гэр → Гүйлтийн зам Булчин ба булчингийн агшилтын биохими. Булчин агшилтын механизм Булчин агших, сулрах механизмын биохимийн үндэс

Булчин ба булчингийн агшилтын биохими. Булчин агшилтын механизм Булчин агших, сулрах механизмын биохимийн үндэс

Булчингийн агшилтыг хангадаг хүчин зүйлүүд:

Миозин-ATP цогцолборын актинтай холбоотой байдал маш бага;

Миозин-ADP цогцолборын актинтай холбоотой байдал маш өндөр байдаг;

актин нь миозиноос ADP ба фосфорын хуваагдлыг хурдасгадаг бөгөөд энэ нь конформацийн өөрчлөлт (миозины толгойн эргэлт) дагалддаг.

Булчин агшилтын үе шатууд:

Миозины толгой дээр ATP-ийг бэхлэх;

ATP гидролиз. Гидролизийн бүтээгдэхүүн (ADP ба P) нь тогтмол хэвээр байх бөгөөд ялгарсан энерги нь толгойд хуримтлагддаг. Булчин агшихад бэлэн байна;

Зөвхөн шинэ ATP молекулыг шингээх үед устдаг хүчтэй "актин-миозин" цогцолбор үүсэх;

Миозины молекул дахь конформацийн өөрчлөлтүүд нь миозины толгойг эргүүлэхэд хүргэдэг. Миозин толгойн идэвхтэй төвөөс урвалын бүтээгдэхүүн (ADP ба P) ялгарах.

Уургууд - булчингийн агшилтын зохицуулагч:

1) тропомиозин нь фибрилляр уураг бөгөөд а-геликс хэлбэртэй байдаг. Нимгэн судалтайд тропомиозины 1 молекул тутамд G-актины 7 молекул байдаг. G-актины 2 мушгиа хоорондын ховилд байрладаг. Энэ нь төгсгөл хүртэл холбогдсон, гинж нь тасралтгүй байдаг. Тропомиозины молекул нь актин бөмбөлгүүдийн гадаргуу дээр идэвхтэй актин холбох газруудыг хамардаг;

2) тропонин нь тропонин "Т", тропонин "С" ба тропонин "I" гэсэн 3 дэд нэгжээс бүрддэг бөмбөрцөг уураг юм. Тропомиозины молекулын урттай тэнцүү урттай тэнцүү интервалтайгаар тропомиозин дээр байрладаг. Тропонин T (TnT) - тропониныг тропомиозинтэй холбох үүрэгтэй; тропонины "Т"-ээр дамжуулан тропонины бүтцийн өөрчлөлтийг тропомиозинд дамжуулдаг. Тропонин С (TnC) нь Ca2+-ийг холбодог дэд нэгж бөгөөд кальцийг холбох 4 цэгийг агуулдаг ба бүтцийн хувьд калмодулин уурагтай төстэй. Тропонин I (TnI) - дарангуйлагч дэд хэсэг нь жинхэнэ дарангуйлагч биш бөгөөд энэ нь тропонин "С" нь Ca2 + -тэй холбоогүй байх үед актин ба миозины харилцан үйлчлэлд саад учруулдаг орон зайн саадыг үүсгэдэг.

Амьд эсийн булчингийн агшилт, тайвшралын зохицуулалт:

Булчингийн агшилт нь мэдрэлийн импульсээр эхэлдэг. Ацетилхолины нөлөөн дор эсийн мембраны өдөөлт үүсч, Ca2+-ийн нэвчилт огцом нэмэгддэг;

Са2+ нь булчингийн эсийн цитоплазмд (саркоплазм) цитоплазмын торлогийн цистернээс ордог. Саркоплазм дахь Ca2+ концентраци даруй нэмэгддэг;

Кальци нь тропонин С-тэй холбогддог. Тропонины молекулд конформацийн өөрчлөлт гарч, үүний үр дүнд тропонин "I" хэлбэрийн орон зайн саад тотгор арилдаг, учир нь тропомиозины молекул хажуу тийш татагдаж, актин гадаргуу дээр миозин холбох төвүүдийг нээдэг. Цаашдын булчингийн агшилт нь схемийн дагуу явагдана.

Механизм булчинлаг бууралтууд.
Зохицуулалт бууралтууд Тэгээд Амралт булчингуудамьд эсэд: - булчинлаг бууруулахмэдрэлийн импульсээр эхэлдэг.

