Хімічний склад поперечно-смугастих мязів.

Біохімічний склад м'язів Скелетні м'язи ссавців містять у своєму складі: 72-80 % води; 16-20 % білків; 0,9-2,2 % небілкових азо-і А! тистих сполук (креатин, креатинфосфат, АТФ,

АДФ, амінокислоти тощо); безазотисті органічні сполуки (глікоген - 0,3- 3,0 %; фосфоліпіди - 0,4— 1,0%; холестерин - 0,06- 0,2 %); мінеральні елементи (К+, Са2+, Na+ тощо).

Білки м'язів Білки скелетних м'язів складаються з водонероз- чинних білків міофібрил (які становлять 75-80 % загального вмісту білків м'язів) і водорозчинних білків саркоплазми - так званого "міогену" До складу фракції міогену входять переважно ферменти, що каталізують ката-

болічні реакції, які забезпечують біоенергетику м'язового скорочення - глікогенфос-

форилаза, ферменти гліколізу, креатинфосфокіназа, аденілаткіназа, кисеньдепо-

нуючий білок міоглобін. У саркосомах містяться ферменти циклу трикарбонових

кислот, біологічного окислення й окисного фосфоритування.

Білки міофібрил До складу міофібрил входять такі білки: 1) до складу товстих ниток - білок міозин; 2) до складу тонких ниток - білки актин, тропоміозин, тропоніновий комплекс {тропонін Т, тропонін І, тропонін Q; 3) білок a-актинін - компонент Z-лінії саркомерів; з цим білком сполучені кінці F-актинових молекул тонких філаментів. Міозин - фібрилярний білок, що утворює товсті філаменти міофібрил. Молекула міозину асиметрична, складається з двох важких поліпептидних ланцюгів, що мають конформацію ос-спіралі й закручені один відносно одного; довжина молекули - 160 нм. N-кінці важких ланцюгів утворюють глобулярні "головки", які нековалентни- ми зв'язками сполучені з додатковими чотирма легкими поліпептидними ланцюгами. В умовах триптичного гідролізу міозин розщеплюється на два фрагменти - меро- міозини: легкий мероміозин — LMM {light meromyosin - англ.) та важкий мероміозин - НММ {heavy meromyosin — англ.). Подальший гідроліз НММ папаїном спричиняє утворення двох ідентичних глобулярних субфрагментів S1 (головок міо зину) і паличкоподібного субфрагмента S2

(рис. 33.3). До складу головок S1 входять каталітичні центри з АТФ-азною активністю і

центри для зв'язування з актином (при відсутності АТФ). Фібрилярні "хвости" молекул міозину

контактують між собою в поздовжньому напрямку, утворюючи товсті філаменти саркомерів, до складу кожного з яких входять близько 400 молекул міозину. Глобулярні головки виступають із зовнішньої поверхні філамента (рис. 33.4). Актин - білок, що існує у двох формах: G- та F-актин. G-актин - глобулярний білок, що має вигляд кулястих молекул діаметром близько 5 нм. Молекули G-актину (субоди- ниці) нековалентно сполучаються між собою, утворюючи намистоподібні утворення -ланцюги фібрилярного F-актину. У м'язових клітинах F-актин представлений фібрилярними структурами, що складаються з двох ланцюгів, переплетених один навколо одного (рис. 33.5). F-актин складає основу будови тонких ниток саркомерів. У складі тонких ниток ланцюги F-актину сполучені з тропоміози- ном і тропонінами. Тропоміозин - білкові молекули витягнутої форми, що складаються з двох поліпептидних ланцюгів (а та 0), які утворю ють подвійну спіраль. Паличкоподібні молекули тропоміозину (довжиною 40 нм і товщиною 2 нм) розміщуються в борозенках між двома ланцюгами F-актину таким

