Биохимические процессы в остеобластах и остеокластах в ремоделировании костной ткани. Белковые и минеральные компоненты костной ткани

Паратгормон действует на кости. Он стимулирует секрецию остеобластами инсулиноподобного фактора роста 1 и цитокинов, которые повышают метаболическую активность остеокластов. В остеокластах ускоряется образование щелочной фосфатазы и коллагеназы, которые вызывают распад костного матрикса, в результате чего происходит мобилизация Са²⁺ и фосфатов из кости во внеклеточную жидкость.

 

В компактном веществе кости большая часть минеральных веществ представлена гидроксилапатитом и аморфным фосфатом кальция. Кроме них встречаются карбонаты, фториды, гидроксиды и значительное количество цитрата. Химический состав костной ткани (в%%): 20% - органический компонент, 70% - минеральные вещества, 10% - вода. Губчатое вещество: 35-40% - минеральных веществ, до 50% - органические соединения, содержание воды - 10%.

Особенность минерального компонента в том, что фактическое соотношение кальций/фосфор равно 1,5, хотя расчетное соотношение должно быть 1,67. Это позволяет кости легко связывать или отдавать ионы фосфата, поэтому кость - это депо для минералов, особенно для кальция

Важный компонент органического матрикса - кальций-связывающий белок. Он состоит из 49 аминокислот, содержит 3 остатка гамма-карбоксиглутаминовой кислоты. Функция кальций-связывающего белка - регуляция связывания кальция в костях и зубах.

Основной белок костной ткани - коллаген, который содержится в количестве 15% - в компактном веществе, 24% - в губчатом веществе. Количество неколлагеновых белков составляет от 5 до 8%. В основном это белки- гликопротеины и белково-углеводные комплексы - протеогликаны.

 

 

Биохимия нервной ткани: особенности химического состава, метаболических процессов, синтез нейромедиаторов.

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ

Функциональной тканью нервной системы является нервная.

Нервная ткань – это высокоспециализированная ткань, обладающая возбудимостью и проводимостью, она состоит из нейронов и нейроглии (макро- и микроглия).

По клеточному составу нервную ткань делят на серое и белое вещество;

Серое вещество образованоскоплением нейронов, тонких немиелинизированных нервных волокон и нейроглии (астроциты, олигодендроциты), которое в ЦНС называется ядром, а в ПНС – ганглием (узлом).

Белое вещество представлено совокупностью аксонов, покрытых миелиновой оболочкой и глиальных клеток (астроцитов). Такие пучки нервных волокон в ЦНС носят название трактов, в ПНС они образуют нервы. Для каждого тракта, характерно преобладание волокон, образованных однотипными нейронами.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕРВНОЙ ТКАНИ

В связи с различием строения, серое и белое вещество нервной ткани отличаются по химическому составу.

Химический состав серого и белого вещества головного мозга человека

Компонент	Серое вещество, %	Белое вещество,%
Вода	84,0	70,0
Сухой остаток	16,0	30,0
Белки	8,0	9,0
Липиды	5,0	17,0
Минеральные вещества	1,0	2,0

40. В нервной ткани содержатся простые и сложные белки.

Простые белки

Нейроальбумины

Нейроглобулины

Катионные белки

Нейросклеропротеины (опорные белки)

Сложные белки

Гликопротеины

Протеолипиды

Ферменты нервной ткани

Мозговая ткань характеризуется высокой активностью: ЛДГ (ЛДГ₁,ЛДГ₂), АСТ, альдолазы, креатинкиназы (ВВ), гексокиназы, малатдегидрогеназы, глутаматдегидрогеназы, холинэстеразы, кислой фосфатазы, моноаминоксидазы. В глиальных клетках преобладает ЛДГ₅, а в нейронах - ЛДГ₁.

Аминокислоты нервной ткани

Более 50% α-аминоазота головного мозга приходится на долю глутаминовой кислоты, глутамина и глутатиона. Специфичными для мозговой ткани являются ГАМК, N-ацетиласпарагиновая кислота и цистатионин.

Липиды нервной ткани

В сером веществе фосфоглицериды составляют более 60% от всех липидов, а в белом – около 40%. В белом веществе содержится больше холестерина25%, сфингомиелинов и особенно цереброзидов, чем в сером веществе.

Углеводы нервной ткани

По сравнению с другими тканями ткань мозга содержит мало глюкозы и гликогена. У новорожденных концентрация гликогена в мозге выше, чем у взрослых.

Олигосахариды составляют 2-10% массы плазматической мембраны, большая их часть связана с белками и меньшая с - гликолипидами.

Минеральные вещества нервной ткани

Na⁺, K⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ и Mn²⁺ распределены в головном мозге относительно равномерно между серым и белым веществом. Содержание фосфора в белом веществе выше, чем в сером. В мозговой ткани существует дефицит анионов, который покрывается за счет белков и липидов (у липидов нервной ткани важная роль в ионном балансе).

