Myéline

La myéline est une formation unique, dont l'organisation vous permet de conduire une impulsion électrique le long de la fibre nerveuse avec une dépense énergétique minimale. La gaine de myéline est une structure multicouche hautement organisée constituée de membranes plasmatiques fortement étirées et modifiées de cellules de Schwann (dans le SNP) et oligodendrogliales (dans le système nerveux central).

La teneur en eau de la myéline est d'environ 40%. Un trait distinctif de la myéline par rapport aux autres cellules est qu'elle contient en moyenne 70% de lipides et 30% de protéines (sur la base du poids sec). La plupart des membranes biologiques ont un rapport plus élevé de protéines aux lipides.

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Secteur Lipitor de mielina

Tous les lipides trouvés dans le cerveau du rat, et sont présents dans la myéline, t. E. Pas de lipides exclusivement localisée dans les structures nemielinovyh (à l'exception du difosfatidilglitserola lipidique mitochondrial spécifique). L'inverse est également vrai: il n'y a pas de tels lipides de myéline qui n'auraient pas été trouvés dans d'autres fractions subcellulaires du cerveau.

Le cérébroside est le composant le plus typique de la myéline. À l'exception de la première période du développement du corps, la concentration de cérébroside dans le cerveau est directement proportionnelle à la quantité de myéline dans le cerveau. Seulement 1/5 de la teneur totale en galactolipides de la myéline se présente sous forme sulfatée. Les cérébrosides et les sulfatides jouent un rôle important dans la stabilité de la myéline.

La myéline est également caractérisée par un taux élevé de ses principaux lipides - cholestérol, galactolipides communs et plasmalogène contenant de l'éthanolamine. Il a été constaté que jusqu'à 70% du cholestérol du cerveau est dans la myéline. Puisque presque la moitié de la matière blanche du cerveau peut être constituée de myéline, il est évident que le cerveau contient la plus grande quantité de cholestérol par rapport aux autres organes. Une concentration élevée de cholestérol dans le cerveau, en particulier dans la myéline, est déterminée par la fonction principale du tissu neuronal - générer et conduire les impulsions nerveuses. La teneur élevée en cholestérol dans la myéline et la particularité de sa structure conduisent à une diminution de la fuite d'ions à travers la membrane neuronale (en raison de sa haute résistance).

La phosphatidylcholine est également une partie essentielle de la myéline, bien que la sphingomyéline soit contenue dans une quantité relativement faible.

La composition lipidique de la matière grise et de la substance blanche du cerveau est clairement différente de celle de la myéline. La composition de la myéline du cerveau de toutes les espèces de mammifères étudiées est presque la même; il n'y a que des différences mineures (par exemple, la myéline de rat a moins de sphingomyéline que la myéline ou l'humain). Il y a quelques variations, en fonction de la localisation de la myéline, par exemple la myéline isolée de la moelle épinière, a une valeur du rapport lipide / protéine plus élevée que la myéline du cerveau.

La myéline contient également des polyphosphatidylinositols, dont le triphosphoinositide représente de 4 à 6% du phosphore total de la myéline, et le diphosphoinositide de 1 à 1,5%. Les composants mineurs de la myéline comprennent au moins trois esters de cérébroside et deux lipides à base de glycérol; La myéline contient également des alcanes à longue chaîne. La myéline des mammifères contient de 0,1 à 0,3% de gangliosides. La myéline contient plus de monosialoganglioside dans M1 comparé à ce qui se trouve dans les membranes du cerveau. La myéline de nombreux organismes, y compris les humains, contient un ganglioside unique de sialozilgalactosylcéramide OM4.

Lipitor mielina PNS

Les lipides myéliniques du système nerveux central et périphérique sont qualitativement similaires, mais il existe des différences quantitatives entre eux. La myéline PNS contient moins de cérébrosides et de sulfatides et significativement plus de sphingomyéline que de myéline. Il est intéressant de noter la présence de ganglioside OMP caractéristique de la myéline PTS de certains organismes. Les différences dans la composition des lipides de la myéline du système nerveux central et périphérique ne sont pas aussi significatives que leurs différences dans la composition des protéines.

Protéines de myéline du système nerveux central

La composition protéique de la myéline du système nerveux central est plus simple que celle des autres membranes cérébrales et est principalement représentée par les protéolipides et les protéines basiques, qui constituent 60 à 80% du total. Les glycoprotéines sont présentes en quantités beaucoup plus petites. Le système nerveux central de la myéline contient des protéines uniques.

Pour la myéline, le SNC humain est caractérisé par la prévalence quantitative de deux protéines: une protéine de myéline cationique chargée positivement (MBP) et une protéine protéique de la myéline (PLP). Ces protéines sont les constituants principaux de la myéline du système nerveux central de tous les mammifères.