чином, що кожна молекула тропоміозину контактує із сімома молекулами (субоди-

ницями) G-актину. Тропонін - білок тонких філаментів, що складається з трьох субодиниць: ТпТ, ТпІ, ТпС. Тропонінові комплекси мають глобулярну форму і розміщуються впродовж ак-

тинового філамента з інтервалами в 38,5 нм, контактуючи з кінцями молекул

тропоміозину (рис. 33.6). Найбільш вивченим компонентом тропонінового комплексу є ТпС - кальційзв 'язуючий білок, близький за структурою і властивостями до кальмодуліну - універсального трансдуктора кальцієвих сигналів у біохімічних системах. Білок ТпІ взаємодіє з актином, ТпТ - забезпечує взаємодію тропонінового комплексу з тропоміозином.

Експресія генів на рівні транскрипції.

???

Білет 15

Гормони підшлункової. Цукровий діабет.

Підшлункова залоза - орган мішаної секреції, ацинарна частина якої виконує екзокринну функцію, секретуючи у дванадцятипалу кишку травні ферменти та іони, а ендокринна {острівці Лангерганса) - продукує декілька гормональних факторів пептидної природи. Синтез та секреція пептидних гормонів забезпечують різні типи клітин острівкого апарату:

А (а)-клітини - глюкагон;

В (Р)-клітини - інсулін;

D (б)-клітини - соматостатин;

F-клітини - панкреатичний поліпептид.

1. Інсулін - поліпептидний гормон (м.м. 5,7 кДа), молекула якого складається з двох ланцюгів - А та В, що мають відповідно 21 і ЗО амінокислотних залишків. Пептидні ланцюги сполучені між собою дисульфідними зв'язками. Інсулін синтезується в рибосомах В- ((3-) клітин

підшлункової залози у вигляді препрогормону - білка з м.м. 11,5 кДа, який у результаті обмеженого протеолізу послідовно перетворюється в ендоплазматичному ретикулумі та апараті Гольджі на прогормон (м.м. 9 кДа) та зрілий інсулін. Молекули інсуліну спаковуються в секреторні гранули, де вони утворюють комплекси з іонами цинку. Секреція інсуліну з клітини відбувається шляхом еміоцитозу, який полягає в міграції гранул до плазматичної мембрани, їх злитті з мембраною, розчиненні мембрани та "екструзії" - викиду вмісту гранули в екстрацелюлярний простір - рис. 24.3. Секреція інсуліну є енергозалежним процесом, головним фізіологічним стимулом секреції є збільшення концентрації глюкози в крові понад рівень фізіологічної норми (3,3 - 5,5 ммоль/л). Характеристика гормональної активності Інсулін позначають як "гормон засвоєння та депонування вуглеводів" стимуляція транспорту глюкози з екстрацелюлярного простору через плазматичні мембрани всередину клітин - ефект спостерігається здебільшого в клітинах м'язів, адипоцитах жирової тканини, лімфоцитах і є основною причиною швидкого (протягом декількох секунд) зниження рівня глюкоземіїпісля ін'єкції інсуліну. сприяння утилізації глюкози в м'язах, печінці, жировій тканині тощо шляхами гліколізу, пентозофосфатного шляху (ПФШ) та синтезу глікогену: Вплив на обмін ліпідів.

Характеризується стимуляцією анаболічних шляхів ліпідного обміну і збільшеним внутріклітинним депонуванням тригліцеридів, що проявляється переважно в жировій тканині та в печінці. активацією синтезу вищих жирних кислот за рахунок збільшення притоку

відповідних субстратів: ацетил-КоА та НАДФН, що утворюються при метаболізмі

глюкози (див. вище); (2.2) активацією синтезу триацилглщеролів із жирних кислот та

гліцерол-3-фосфату, який також постачається у збільшеній кількості при гліколітичному розщепленні глюкози (утворюється з діоксіацетонфосфату в гліцерол-3-фосфатдегідрогеназній реакції); (2.3) гальмуванням ліполізу в адипоцитах, що зумовлено зменшенням

