Cerebroside adalah komponen myelin yang paling khas. Kecuali periode perkembangan tubuh yang paling awal, konsentrasi cerebroside di otak berbanding lurus dengan jumlah mielin di dalamnya. Hanya 1/5 dari total kandungan galaktolipid dalam mielin terjadi dalam bentuk sulfat. Cerebrosides dan sulfatides berperan penting dalam stabilitas mielin.

Myelin juga ditandai dengan lipid utama yang tinggi - kolesterol, galaktolipid umum dan plasmalogen yang mengandung etanol. Ditemukan bahwa sampai 70% kolesterol otak ada di myelin. Karena hampir setengah materi putih otak bisa terdiri dari myelin, jelas bahwa otak mengandung kolesterol dalam jumlah besar dibandingkan organ lainnya. Konsentrasi kolesterol tinggi di otak, terutama pada myelin, ditentukan oleh fungsi utama jaringan neuron - untuk menghasilkan dan melakukan impuls saraf. Kandungan kolesterol tinggi pada myelin dan keganjilan strukturnya menyebabkan penurunan kebocoran ion melalui membran neuron (karena resistansi tinggi).

Fosfatidilkolin juga merupakan bagian penting mielin, walaupun sphingomyelin terkandung dalam jumlah yang relatif kecil.

Komposisi lipid dari kedua materi abu-abu dan materi putih otak jelas berbeda dengan mielin. Komposisi mielin otak semua spesies mamalia yang dipelajari hampir sama; Hanya ada sedikit perbedaan (misalnya, rat myelin kurang sphingomyelin dibanding myelin bull atau manusia). Ada beberapa variasi, tergantung pada lokasi myelin, misalnya myelin yang diisolasi dari sumsum tulang belakang, memiliki nilai rasio lipid terhadap protein lebih tinggi daripada myelin dari otak.

Myelin juga mengandung polifosfatidilinositol, dimana triposfoinositida adalah 4 sampai 6% dari total myelin phosphorus, dan diphosphoinositide adalah dari 1 sampai 1,5%. Komponen mielin minor mencakup paling sedikit tiga ester serebrosida dan dua lipid berdasarkan gliserol; Myelin juga mengandung beberapa alkana rantai panjang. Myelin mamalia mengandung 0,1 sampai 0,3% gangliosida. Myelin mengandung lebih banyak monosialoganglioside di M1 dibandingkan dengan apa yang ditemukan di selaput otak. Myelin dari banyak organisme, termasuk manusia, mengandung gangliosida unik dari sialozilgalactosylceramid OM4.

Lipitor mielina NSP

Lipid Myelin dari sistem saraf perifer dan pusat secara kualitatif serupa, namun ada perbedaan kuantitatif di antara keduanya. Myelin PNS mengandung sedikit serebrosida dan sulfatida dan secara signifikan lebih banyak sphingomyelin daripada siku mielin. Menarik untuk dicatat adanya karakteristik OMP gangliaosin dari myelin PTS pada beberapa organisme. Perbedaan komposisi lipid myelin pada sistem saraf pusat dan periferal tidak sepenting perbedaan komposisi proteinnya.

Protein myelin dari sistem saraf pusat

Komposisi protein myelin dari sistem saraf pusat lebih sederhana daripada membran otak lainnya, dan terutama ditunjukkan oleh proteolipid dan protein dasar, yang merupakan 60-80% dari total. Glikoprotein hadir dalam jumlah yang jauh lebih kecil. Sistem saraf pusat Myelin mengandung protein unik.

Untuk myelin, SSP manusia ditandai oleh prevalensi kuantitatif dua protein: protein myelin kationik bermuatan positif (MBP) dan protein proteolipid myelin (PLP). Protein ini adalah unsur utama myelin dari sistem saraf pusat dari semua mamalia.

Myelin proteolipid PLP (proteolipid protein), juga dikenal sebagai protein Folca, memiliki kemampuan untuk larut dalam pelarut organik. Berat molekul PLP kira-kira 30 kD (Da-Dalton). Urutan asam aminonya sangat konservatif, molekulnya membentuk beberapa domain. Molekul PLP mencakup tiga asam lemak, biasanya palmitat, oleat dan stearat, terkait dengan radikal asam amino dengan ikatan eter.