Механизм булчинлаг бууралтууд. Зохицуулалт бууралтууд Тэгээд Амралт булчингууд.
Судалчлагдсан бүтэц булчинлагдаавуу. Хөндлөн судалтай булчингуудээлжлэн солигдох зузаан, нимгэн утаснаас бүрдэнэ.

Механизм булчинлаг бууралтууд. Зохицуулалт бууралтууд Тэгээд Амралт булчингууд.
- гормон болон бусад метаболитуудыг тээвэрлэх; - гадаадын төлөөлөгчөөс хамгаалах; - зохицуулалтбиеийн дулааныг дахин хуваарилах замаар биеийн температур.

Хүчтэй нөхцөлд булчинлаг
Механизм булчинлаг бууралтууд. Зохицуулалт бууралтууд Тэгээд Амралт булчингууд.

Хүчтэй нөхцөлд булчинлагажил, хүчилтөрөгч эс рүү орох цаг байхгүй. Үүний зэрэгцээ нүүрсний задрал ... дэлгэрэнгүй ».
Механизм булчинлаг бууралтууд. Зохицуулалт бууралтууд Тэгээд Амралт булчингууд.

Хүчтэй нөхцөлд булчинлагажил, хүчилтөрөгч эс рүү орох цаг байхгүй. Үүний зэрэгцээ нүүрсний задрал ... дэлгэрэнгүй ».
Механизм булчинлаг бууралтууд. Зохицуулалт бууралтууд Тэгээд Амралт булчингууд.

Механизм товчлол Тэгээд Амралтараг яс булчингууддуудсан булчинлагнасос.

Идэвхтэй бууруулах булчингуудизометрийн болон изотоник горимд. Изометрийн нэр томъёо - урт булчингуудтогтсон болохоор хэзээ булчин буурч байнатүүний байгаа газруудад
анхны урт хүртэл.

Механизмхэмнэлийн нөлөөн дор таталцлын хүчийг даван туулж зүрх рүү венийн цусны албадан хөдөлгөөн товчлол Тэгээд Амралтараг яс булчингууддуудсан булчинлагнасос.

Механизмхэмнэлийн нөлөөн дор таталцлын хүчийг даван туулж зүрх рүү венийн цусны албадан хөдөлгөөн товчлол Тэгээд Амралтараг яс булчингууддуудсан булчинлагнасос.

Олдсон ижил төстэй хуудсууд:10

Новосибирскийн улсын багшийн их сургууль

Сэдвийн талаархи хураангуй

"Биохими"

"Булчин агшилтын биохими"

Гүйцэтгэсэн: ЭЕШ-ын 3-р курсын оюутан

"Валеологи" тэнхим, гр. 1А

Литвиченко Е.М.

Шалгасан: Сайкович Е.Г.

Новосибирск 2000 он

Булчин агших үйл явц дахь биохимийн сонирхол нь зөвхөн булчингийн эмгэгийн механизмыг тодруулахад суурилдаггүй бөгөөд үүнээс ч илүү чухал зүйл бол цахилгаан энергийг механик энерги болгон хувиргах механизмыг илрүүлэх, татах, дамжуулах нарийн төвөгтэй механизмуудыг тойрон гарах явдал юм. .

Булчин агшихад тохиолддог механизм, биохимийн процессыг ойлгохын тулд булчингийн ширхэгийн бүтцийг судлах шаардлагатай. Булчингийн утаснуудын бүтцийн нэгж нь миофибрил юм - эсийн дагуу байрлах уургийн тусгайлан зохион байгуулалттай багцууд. Миофибриллууд нь эргээд зузаан ба нимгэн гэсэн хоёр төрлийн уургийн утас (утас) -аас бүрддэг. Зузаан утаснуудын гол уураг нь миозин, мөн нимгэн нь - актин. Миозин ба актин утаснууд нь биеийн бүх агшилтын системийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Электрон микроскопийн шинжилгээ нь миофибрил дэх миозин ба актин утаснуудын хатуу дараалсан зохицуулалтыг харуулсан. Миофибрилийн функциональ нэгж нь саркомер юм - хоёр Z-хавтан хоорондын миофибрилийн хэсэг. Саркомер нь M-хавтан гэж нэрлэгддэг дундуур холбосон миозин утаснуудын багц ба тэдгээрийн хооронд дамждаг актин утаснуудаас бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь эргээд Z-хавтантай холбогддог.

