Биохимия мышц и соединительной ткани

- мыщцы составляют % массы тела - единствен-ная система, которая превращает химическую энергию в механическую 2 типа мышечных волокон – поперечно- полосатые и гладкие

Структурная единица – мышечное волокно – миоцит Содержит много ядер, которые размещены по краях во всю длинну

Структура мышцы

Белки мышц 3 вида: Белки саркоплазмы Белки миофибрил Белки стромы

Белки саркоплазмы Миогенная фракция (ферменты гликолиза и др.) Альбумины Глобулины Миоглобин (хромопротеин красного цвета, обеспечивает дыхание мышц)

Белки стромы Коллаген Кератин Элластин Входят в состав соединительнотканных элементов стенок сосудов, нервов и сарколемы

Белки миофибрилл миозин актин тропомиозин

Строение филаментов и миофибрилл Саркоплазма поперечно- полосатых мышечных волокон содержит поздовжньо ориентированные миофибриллы, построенные из белковых филаментов 2-х типов: толстых и тонких

Сокращение мышц осуществляется за счёт скольжения тлстых и тонких ниток навстречу друг другу. Химическая энергия за счёт гидролиза АТФ. Сокращения регулируются концентрацией ионов Са в саркоплазме

Приблизительно 400 молекул миозина обьединяются в толстый филамент

Половина молекул повёрнута головками к одному концу филамента, а вторая половина к другому

Строение тонкого филамента В состав тонкого филамента входят белки актин, тропонин, тропомиозин. Две молекулы актина: глобулярный G - актин, фибриллярный F - актин

Две формы актина: глобулярный G - актин, фибриллярный F – актин. Молекулы глобулярного актина нековалентно объединяются, образуя F- актин. Две цепи F- актина связаны в спираль

Миофибриллы содержат приблизительно 2500 филаментов. На одну толстую миозиновую нитку припадает 6 тонких.

Структурная единица миофибриллы – саркомер Оба конца толстых миозиновых ниток свободны Тонкие нити одним концом прикреплены к Z- пластинкам

Биохимия мышечного сокращения Потенциал действия распространяется вдоль мышечного волокна. Сигнал передаётся на цистерны эндоплазматической сетки Изменяется проницаемость мембран для ионов Са и они выходят в саркоплазму

Ионы Са присоединяются к кальцийсвязывающей субъединице тропонина тонких филаментов Изменяется конформация белка Молекула тропомиозина перемещается по желобку тонкого филамента На молекулах глобулярного актина открываются центры связывания с головками миозина

АТФ необходим для сокращения мышц и для расслабления При недостаточности АТФ мостики между актином и миозином не разрываются Филаменты фиксируются в соединённом положении – контрактура мышцы (трупное окоченение после смерти)

Источники энергии для мышечной работы АТФ 5 мкмоль на 1 г ткани хватает на 2- 3 сек. Креатинфосфат – до 10 сек Гликолиз Окислительное фосфорилирование

Красные и белые мышцы Красные волокна много миоглобина, митохондрий Характерно окислительное фосфорилирование Сокращается медленно, долго и без признаков утомления Белые волокна Мало миоглобина, митохондрий Больше гликогена и гликолитических ферментов Характерный гликолиз Сокращаются быстро, быстро утомляются

Строение соединительной ткани содержится во всех органах (50 % массы тела) Кожа Подкожная жировая ткань Кости Зубы Фасции Строма паренхиматозных внутренних органов Нейроглия Стенки сосудов

Строение соединительной ткани Клетки Волокна Основное межклеточное вещество

Клетки фибробласты хондробласты Волокна коллаген элластин Основное межклеточное вещество углеводно-белковые комплексы протеогликаны Углеводные компоненты протеогликанов - гликопротеины

Белки соединительной ткани Коллаген Наиболее распространённый белок в организме 25-33% всего белка (6 % массы тела) Длинна 300 нм Толщина 1,5 нм Молекулярная масса

Коллаген Построен из 3 полипептидных цепей, которые имеют форму левовращающейся спирали Три левоспиральные цепи вместе закручивается в правую спираль

Коллаген – сложный белок, гликопротеин К остатку оксилизина полипептидной цепи гликозидной связью присоединяются углеводы – моносахарид галактоза или дисахарид - галактозилглюкоза

Белки стабилизируются водными связями между СО- и NH- группами пептидных связей, ОН-группами оксипролина Молекулы коллагена образуют фибриллы из которых формируются пучки фибрилл, волокон и пучки волокон

Поперечные ковалентные сшивки в молекуле коллагена

Реакция альдолазной конденсации

Элластин Основное составное вещество элластических волокон в связках, стенках больших артерий, лёгких Молекула содержит приблизительно 800 аминокислотных остатков Имеет глобулярную форму Объединяется в волокнистые тяжи

Протеогликаны Протеогликаны – основное межклеточное вещество соединительной ткани белковая часть + полисахаридные цепи Молекулярная масса – десятки миллионов Полисахариды – гликозамингликаны – построены из большого колличества одинаковых дисахаридных единиц

Строение гиалуроновой кислоты

Содержится в синовиальной жидкости и стекловидном теле глаза При ревматизме и артрите гиалуроновая кислота деполимеризуется и вязкость синовиальной жидкости снижается Образует вязкие растворы Удерживает воду

Гепарин – синтезируется тканевыми базофилами, во время дегрануляции выбрасывается в межклеточное пространство, принимает участие в регулировании коагуляции крови, увеличивает высвобождение в плазму липопротеинлипазы