концентрації цАМФ, необхідного для активації ТГ-ліпази, та протидією ліполітичному впливу

катехоламінів та глюкагону. Згідно із зазначеним, цукровий діабет характеризується активацією

ТГ-ліпази жирової тканини із збільшеним надходженням НЕЖК у плазму крові, стимуляцією

їх перетворення в кетонові тіла (кетогенезом) та виникненням при некомпенсованій

течії захворювання кетоацидозу. Крім того, оскільки інсулін зменшує утворення в

печінці основних транспортерів триацилглщеролів та холестерину - ЛПДНЩ та

ЛПНЩ - "атерогенних ліпопротеїнів", цукровий діабет II типу (розділ 16)

характеризується додатковим розвитком атеросклерозу та ожиріння. (3) Вплив на обмін амінокислот та білків. Дія інсуліну на амінокислотний та білковий обмін найбільш виражена у м'язах, печінці, нирках, сполучній тканині, має анаболічний характер Інсулін має виражені ростостимулюючі ефекти, що пов'язані як із стимуляцією надходження в клітини енергетичних та пластичних субстратів для росту (глюкози, жирних кислот, амінокислот), так і з безпосереднім активуючим впливом на біосинтез (реплікацію) ДНК, прискоренням переходу клітин у S-фазу.

Травлення в шлунку.

Перетравлювання білків у порожнині шлунка Шлунковий сік, під дією якого відбувається гідроліз білків, - це кисла рідина з рН 1,5-2,5. Основними біохімічними компонентами шлункового соку, що беруть участь у перетворенні білків продуктів харчування, є соляна кислота та протеолітичний

фермент пепсин. Крім того, до складу шлункового соку входять кислі фосфати (переважно NaH2P04) та деякі органічні кислоти, складаючи загальну кислотність шлунка. Соляна кислота виробляється у спеціальних обкладкових (рксинтних) клітинах слизової оболонки шлунка за участю хлоридів, які надходять із крові. Донором протонів, необхідних для утворення НС1, є вугільна кислота, що утворюється з Н20 та С02 за участю карбоангідрази:

Секреція іонів Н+в порожнину шлунка відбувається при дії протонної помпи

мембран оксинтних клітин - Н+, К+-АТФази (рис. 26.2). Концентрація НС1 у шлунковому соку складає 0,45-0,60 %. Соляна кислота необхідна для утворення активного ферменту пепсину і прояву максимуму його каталітичної активності. Пепсин - протеаза з м.м. 35 кДа, що синтезується головними клітинами слизової оболонки шлунка у вигляді проферменту пепсиногену (м.м. 42 кДа). Початкові етапи перетворення пепсиногену в пепсин здійснюються за участю іонів Н+, які

сприяють відщепленню від молекули проферменту N-кінцевого захисного пептиду, що

супроводжується розкриттям активного центру; в подальшому процес стає авто-каталітичним - молекули пепсину спричиняють власне утворення з проферменту: За механізмом дії пепсин є ендопептидазою, що специфічно атакує пептидні зв'язки, в утворенні яких беруть участь залишки ароматичних (фенілаланіну, тирозину), а також дикарбонових (глутамату, аспартату) амінокислот. Під дією пепсину білки розщеплюються на великі поліпептидні фрагменти - пептони, гідроліз яких завершується в тонкій кишці. Рєпнін {хімозин, сичужний фермент) — протеаза, що міститься в шлунковому соку новонароджених дітей. Реннін є ферментом, який за участю іонів Са2+ спричиняє перетворення розчинних білків молока (казеїнів) у нерозчинні (параказеїни), які підлягають протеолітичній дії пепсину ("звурдження молока").

Білет 16.

Ліпіди ЦНС

Ліпіди нервової тканини

Своєрідність хімічного складу нервової тканини і головного мозку полягає у

надзвичайно високому вмісті ліпідів різноманітної хімічної структури. Сума ліпідів різних

класів складає в середньому близько половини сухої маси тканини головного мозку.