Агшилт нь нимгэн актин ба зузаан миозин утаснуудыг бие бие рүүгээ гулсуулж эсвэл миозин утаснуудын хооронд актин утаснуудыг М шугамын чиглэлд түлхэх замаар үүсдэг. Актин судалтай холбогдсон Z-хавтангууд нь миозин утаснуудын төгсгөлд ойртох үед хамгийн их богиносгоход хүрдэг. Агшилтын үед саркомер 25-50% -иар богиносдог.

Миофибрилүүдийг агуулсан саркоплазм нь тэдгээрийн хооронд эндоплазмын торлог бүрхэвчийн цистерн ба гуурсан хоолойн сүлжээ, түүнчлэн түүнтэй нягт холбоотой боловч харьцдаггүй хөндлөн хоолойн системээр нэвтэрдэг.

Миозин утаснуудын бүтэц.

Миозин утаснууд нь миозин уургаас үүсдэг бөгөөд молекул нь 200,000 орчим молекул жинтэй хоёр ижил хүнд полипептидийн гинж, дөрвөн хөнгөн гинж (ойролцоогоор 20,000) агуулдаг. Хүнд гинж бүр нь ихэнх уртаараа мушгиа хэлбэртэй байдаг ба хоёр хүнд гинж нь хоорондоо мушгиж, молекулын саваа хэлбэртэй хэсгийг үүсгэдэг. Гинж бүрийн эсрэг талын төгсгөлд хоёр хөнгөн гинж бэхлэгдсэн бөгөөд гинжний эдгээр үзүүрүүдийн бөмбөрцөг хэлбэрийн хамт молекулуудын "толгой" -ийг бүрдүүлдэг. Молекулуудын саваа хэлбэртэй төгсгөлүүд нь бие биентэйгээ уртаашаа холбогдож, багц үүсгэж, молекулуудын толгойнууд нь спираль хэлбэрээр байрладаг. Үүнээс гадна, М шугамын бүсэд цацрагууд нь хоорондоо "сүүлээс сүүл рүү" холбогдсон байдаг. Миозин судал бүр нь 400 орчим миозин молекул агуулдаг.

актин молекулууд

тропонины молекулууд тропомиозин молекулууд

Актин утаснуудад багтдаг өөр нэг уураг болох тропомиозин нь саваа хэлбэртэй бөгөөд фибрилляр актины спираль туузны ховилын ойролцоо байрладаг. Түүний урт нь бөмбөрцөг хэлбэрийн актины хэмжээнээс 8 дахин их байдаг тул нэг тропомиозин молекул нь долоон актины молекултай нэгэн зэрэг холбогдож, төгсгөлүүд нь хоорондоо холбогдож, гурав дахь уртааш мушгирсан гинжийг үүсгэдэг.

Гурав дахь актин судалтай уураг болох тропонин нь гурван өөр дэд нэгжээс бүрдэх ба бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Энэ нь актин ба тропомиозинтай ковалент бус холбоотой байдаг тул тропонины нэг молекулд нэг тропомиозин молекул байдаг бөгөөд үүнээс гадна түүний дэд хэсгүүдийн нэг нь дараахь зүйлийг агуулдаг. Ca-холбох төвүүд. Нимгэн актин утаснууд нь Z хуудас, мөн уургийн бүтцэд наалддаг.

Булчин агшилтын механизм.

Булчин агшилт нь саркомер бүрийн богиноссоны үр дүн бөгөөд актин судалтай холбогдсон Z-хавтангууд миозин утаснуудын төгсгөлд ойртоход саркомерын хамгийн их богиносголыг бий болгодог.

Булчингийн агшилтын үед актин ба миозин судал нь өөрийн гэсэн үүрэгтэй: миозин судал нь ATP гидролизийн идэвхтэй төв, ATP энергийг механик энерги болгон хувиргах төхөөрөмж, актин судалтай наалддаг төхөөрөмж, актины утаснаас зохицуулалтын дохиог хүлээн авах төхөөрөмж, актин утаснууд нь миозин судалтай наалддаг механизм ба агшилт, сулралтыг зохицуулах механизмтай байдаг.