41. Белковый и липидный состав миелина, белого и серого вещества человека

Компонент	Содержание %
В миелине	В белом веществе	В сером веществе
Белки	30,0	39,0	55,3
Липиды	70,0	54,9	32,7
Общ.фосфолипиды	43,1	45,9	69,5
Лецитин	11,2	12,8	26,7
Фофатидилсерин	4,8	7,9	8,7
Фосфатидилинозит	0,6	0,9	2,7
Холестерин	27,7	27,5	22,0
Сфингомиелин	7,9	7,7	6,9
Церебозиды	22,7	19,8	5,4
Плазмогены	12,3	11,2	8,8
ганглиозиды	3,8	1,7	5,4

 

Биохимия мышечной ткани: особенности химического состава, метаболических процессов, биохимические отличия детского возраста Обмен и биологические функции креатина, креатинина, цикла АТФ- креатинфосфат - АТФ.

Мышечная ткань занимает первое место по объему среди других тканей человека; на ее долю при рождении приходится чуть меньше 25%, у людей среднего возраста — более 40%, а у пожилых — чуть меньше 30% общей массы тела.

Функции мышц

1. Передвижение тела в пространстве;

2. перемещение частей тела относительно друг друга;

3. поддержание позы;

4. обеспечивают работу сердечно-сосудистой, дыхательной, мочеполовой, желудочно-кишечной системы;

5. выработка тепла;

6. механическая защита внутренних органов;

7. депо аминокислот, т.к. содержат много белков.

8. депо воды и солей.

Мышечное волокно

Функциональной единицей мышечной ткани является мышечное волокно (мышечная клетка). Мышечное волокнопоперечнополосатой мышцы это многоядерная клетка. По форме мышечное волокно напоминает веретено, которое может быть вытянуто на всю длину мышцы. Снаружи мышечное волокно окружено электровозбудимой мембраной – сарколеммой, внутри находиться внутриклеточная жид­кость - саркоплазма. Центральная часть саркоплазма практи­чески полностью заполнена миофибриллами, на периферии, вдоль сарколеммы, располагаются ядра и митохондрии.

Классификация мышечных волокон

Мышечные волокна делят на 3 вида: скелетные, гладкие и миокард.

I. Скелетные волокна

1). фазные (они генерируют потенциал действия);

а). быстрые (белые);

б). медленные (красные);

2). тонические (не генерируют полноценный потенциал действия).

II. Гладкие волокна

1. Тонические. Не способны развивать быстрые сокращения.

2. Фазно-тонические. Способны развивать быстрые сокращения.

III. Миокард

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

В мышечной ткани взрослых животных и человека содержится от 72 до 80% воды и от 20 до 28 % сухого остатка. Сухой остаток представлен на 18,5-26,5% органическими и на 1,4-1,5% неорганическими веществами. Основной органический компонент мышц - это белки, на них приходиться около 20% (от 16,5 до 20,9%) от всей мышечной массы.

Мышечные белки

1. Сократительные (миофибриллярные) белки. Основными сократительными белками являются миозин (55% от общей массы белка)и актин (25% от общей массы белка). Также в мышцах содержатся тропомиозин и тропонины Т, I и С. Тропомиозин имеется во всех мышцах, а тропонины есть только в поперечнополосатых мышцах. В гораздо меньшем количестве в мышечных волокнах присутствуют белки α- и β-актинин, десмин, коннектин (титин) и виментин. Упаковка сократительных бел­ков в мышце сравнима с упаковкой атомов и молекул в составе кристалла.

2. Саркоплазматические белки. В саркоплазме мышц содержатся глобулины X, миогены, миоглобин, нуклеопротеиды и ферменты. В миокарде содержится много АСТ, АЛТ, ЛДГ_1,2, КФК МВ. В скелетной мышце содержится много ЛДГ_3,4, КФК ММ.

3. Белки стромы. Белки стромы мышечной ткани представлены в основном коллагеном и эластином.

Химический состав поперечнополосатых мышц млекопитающих

Компонент	В процентах на сырую массу	Компонент	В процентах на сырую массу
Вода	72-80	креатинин	0,003-0,005
Плотные вещества	20-28	АТФ	0,25-0,40
В том числе:		карнозин	0,2-0,3
белки	16,5-20,9	карнитин	0,02-0,05
гликоген	0,3-3,0	ансерин	0,09-0,15
фосфоглицериды	0.4-1,0	свободные аминокислоты	0,1-0,7
холестерин	0,06-0,2	молочная кислота	0,01 -0,02
креатин + креатинфосфат	0,2-0,55	зола	1,4-1,5

Креатинфосфатный челнок

В работе креатинфосфатного челнока участвуют креатинфосфат, креатин и изоформы фермента креатинфосфокиназы (КФК).

Синтез креатина в основном происходит в печени из 3 АК: аргинин, глицин и метионин. Из печени креатин с током крови поступает в мышечную ткань, а также в нервную ткань.

· Образованная в процессе окислительного фосфорилирования АТФ переносится АТФ/АДФ-транслоказой через внут­реннюю мембрану митохондрий.

· В межмембранном пространстве митохондрий АТФ с участием и митохондриальной креатинкиназы фосфорилирует креатин в креатинфосфат: АТФ + креатин → АДФ + креатинфосфат

· Затем креатинфосфат направляется к миофибриллам (или к другим местам потребления энергии).

· Под действием креатинкиназы миофибрилл креатинфосфат фосфорилирует АДФ в АТФ: АДФ + креатинфосфат → АТФ + креатин

· Образующийся креатин снова возвращается к митохондриям и цикл повторяется.