La protéolipide PLP (protéine protéolipide) de la myéline, également connue sous le nom de protéine Folca, a la capacité de se dissoudre dans les solvants organiques. Le poids moléculaire du PLP est d'environ 30 kD (Da-Dalton). Sa séquence d'acides aminés est extrêmement conservatrice, la molécule forme plusieurs domaines. La molécule de PLP comprend trois acides gras, généralement palmitique, oléique et stéarique, liés à des radicaux d'acides aminés par liaison éther.

Myéline CNS contient un peu moins d'un autre protéolipide - DM-20, nommé d'après son poids moléculaire (20 kDa). L'analyse de l'ADN et la clarification de la structure primaire ont montré que la DM-20 est formée par le clivage de 35 résidus d'acides aminés de la protéine PLP. Au cours du développement, le DM-20 apparaît plus tôt que le PLP (dans certains cas, même avant l'apparition de la myéline); suggèrent qu'en plus du rôle structurel dans la formation de la myéline, elle peut participer à la différenciation des oligodendrocytes.

Contrairement à ce qui est nécessaire à la formation de PLP multilamellaire compact myéline, le processus de formation de la myéline chez la souris, « knock-out » par PLP / DM-20, se produit avec seulement des déviations mineures. Cependant, chez ces souris, l'espérance de vie est réduite et la mobilité globale est altérée. En revanche, les mutations naturelles dans PLP, y compris son expression accrue (surexpression PLP normale), ont des conséquences fonctionnelles graves. Il convient de noter que des quantités importantes de protéines PLP et DM-20 sont présentés dans le système nerveux central, l'ARN messager pour le PLP est dans le PNS, et il y a une petite quantité de protéine synthétisée, mais ne sont pas inclus dans la myéline.

La protéine de myéline Cationic (MBP) a attiré l'attention des chercheurs en raison de sa nature antigénique - lorsqu'il est administré aux animaux, il provoque une réaction auto-immune, un soi-disant encéphalomyélite allergique expérimentale, qui est un modèle de la maladie neuro-dégénérative sévère - la sclérose en plaques.

La séquence d'acides aminés de MBP dans de nombreux organismes est hautement conservée. MBP est situé sur le côté cytoplasmique des membranes de la myéline. Il a un poids moléculaire de 18,5 kD et est dépourvu de signes d'une structure tertiaire. Cette protéine basique révèle une microhétérogénéité lors de l'électrophorèse en conditions alcalines. La plupart des mammifères étudiés contenaient différentes quantités d'isoformes de MBP ayant une partie commune significative de la séquence d'acides aminés. Le poids moléculaire des ICBM des souris et des rats est de 14 kDa. Un MBR de faible poids moléculaire a les mêmes séquences d'acides aminés sur les parties N- et C-terminales de la molécule que le reste de l'ICBM, mais est caractérisé par une réduction d'environ 40 résidus d'acides aminés. Le rapport de ces protéines basiques varie au cours du développement: les rats matures et les souris ont plus d'ICBM avec une masse moléculaire de 14 kDa que les MBD avec un poids moléculaire de 18 kDa. Deux autres isoformes d'ICBM, également présents dans de nombreux organismes, ont un poids moléculaire de 21,5 et 17 kDa, respectivement. Ils sont formés par fixation à la structure principale d'une séquence polypeptidique d'environ 3 kDa.

La séparation électrophorétique des protéines de la myéline révèle des protéines ayant un poids moléculaire plus élevé. Leur nombre dépend du type d'organisme. Par exemple, une souris et un rat peuvent contenir de telles protéines jusqu'à 30% du total. Le contenu de ces protéines varie également en fonction de l'âge de l'animal: plus il est jeune, moins il y a de myéline dans le cerveau, mais plus il y a de protéines dans le cerveau.

L'enzyme 2'3'-nucléotide cyclique Z'-phosphodiestérase (CNP) représente plusieurs pour cent de la teneur totale en protéines de la myéline dans les cellules du SNC. C'est beaucoup plus que dans d'autres types de cellules. La protéine CNP n'est pas le composant principal de la myéline compacte, elle n'est concentrée que dans certaines zones de la gaine de myéline associées au cytoplasme de l'oligodendrocyte. La protéine est localisée dans le cytoplasme, mais une partie est associée au cytosquelette membranaire - F-actine et tubuline. La fonction biologique du CNP peut être de réguler la structure du cytosquelette pour accélérer les processus de croissance et la différenciation des oligodendrocytes.

Glycoprotéine Mielinassotsiirovanny (MAG) - quantitativement composant mineur de la myéline purifiée a un poids moléculaire de 100 kD, qui se trouve dans le SNC dans une petite quantité (moins de 1% des protéines totales). MAG a un seul domaine transmembranaire qui sépare la partie extracellulaire fortement glycosylée de la molécule composée de cinq domaines de type immunoglobuline provenant du domaine intracellulaire. Sa structure totale est similaire à la protéine d'adhésion cellulaire neuronale (NCAM).