Булчингийн агшилт нь мэдрэлийн утаснуудын үйл ажиллагааны потенциалаар өдөөгддөг бөгөөд энэ нь зуучлагчаар дамжин мэдрэлийн булчингийн синапсаар дамжин Т-системийн сарколемма ба гуурсан хоолойн үйл ажиллагааны потенциал болж хувирдаг. Хоолойн мөчрүүд нь миофибрил бүрийг тойрон хүрээлж, саркоплазмын торлогийн цистернтэй холбогддог. Танкнууд нь ихээхэн хэмжээний агууламжтай байдаг Ca. Хоолойгоор дамжин ирэх үйл ажиллагааны потенциал нь ионуудыг ялгаруулдаг Ca2+саркоплазмын торлогийн цистернүүдээс. Ионууд Ca2+тропонины Ca-холбогч дэд нэгжид хавсарна. Ионуудын дэргэд Ca2+Миозин толгойг холбох төвүүд нь тропонин-тропомиозин-актины системийн бүх хэсэгт актин утаснуудын мономерууд дээр нээгддэг. Эдгээр өөрчлөлтүүдийн үр дүнд миозин толгой нь хамгийн ойрын актин мономерт наалддаг.

Миозин толгойнууд нь ATP-тэй өндөр хамааралтай байдаг тул булчинд ихэнх толгойнууд нь ATP-тэй холбоотой байдаг. Миозины толгойг актинтай хавсаргах нь ATPase төвийг идэвхжүүлж, ATP гидролиз болж, ADP ба фосфат нь идэвхтэй төвийг орхиж, энэ нь миозины бүтцийн өөрчлөлтөд хүргэдэг: нэмэлт хурцадмал байдал үүсч, толгой ба сүүлний хоорондох өнцгийг багасгах хандлагатай байдаг. миозины молекулын, өөрөөр хэлбэл. толгойг М шугамын чиглэлд хазайлгана. Миозин толгой нь актин судалтай холбогдсон тул М шугам руу хазайх үед актин судалтай ижил чиглэлд шилждэг.

Олон толгойноос гаргасан ADP нь дараах өөрчлөлтийг хийдэг.

2 ADP ® ATP + AMP

ATP-ээс чөлөөлөгдсөн толгойнууд нь дээр дурьдсанчлан өндөр наалдацтай тул ATP-ийг дахин татдаг; ATP-ийн хавсралт нь миозин толгойн актин утаснуудын наалдацыг бууруулж, миозин анхны төлөв рүүгээ буцдаг. Дараа нь бүхэл мөчлөг нь эхнээсээ давтагдах боловч өмнөх мөчлөгт актин судал нь хөдөлгөөний улмаас Z-хавтанг ойртуулсан тул ижил миозин толгой нь Z-хавтантай ойрхон өөр актин мономерт наалддаг.

Миозин судал бүрийн хэдэн зуун миозин толгой нь нэгэн зэрэг ажилладаг бөгөөд ингэснээр актин судсыг татдаг.

Булчин агшилтын эрчим хүчний эх үүсвэр.

Хамгийн их эрчимтэй ажилладаг араг ясны булчин нь амарч буй булчингаас хэдэн зуу дахин их энерги зарцуулдаг бөгөөд амрах байдлаас хамгийн их ажлын төлөв рүү шилжих нь секундын хэдхэн минутын дотор явагддаг. Үүнтэй холбогдуулан булчингууд нь ATP синтезийн хурдыг маш өргөн хүрээнд өөрчлөх огт өөр механизмтай байдаг.

Өмнө дурьдсанчлан булчингийн агшилтын үед миозин толгойноос ялгардаг ADP-ээс ATP синтезийн үйл явц маш чухал юм. Энэ нь булчинд агуулагдах өндөр энергийн бодисын тусламжтайгаар үүсдэг. креатин фосфат, үйл ажиллагааны явцад креатин ба ATP-ээс үүсдэг креатин киназа:

C-NH 2 C-NH-PO 3 H 2

N-CH 3 + ATP ó N-CH 3 + ADP

Креатин Креатин фосфат

Энэ урвал нь амархан буцах боломжтой бөгөөд агааргүй хэлбэрээр явагддаг бөгөөд энэ нь эхний үе шатанд булчинг хурдан оруулах боломжийг олгодог. Ачаалал үргэлжлэх тусам ийм эрчим хүчний хангамжийн үүрэг багасч, их хэмжээний ATP өгдөг гликоген механизмаар солигддог.