Особливостями хімічного складу ліпідів головного мозку є переважання складних

полярних ліпідів (гліцерофосфоліпідів, сфінголіпідів, гліколіпідів) і холестерину при

незначній кількості триацилгліцеролів. До того ж вміст ліпідів у білій речовині головного

мозку значно вищий, ніж у сірій речовині, що пояснюється наявністю в останній

структурі значної кількості мієлінових оболонок нервів

Антибіотики

1. У клінічній практиці, а також в експериментальній біології і медицині, знайшли широке застосування антибіотики, що є інгібіторами біосинтезу білка у прока- ріотичних та еукаріотичних організмів на різних етапах трансляції:

(1) інгібітори ініціації: стрептоміцин, ауринтрикарбоксилова кислота;

(2) інгібітори елонгації: аміцетин, хлорамфенікол, еритроміцин, циклогекси- мід, пуроміцин, тетрацикліни;

(3) інгібітори термінації: анізоміцин, хлорамфенікол, еритроміцин, лінкоцин, стрептоміцин.

Антибіотики, що є інгібіторами процесів трансляції у прокаріотів, застосовуються як антибактеріальні лікарські засоби в терапії інфекційних хвороб та інших

захворювань, що спричинені мікробним фактором. Антибіотики, які інгібують трансляцію в еукаріотичних клітинах вищих організмів, зокрема ссавців, застосовуються як протипухлинні засоби. Гальмуючи біосинтез білка в клітинах злоякісних пухлин, ці антибіотики спричиняють регресію росту пухлини.

Сполучна тканина

Сполучна тканина - це комплекс спеціалізованих клітин, волокон та основної речовини, що утворює внутрішнє середовище та інтегрує між собою інші клітини і тканинні елементи в єдиний багатоклітинний організм людини і тварин. Головними фізіологічними функціями сполучної тканини є:

- опорна (механічна) функція;

- захисна функція;

- трофічна та транспортна функція;

- регуляторна функція.

Залежно від особливостей структурної організації та функцій, виділяють декілька типів сполучної тканини, а саме:

- волокнисті сполучні тканини, які у свою чергу підрозділяють на пухку

волокнисту сполучну тканину та компактну (щільну) волокнисту сполучну тканину;

- скелетні сполучні тканини (суглобові та кісткові);

- сполучні тканини із спеціальними властивостями.

Волокнисті сполучні тканини є типовими представниками групи сполучних тканин, що їх називають також "власне сполучними тканинами".У свою чергу, найбільш поширеним видом волокнистих сполучних тканин є пухка волокниста сполучна тканина, яка має найбільш характерну для всіх типів сполучних тканин будову. Структурними компонентами сполучних тканин (волокнистих сполучних тканин) є:

1) клітини, що виконують різноманітні захисні, трофічні, регуляторні функції. До

них належать: фібробласти з різним ступенем диференціювання, макрофаги (гістіоци-

ти), опасисті клітини (тканинні базофіли), плазматичні клітини, різні типи лейкоцитів.

2) волокна - структурні утворення білкової природи, що формують міжклітинну

сітку в сполучній тканині. Вони підрозділяються на:

- колагенові волокна;

-ретикулярні волокна;

- еластичні волокна.

3) основна аморфна речовина, що заповнює проміжки між волокнистими

компонентами та клітинами. За хімічною природою основна аморфна речовина являє собою

складні білки та глікокон'югати - протеоглікани та структурні глікопротеїни. Волокна та основна аморфна речовина складають у сукупності міжклітинну речовину волокнистої сполучної тканини. Пухка волокниста сполучна тканина відрізняється від і^ідьноі'відносно більшим об'ємом основної аморфної речовини, меншою кількістю волокон та різноманітнішим клітинним складом