Le MAG n'est pas présent dans une myéline multilamellaire compacte, mais se trouve dans les membranes péri-axonales des oligodendrocytes formant des couches de myéline. Rappelons que periaksonalnaya membrane des oligodendrocytes - plus près de la membrane plasmatique de l'axone, mais néanmoins ces deux membranes ne fusionnent pas, mais sont séparés par intervalle extracellulaire. Une telle localisation caractéristique de MAG, et que cette protéine se rapporte à la superfamille des immunoglobulines, confirme sa participation aux processus d'adhésion et de transfert (signalisation) et entre les oligodendrocytes mielinobrazuyuschimi de axolemme pendant la myélinisation. En outre, MAG est l'un des composants de la matière blanche du SNC, qui inhibe la croissance des neurites dans la culture tissulaire.

Parmi les autres glycoprotéines de la substance blanche et de la myéline, il convient de noter une glycoprotéine myélinolygodendrocytaire mineure (glycoprotéine myéline-oligodendrocyte, MOG). MOG est une protéine transmembranaire contenant un seul domaine de type immunoglobuline. Contrairement à MAG, qui est situé dans les couches internes de la myéline, MOG est localisé dans ses couches de surface, de sorte qu'il peut participer au transfert d'informations extracellulaires à l'oligodendrocyte.

De petites quantités de protéines membranaires caractéristiques peuvent être identifiées par électrophorèse sur gel de Polyacrylamide (PAGE) (par exemple, la tubuline). L'électrophorèse à haute résolution démontre la présence d'autres bandes mineures de protéines; ils peuvent être associés à la présence d'un certain nombre d'enzymes de la gaine de myéline.

Protéines de la myéline PNS

La myéline PNS contient des protéines uniques, ainsi que certaines protéines communes avec les protéines de la myéline SNC.

Р Р - la protéine principale de la myéline PNS, a une masse moléculaire de 30 kDa, est plus de la moitié des protéines de la myéline PNS. Il est intéressant de noter que même si elle diffère de PLP dans la séquence d'acides aminés, les voies de modification post-traductionnelle et de structure, ces deux protéines sont néanmoins importantes pour la formation de la structure de la myéline du SNC et du SNP.

La teneur en MBP dans la myéline du PNS est de 5 à 18% de la quantité totale de protéines, contrairement au SNC, où sa fraction atteint le tiers de la protéine totale. Les mêmes quatre formes de protéine MBP avec des poids moléculaires de 21, 18,5, 17 et 14 kDa, respectivement, trouvées dans la myéline du système nerveux central sont également présentes dans le SNP. Chez les rongeurs adultes MBP avec une masse moléculaire de 14 kDa (selon la classification des protéines de la myéline périphérique, il a été nommé "Pr") est le composant le plus important de toutes les protéines cationiques. Dans la myéline du PNS, il y a aussi MBP avec une masse moléculaire de 18 kDa (dans ce cas on l'appelle "protéine P1"). Il convient de noter que l'importance de la famille des protéines de MBP n'est pas si grande pour la structure de la myéline du SNP que pour le SNC.

Glikoproteinı mielina PNS

La myéline compacte PNS contient une glycoprotéine de 22 kDa de masse moléculaire, appelée protéine de myéline périphérique 22 (PMP-22), dont la proportion est inférieure à 5% de la teneur totale en protéines. PMP-22 a quatre domaines transmembranaires et un domaine glycosylé. Cette protéine ne joue pas un rôle structurel significatif. Cependant, les anomalies du gène pmr-22 sont responsables de certaines neuropathologies humaines héréditaires.

Il y a plusieurs décennies, on croyait que la myéline crée une membrane inerte qui n'exerce aucune fonction biochimique. Cependant, plus tard dans la myéline, un grand nombre d'enzymes impliquées dans la synthèse et le métabolisme des composants de la myéline ont été détectés. Plusieurs enzymes présentes dans la myéline, impliqués dans le métabolisme de phosphoinositide: fosfatidilinozitolkinaza, difosfatidilinozitolkinaza phosphatase correspondante et diglitseridkinazy. Ces enzymes sont intéressantes en raison de la forte concentration de polyphosphoinositides dans la myéline et de leur métabolisme rapide. Il existe des preuves de la présence dans la myéline des récepteurs cholinergiques muscariniques, des protéines G, des phospholipases C et E, de la protéine kinase C.

Myéline PNS a révélé Na / K-ATPase, qui porte le transport de cations monovalents, ainsi que la 6'-nucléotidase. La présence de ces enzymes suggère que la myéline peut participer activement au transport axonal.