Ном зүй:

Г.Дугас, К.Пэнни “Биоорганик хими”, М., 1983

Д.Мецлер “Биохими”, М., 1980

А.Ленингер “Биохимийн үндэс”, М., 1985 он

Хөнгөн мирозин нь амин хүчлийн найрлагаараа хүнд мирозинээс ялгаатай. Хүнд миозин нь ферментийн идэвхжилтэй байдаг. Энэ нь аденозин трифосфатаза бөгөөд ATP-ийг гидролитик байдлаар задалдаг. Үүнийг дараах байдлаар тодорхойлж болно: ATP +Х 2 О → ADF + Х 3 П.О. 4 + В (эрчим хүч).

Актин нь бага молекул жинтэй уураг юм (42000). Хоёр хэлбэртэй байж болно: бөмбөрцөг ( Г ) эсвэл фибрилляр ( Ф ). Давс нэмсний дараа Г -актин амархан хувирдаг Ф - актин. Ф -актин бол полимер Г - актин. Энэ шилжилт нь K ионуудын нөлөөн дор явагддаг + : актин бөмбөрцөг хэлбэртэй → Үйлдэл фибриллярд Ф . Актин Ф миозинтэй амархан нийлж шинэ уураг болох актомиозин үүсгэдэг.

Ф -актин нь спираль хэлбэртэй мушгирсан хоёр утаснаас бүрдэнэ.

Актины бүтэц

Актомиозин нь дараахь шинж чанартай байдаг.

ATP-ийг задлах чадвар;

макроэргик бондын энергийг чөлөөлөх;

энэ энергийг ажил болгон хувиргана.

Тропомиозин - гадаргуу дээрх ховилд байрладаг давхар мушгиа үүсгэдэг хоёр полипептидийн гинжээс бүрдэнэ.Ф актины урт нь 7 субъекттэй тохирч байна - Г - актин. Тропонины цогцолбор нь бөмбөрцөг хэлбэртэй бүтэцтэй гурван дэд хэсгээс бүрдэх ба ойролцоогоор Т-ийн төгсгөлд байрладаг.м . Тропонин Т ( TnT ) Т-тэй харилцах боломжийг олгодог м . Т ропонин С ( TnC ) Ca ионуудтай холбоо үүсгэдэг 2+ гадаргуу дээр T м , үүний үр дүнд түүний зохицол өөрчлөгддөг.

Тропонин I ( TnI ) актин ба миозинтэй харилцан үйлчлэхээс сэргийлж чадна. T байрлал nI хувьсах бөгөөд Ca концентрациас хамаарна 2+ . Са-гийн дэргэд 2+ T хэлбэрийн өөрчлөлт nC . Энэ нь байр сууриа өөрчлөхөд хүргэдэг TnI актинтай холбоотойгоор энэ нь миозинтэй харьцаж чаддаг.

Тропомиозин ба тропонин

Агшилтын булчингийн гол уургуудын орон зайн яг байршил нь агшилт, тайвшрах, түүнчлэн эдгээр үйл явцыг зохицуулах зайлшгүй нөхцөл юм. Агшилт нь актин ба миозин хоёрын хооронд цогцолбор үүсэхтэй холбоотой бөгөөд актины дэд хэсэг бүр миозин толгойг агуулсан сегменттэй харилцан үйлчилдэг.Ф 1 ). Энэ харилцан үйлчлэл багассан үед тайвширдаг. A ба M-ийн харилцан үйлчлэл нь актины ховилд байрлах T-ээр зохицуулагддаг. Т конформацийн өөрчлөлт нь T руу дамждаг бөгөөд энэ нь ховил руу гүн орж, актин ба миозин толгойтой харилцан үйлчлэлцэх боломжийг олгодог.

Миофибрилийн төлөв байдал: a) амралт; б) бууруулах

Миоглобин нь гемоглобинтой төстэй бүтэцтэй, улаан булчинд агуулагддаг, хүчилтөрөгчийг холбож, ялгаруулах чадвартай, булчингийн утаснуудыг хүчилтөрөгчөөр хангахад тусалдаг цогц хромопротейн уураг юм.

Протоплазмын уургийн найрлагад ферментийн өндөр идэвхжилтэй гликолитик ферментүүд орно. Биологийн исэлдэлтийн ферментүүд нь исэлдэлтийн фосфоржилт явагддаг митохондрид төвлөрдөг. Рибосом ба лизосом нь уураг, липидийг хувиргадаг ферментүүдийг агуулдаг.

Оксимиоглобин нь хэсэгчилсэн даралт мэдэгдэхүйц буурах үед л хүчилтөрөгч ялгаруулдаг. Миоглобиныг аммиакийн уусмалаар эд эсээс гаргаж авдаг. Холбогч эдийн уураг нь эсийн мембран ба эсийн доорх формаци, цусны судасны хана, мэдрэлийн нэг хэсэг юм. Тэдний агууламж нь нийт булчингийн 20% хүртэл байдаг. Энэ нь голчлон коллаген юм; тэдгээрийг давсны уусмалаар ч гаргаж авах боломжгүй.

Булчинд амин хүчил, полипептид, усаар амархан ялгардаг азот агуулсан бодисууд байдаг. Тэдгээрийг олборлогч гэж нэрлэдэг. Эдгээрт креатин ба креатин фосфат багтдаг бөгөөд эдгээр нь уураггүй азотын 60 хүртэлх хувийг эзэлдэг. Амрах үед булчингийн бүх креатин нь креатин фосфат хэлбэрээр байдаг. Булчин дахь түүний концентраци нь нэлээд өндөр (0.2-0.55%) бөгөөд энэ нь эсийн доторх өндөр энергийн холбоог дамжуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд ATP-ийн дахин синтезийг хангадаг.

Креатин фосфат (CrP) нь ADP-д фосфорын бүлгийг өгөх чадвартай өндөр энергитэй нэгдэл юм; Уг урвалыг схемийн дагуу креатин фосфат киназаар катализлана.

ADF + Krf → креатин фосфатын киназа ATP – Кр ( креатин )

Креатин нь аргининаас бөөрөнд нийлэгждэг.

Креатин нь цусаар дамжин булчинд хүрдэг.

Креатин фосфат (Crf) нь булчин дахь өндөр энергийн холболтын нөөц юм.

Crf (креатин фосфат) -ийг устгах явцад үүсдэг булчинд тодорхой хэмжээний креатининыг олж болно.

Азот агуулсан экстрактуудад ансерин, карнитин, карнозин (β-аланин-гистидин) орно. Булчингууд нь олборлох бодис (0.4% хүртэл) ATP, AMP, ADP-д хамаарах аденил нуклеотидын өндөр агууламжтай байдаг.

Нүүрс усыг голчлон гликоген (0.5-0.8%) төлөөлдөг. Биеийн гликогенийн ихэнх хэсэг нь булчинд төвлөрдөг боловч түүний концентраци элгэнд (5%) илүү байдаг. Моносахаридууд нь ихэвчлэн гексоз фосфат хэлбэрээр байдаг бөгөөд тэдгээрийн концентраци нь цусан дахь глюкозын агууламжаас хэтрэхгүй байна.

Ашигт малтмал - (үнс) булчингийн массын 1-1.5% -ийг эзэлдэг. К-тэй хамт + Тэгээд На + булчинд агуулагддаг Ca 2+ тэд g 2+ , булчингийн агшилтын механизмд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Амрах нөхцөлд Ca 2+ голчлон саркоплазмын торлогийн хоолой, цэврүүтүүдэд төвлөрдөг.

Фосфорын дийлэнх хэсэг (ойролцоогоор 80%) булчингийн эд нь өндөр энергитэй нэгдлүүдийн нэг хэсэг (ATP ба креатин фосфат), 10% нь органик бус фосфатын давс хэлбэрээр, 5% нь гексозтой холбоотой, 5% нь ADP, AMP болон бусад нуклеотидууд.

Гөлгөр булчингийн химийн найрлага нь судалтай булчинтай ижил бодис агуулдаг боловч өөр өөр тоон харьцаатай байдаг. Эдгээр нь актомозин ба миозин бага, харин илүү их миоальбумин ба уусдаггүй стромын уураг (коллаген) агуулдаг. Гликогенийн агууламж 0.5% -иас бага, олборлох бодис бага байдаг. Ca агууламж 2+ доорх гөлгөр булчинд.

сэдвээр

"Биохими"

"Булчин агшилтын биохими"

Гүйцэтгэсэн: ