Нервная ткань является высокоспециализированной тканью организма, обеспечивающей восприятие, проведение и интеграцию информации. Основными клеточными элементами являются нейроны и глиальные клетки. Нейроны обеспечивают передачу электрических сигналов, а глиальные клетки выполняют трофическую, поддерживающую и защитную функции.
Белки. Белки составляют около 10–15 % массы сухой нервной ткани и выполняют структурные, ферментативные и транспортные функции. В нейронах различают цитоплазматические белки, структурные белки цитоскелета (нейрофиламенты, тубулин, актин), мембранные белки (ионы-каналы, рецепторы) и ферменты метаболических путей. Особое значение имеют белки, участвующие в синаптической передаче: синапсин, SNARE-белки, кальмодулин.
Липиды. Липиды составляют до 50–60 % сухой массы мозга, в основном в миелиновой оболочке аксонов. Основные классы:
Углеводы. Углеводы представлены в основном гликопротеинами и протеогликанами, формирующими внеклеточный матрикс и участвующими в межклеточных взаимодействиях. Гликозилирование белков мембран критично для правильного функционирования рецепторов и ионных каналов.
Нуклеиновые кислоты. РНК и ДНК локализуются в ядрах нейронов и активно участвуют в синтезе белка. Высокая активность синтеза РНК характерна для тела нейрона (соматической области), тогда как в аксонах транспортируются мРНК и рибосомы для локального синтеза белка.
Ионный баланс в нервной ткани крайне важен для поддержания мембранного потенциала. Основные катионы — калий (K⁺) и натрий (Na⁺), основные анионы — Cl⁻ и органические анионы (белки, фосфаты). Концентрация Ca²⁺ в цитоплазме нейронов поддерживается на низком уровне (~100 нМ), что критично для регуляции синаптической передачи. Глиальные клетки участвуют в буферизации ионов K⁺, поддерживая электрофизиологическую стабильность.
Вода составляет до 70–80 % массы мозга и участвует в транспортных процессах, метаболизме и поддержании объема клеток. Свободная и связанная вода распределены неравномерно: в синапсах и цитоплазме концентрация свободной воды выше, в миелине — связанной. Связанная вода участвует в стабилизации белковых комплексов и мембранных структур.
Нервная ткань содержит широкий спектр малых молекул:
Миелин состоит на 70–75 % из липидов и на 25–30 % из белков. Белки миелина включают:
Липидная часть миелина содержит сфинголипиды, холестерин, фосфолипиды и гликолипиды, формируя изолирующую мембранную структуру для ускоренной передачи нервного импульса.
Нервная ткань высокочувствительна к окислительному стрессу. Основные компоненты антиоксидантной защиты:
Фосфолипиды мембран служат источником вторичных мессенджеров: диацилглицерол (DAG), инозитолтрифосфат (IP3), арахидоновая кислота. Они участвуют в регуляции кальциевых сигналов, синаптической пластичности и экспрессии генов.
Синтез липидов и белков в нервной ткани тесно связан с митохондриальной функцией и активностью эндоплазматического ретикулума. Нарушения метаболизма могут приводить к нейродегенеративным заболеваниям, включая болезнь Альцгеймера, Паркинсона и множественные демиелинизирующие процессы.
Химический состав нервной ткани характеризуется тесной взаимозависимостью белков, липидов, углеводов и малых молекул. Мембранные белки взаимодействуют с липидами для формирования функциональных комплексов, нейротрансмиттеры связываются с рецепторами и транспортными системами, ионные градиенты поддерживают биоэнергетику, а антиоксидантная система защищает макромолекулы от повреждений. Все эти компоненты обеспечивают высокоспециализированную функциональную активность нервной ткани, её пластичность и устойчивость к нагрузкам.