Биохимия (стр. 11 )

Формирование кости происходит вблизи Остеобластов. Остеонектин образуется только в Остеобластах, рядом могут быть очаги Остеокластов. Остеокласты активно выделяют во внешнюю среду кислоты, т. к. соли Кальция растворимы в кислой среде. Локальное закисление среды приводит к тому, что соль растворяется и вымывается.

Метаболизм Кальция.

Метаболизм Кальция связан с метаболизмом Фосфатом. Общее количество Са в организме в среднем 1 кг (на 70 кг массы), т. е. 1-2 кг от общей массы тела. 98% этого Са находится в составе костного скелета, т. е. практически весь. В скелете Са нерастворим, растворимый Са (остальные 2%) находится внутри клеток (в среднем 20 мг на 100 г ткани) – во внеклеточной жидкости. В крови и внеклеточной жидкости: 9-11 мг на 100 г. Внутри клеток Са в 2 раза больше, чем вне клетки.

Функции Кальция:

1. Минеральная основа костей (главная!).

2. Участие в свёртывании крови.

3. Регулятор мышечного сокращения.

4. Внутриклеточный вторичный посредник (участвует в передаче сигналов).

СХЕМА № 1.

Простагландины задерживают выведение кальция и фосфатов из организма.

С пищей в сутки мы получаем в среднем 1 грамм кальция, который поступает исключительно через ЖКТ, из ЖКТ кальций всасывается максимум 50% (0.36 грамм) в межклеточную жидкость. Из этой жидкости кальций может выделяться обратно в ЖКТ (0.19 грамм), остальной кальций выделяется из ЖКТ = 0.83 грамма. Во всей межклеточной жидкости всегда содержится 1 грамм кальция. Главный потребитель кальция – это костная ткань (всего в костной ткани содержится 1000 грамм).

ПТГ усиливает образование из витамина Д 1.25 дигидроксиД, который увеличивает всасывание в кишечнике. Сам ПТГ усиливает выделение кальция из кости. Через почки выводится 0.17 грамм (ПТГ тормозит этот процесс выведения).

Недостаток и избыток этих гормонов может проявляться: гипопаратиреоз (редко) – при этом отмечается уменьшение содержание кальция, проявляется тоническими судорогами. Гиперпаратиреоз встречается при опухолях: происходит слишком большое повышение кальция (что ведёт к камням, обезыствлении сосудов и пр.).

ЗУБЫ.

Зуб состоит из пульпы и кальцифицированной ткани. Этой ткани выделяют 3 слоя. На выступающей части зуба есть дентин и эмаль, а на внутренней части зуба имеется такой же дентин и цемент. Цемент и трубчатая кость имеюь практически. Дентин минерализован на 85%, эмаль несодержит Б – минерализована на 98%. Коллагены, находящиеся в кости имеют большую стпень гидролизации. Фтор необходим для формирования зубов в процессе роста и смены зубов обязательно, во взрослом состоянии фтор мало на что влияет.

БЕЛКИ МЫШЦ.

Всего в настоящее время из мышц выделено свыше 20 различных индивидуальных белков. Белки делятся на 3 группы:

1. Собственно сократительные:

® Миозин 44% - крупный белок, м/масса 470 кДальтон, имеет несколько полипептидных цепей. Функция: это главный белок толстых волокон; взаимодействует с тонким актиновым волокном, создавая механическое усилие за счёт гидролиза АТФ.

® Актин 22%. Функция: главный компонент тонких волокон, по которым как по канатам скользят толстые волокна при мышечных сокращениях. Актин никакой ферментативной активностью не обладает.

2. Регуляторные белки:

® Тропомиозин 5%, м/масса 64–70 кДальтон; состоит из 2х полипептидных цепей. Функция: это стержневидный белок, который связывается с актиновым волокном по всей своей длине.

® Тропомин 5%, м/масса 76-78 кДальтон. Белок состоит из 3х отдельных субъединиц. Тропомин комплекс располагается через равные промежутки на тонком актиновом волокне и участвует в регуляции мышечного сокращения.

3. Вспомогательные белки, которые нужны для создания и поддержания архитектуры миофибрилл: за счёт них обеспечивается оптимальное расстояние между толстыми и тонкими волокнами, не происходит их спутывание.

® Титин 9%, м/масса 2.5 млн Дальтон или 2500 кДальтон. Это очень большой, гибкий белок, образует эластичную цепь, соединяющую толстые волокна с Z-дисками.

® Небулин 3%, м/масса 600 кДальтон. Это удлинённый нерастяжимый белок, связанный с Z-диском и располагающийся параллельно тонким актиновым волокнам.

® Альфаактинин 1%, м/масса 190 кДальтон, 2х цепочечный белок. Это актин-связывающий белок, который соединяет тонкое волокно с Z-диском.

® Миомезин 1%, м/масса 185 кДальтон. Это миозин-связывающий белок, находящийся в области центральной М-линии.

® С-белок 1%, м/масса 140 кДальтон. Этот белок связывается с миозином и образует полосы по обе стороны от М-линии толстых волокон.

Все остальные белки составляют 9%.

Сократительные белки.

1. Миозин – это палочковидная молекула, её толщина не равномерна по длине. В составе имеет 2 тяжелых полипептидных идентичных цепи по 220 кДальтон каждая, и 4 лёгких цепи по 18 кДальтон (всего 6 цепей, м/масса 470 кДальтон). СХЕМА 1. Тяжелые цепи на большей своей части суперспирализованы друг относительно друга, а меньшая часть – образует глобулярную структуру. У молекулы имеется хвост (миозиновый стержень) и головка. Хвост имеет толщину 2 нм, а головка – 17 нм. Общая длина молекулы 150 нм. Под действием Трипсина молекула расщепляется таким образом, что примерно 40 нм остаётся кусочек спирализованного хвоста с головкой – тяжелый меромиозин, м/масса 350 кДальтон. Оставшаяся часть – лёгкий меромиозин, м/масса 125 кДальтон. Если подействовать на молекулу меромиозина Папаином, то он расщепляет её по другому: папаин даёт головку, миозиновый стержень и 2 S-субъединицы. Лёгкие цепи расположены на головке миозина, каждая S-субъединица (115 кДальтон) связана по паре лёгких цепей. Отделить лёгкие цепи возможно только с помощью ДТНБ (Дитио-нитро-бензоидная кислота). Длинные волокнистые стержни миозина соединяются друг с другом, формируя толстое волокно (имеет 6 стержней). С головками связана АТФ-активность, ей обладают лёгкие цепи миозина; головки также связываются с Актином.

2. Актин – формирует тонкое волокно. Актин может су

® G-Актин, м/масса 42 кДальтона, содержит 380 АК, имеет одну полипептидную цепь. При физиологических условиях (значениях рН) эти глобулы способны соединяться не ковалентными связями с образованием нерастворимого 2х цепочечного спирализованного волокна, которое получило название F-Актин. На виток F-Актина приходится 13-14 молекул G-Актина. Каждая молекула G-Актина способна связывать одну молекулу АТФ. Если происходит формирование F-Актина с затратой АТФ, то образовавшийся F-Актин более устойчивый: n G-Актина×АТР ® (F-Актин)n + АДР + Pi.

3. Тропомиозин – это длинная (41 нм), палочковидная молекула, состоит из 2х полипептидных цепей (альфа спиральные, закрученные друг против друга). В сердце цепи одинаковые (альфа), в скелетных мышцах – цепи разные (альфа и бета). Белок располагается во впадине молекулы F-Актина, соединяя между собой 8 молекул G-Актина. СХЕМА 2. В каждом витке содержится 8 молекул Тропомиозина.

4. Тропонин, м/масса 76-78 кДальтон. Это глобулярная молекула, сотоит из 3х субъединиц, связанных друг с другом не ковалентными связями. TnT – это самая крупная (37 кДальтон) субъединица (Тропомиозин-связывающий Тропонин); TnC – кальций-связывающая субъединица, м/масса 18 кДальтон; TnI – это ингибиторный Тропонин, м/масса 30 кДальтон (179 АК?). Определяет прочность связывания всего комплекса TnT субъединица.

Взаимодействие Актина с Миозином.

К F-Актину присоединяется S1-фрагмент Миозина. При взаимодействии с Актином головка присоединяется к G-Актину под углом практически 90 градусов. Тогда, когда происходит выделение энергии, изменяется конформация молекулы и этот угол изменяется и становится = 45 градусов; произойдёт скольжение цепей друг относительно друга. Цикл СХЕМА 3: Миозин связанный с АТФ ® гидролиз ® Миозин АДР + Pi ® Актин ® Актин-Миозин АДР + Pi ® АДР + Pi (отщепление изменяет угол связывания, что обеспечивает передвижение на 10-15 нм) ® Актин-Миозин + АТФ ® Актин-Миозин АТФ (головка отделяется от Актина, из-за смены заряда).

Мышечное сокращение запускается ионами Кальция. При связывании ионов Кальция с TnC субъединицей, благодаря перестройке и конформации молекулы, происходит её смещение и за счёт этого перемещается и связанная с ним I-субъединица, открывая таким образом участок G-Актина. Регуляция сокращения осуществляется за счёт Тропамина (в поперечно-полосатых мышцах) – актиновая регуляция. В скелетных мышцах удаление Кальция из цитоплазмы осуществляется за счёт работы магний-кальциевая-АТФ. В сердечной мышце активность кальциевой АТФ саркоплазматического ретикулума в 4 раза меньше и сродство этого фермента к кальцию тоже меньше, поэтому основным источником Кальция для этой мышцы служит внеклеточная жидкость.

Инициация мышечного сокращения происходит в нервно-мышечных синапсах: возбуждение, распространяющееся по аксону в виде потока Натрия через АХ-рецептор, передаётся на постсинаптическую мембрану. Происходит гидролиз АХ в синаптической щели – он происходит под действием ХолинЭстеразы. Взаимодействием АХ с рецептором приводит к открытию ионных каналов (в среднем 6 х 105 каналов), что приводит к перекачке 6 х 108 ионов Натрия – это вызывает снижение потенциала до -50 мВольт и открытию потенциал зависимых каналов, которые в 1 мсек способны перекачать 105 ионов Натрия и 300 Кальция – возникает ПД +30 мВольт. В нейромышечных синапсах преобладают рецепторы М-типа – это гликопротеины, которые состоят из 5 субъединиц (2 альфа, гамма и эпсиллон). Альфа субъединицы связывают по одной молекуле АХ, они формируют ионный канал. Максимальная частота передачи 600 импульсов в секунду. ПД, возникший на пост синаптической мембране, распространяется по Т-трубочкам, проходящим внутрь волокна и контактирующих практически с каждой миофибриллой (достигает мембраны саркоплазматического ретикулума). За счёт этого сигнала открываются каналы с/ретикулума, Кальций выходит в цитоплазму – концетрация изменяется с 10-7 до 10-3.

1. Агонисты никотиновых рецепторов (Холиномиметики): Мускарин, Никотин и Карбакол. Кроме этих веществ аналогичный эффект в фармакологии достигают следующим способом: ингибируют ХолинЭстеразу. Ингибиторы бывают двух типов:

® Обратимые ингибиторы: алкалоиды бобовых (Эзерин, Прозерин), алкалоиды подснежных (Галантомин).