SSP Myelin mengandung sejumlah proteolipid DM-20 yang sedikit lebih rendah, dinamai sesuai berat molekulnya (20 kDa). Baik analisis DNA dan klarifikasi struktur primer menunjukkan bahwa DM-20 dibentuk oleh pembelahan 35 residu asam amino dari protein PLP. Selama pengembangan, DM-20 muncul lebih awal dari PLP (dalam beberapa kasus bahkan sebelum munculnya myelin); menunjukkan bahwa selain peran struktural dalam pembentukan mielin, ia dapat berpartisipasi dalam diferensiasi oligodendrosit.

Berlawanan dengan anggapan bahwa PLP diperlukan untuk pembentukan mielin multilamellar kompak, proses pembentukan myelin pada tikus yang tersingkir oleh PLP / DM-20 terjadi hanya dengan sedikit penyimpangan. Namun, pada tikus seperti itu, harapan hidup berkurang dan keseluruhan mobilitas terganggu. Sebaliknya, mutasi alami pada PLP, termasuk peningkatan ekspresi (ekspresi over PLP normal), memiliki konsekuensi fungsional yang serius. Perlu dicatat bahwa sejumlah besar protein PLP dan DM-20 hadir di SSP, ada juga matriks RNA untuk PLP di PNS, dan sejumlah kecil protein disintesis di sana, namun tidak termasuk dalam mielin.

Kationik myelin protein (MBP) telah menarik perhatian para peneliti karena sifat antigenik nya - bila diberikan ke hewan itu menyebabkan respon autoimun, yang disebut eksperimental encephalomyelitis alergi, yang merupakan model penyakit neurodegenerative parah - multiple sclerosis.

Urutan asam amino MBP di banyak organisme sangat dilestarikan. MBP terletak di sisi sitoplasma membran myelin. Ini memiliki berat molekul 18,5 kD dan tidak memiliki tanda-tanda struktur tersier. Protein dasar ini menunjukkan adanya mikroheterogenisitas selama elektroforesis dalam kondisi basa. Sebagian besar mamalia yang diteliti mengandung sejumlah isoform MBP yang berbeda yang memiliki bagian umum asam amino yang umum. Berat molekul ICBM tikus dan tikus adalah 14 kDa. Bobot dengan berat molekul rendah memiliki urutan asam amino yang sama pada bagian terminal N dan C dari molekul sebagai sisa ICBM, namun ditandai dengan pengurangan sekitar 40 residu asam amino. Rasio protein dasar ini bervariasi selama pengembangan: tikus dewasa dan tikus memiliki lebih banyak ICBM dengan massa molekul 14 kDa dibandingkan MBD dengan berat molekul 18 kDa. Dua isoform ICBM lainnya, yang juga ditemukan di banyak organisme, memiliki berat molekul masing-masing 21,5 dan 17 kDa. Mereka dibentuk dengan menempel pada struktur utama dari urutan polipeptida sekitar 3 kDa.

Pemisahan elektroforesis protein myelin menunjukkan protein dengan berat molekul lebih tinggi. Jumlah mereka tergantung pada jenis organisme. Misalnya, tikus dan tikus dapat mengandung protein semacam itu hingga 30% dari totalnya. Kandungan protein ini juga bervariasi tergantung pada umur hewan: semakin muda, semakin sedikit otak myelin, namun semakin banyak protein di dalamnya memiliki berat molekul lebih tinggi.

Enzim 2 '3'-siklik nukleotida Z'-phosphodiesterase (CNP) menyumbang beberapa persen dari total kandungan protein myelin pada sel SSP. Ini lebih dari pada jenis sel lainnya. Protein CNP bukan komponen utama myelin kompak, namun terkonsentrasi hanya di area selubung mielin tertentu yang terkait dengan sitoplasma oligodendrosit. Protein dilokalisasi di sitoplasma, namun bagiannya terkait dengan sitoskeleton membran - F-actin dan tubulin. Fungsi biologis CNP dapat mengatur struktur sitoskeleton untuk mempercepat proses pertumbuhan dan diferensiasi pada oligodendrosit.

Myelin-associated glycoprotein (MAG), komponen minor mielin yang dimurnikan secara kuantitatif, memiliki berat molekul 100 kDa, hadir dalam SSP dalam jumlah kecil (kurang dari 1% dari total protein). MAG memiliki domain transmembran tunggal yang memisahkan bagian ekstraselular glikosilat molekul yang terdiri dari lima domain mirip imunoglobulin dari domain intraselular. Struktur totalnya mirip dengan protein adhesi sel saraf (NCAM).

MAG tidak hadir dalam mielin kompak multilamellar, namun terletak pada membran peri-axonal oligodendrosit yang membentuk lapisan myelin. Ingat bahwa membran peri-aksonal oligodendrosit paling dekat terletak pada membran plasma akson, namun demikian kedua membran ini tidak bergabung, namun dipisahkan oleh celah ekstraselular. Fitur serupa dari lokalisasi MAG, dan juga fakta bahwa protein ini termasuk dalam famili imunoglobulin, menegaskan keterlibatannya dalam proses adhesi dan transmisi informasi (pemberian sinyal) antara axolemma dan oligodendrosit pembentukan myelin selama mielinasi. Selain itu, MAG adalah salah satu komponen dari bahan putih SSP, yang menghambat pertumbuhan neurites dalam kultur jaringan.

Dari glikoprotein lain dari bahan putih dan myelin, glikoprotein myelinolygodendrocytic minor (Myelin-oligodendrocytic glycoprotein, MOG) harus dicatat. MOG adalah protein transmembran yang mengandung domain mirip imunoglobulin tunggal. Tidak seperti MAG, yang terletak di lapisan dalam mielin, MOG dilokalisasi di lapisan permukaannya, sehingga dapat berpartisipasi dalam transfer informasi ekstraselular ke oligodendrosit.

Sejumlah kecil protein membran karakteristik dapat diidentifikasi dengan elektroforesis gel poliakrilamida (PAGE) (misalnya tubulin). Elektroforesis beresolusi tinggi menunjukkan adanya pita protein minor lainnya; Mereka dapat dikaitkan dengan adanya sejumlah enzim selubung myelin.

Protein myelin PNS

Myelin PNS mengandung beberapa protein unik, serta beberapa protein yang umum mengandung protein myelin SSP.

- Protein myelin utama PNS, memiliki massa molekul 30 kDa, lebih dari separuh protein myelin PNS. Menarik untuk dicatat bahwa meskipun berbeda dari PLP dalam urutan asam amino, jalur modifikasi dan struktur pasca translasi, namun kedua protein ini sama pentingnya untuk pembentukan struktur myelin SSP dan PNS.

Kandungan MBP pada myelin PNS adalah 5-18% dari total jumlah protein, berbeda dengan SSP, dimana fraksinya mencapai sepertiga dari total protein. Empat bentuk protein MBP yang sama dengan berat molekul masing-masing 21, 18,5, 17 dan 14kDa, ditemukan pada myelin dari sistem saraf pusat juga terdapat pada PNS. Pada tikus dewasa MBP dengan massa molekul 14 kDa (menurut klasifikasi protein myelin perifer yang diberi nama "Pr") adalah komponen paling penting dari semua protein kationik. Pada myelin PNS, ada juga MBP dengan massa molekul 18 kDa (dalam hal ini disebut "protein P1"). Perlu dicatat bahwa pentingnya keluarga protein MBP tidak begitu besar untuk struktur myelin PNS, seperti untuk SSP.

Glikoproteinı mielina NSP

PNS myelin kompak mengandung glikoprotein dengan massa molekul 22 kDa, yang disebut protein myelin perifer 22 (PMP-22), yang proporsinya kurang dari 5% dari total kandungan protein. PMP-22 memiliki empat domain transmembran dan satu domain glikosilasi. Protein ini tidak memainkan peran struktural yang signifikan. Namun, anomali gen pmr-22 bertanggung jawab atas beberapa neuropatologi manusia turun temurun.

Beberapa dekade yang lalu diyakini bahwa myelin menciptakan membran inert yang tidak melakukan fungsi biokimia apapun. Namun, kemudian di myelin, sejumlah besar enzim yang terlibat dalam sintesis dan metabolisme komponen myelin terdeteksi. Sejumlah enzim yang ada dalam mielin termasuk dalam metabolisme fosfoinositida: phosphatidylinositolkinase, diphosphatidylinositolkinase, fosfatase dan digliserida kinase yang sesuai. Enzim ini menarik karena tingginya konsentrasi polifosfoinositida pada mielin dan metabolisme yang cepat. Ada bukti kehadiran pada mielin reseptor kolinergik muskarinik, protein G, fosfolipase C dan E, protein kinase C.

Myelin PNS mengungkapkan Na / K-ATPase, yang membawa pengangkutan kovovalen kation, serta 6'-nucleotidase. Kehadiran enzim ini menunjukkan bahwa myelin dapat secara aktif berpartisipasi dalam transport aksonal.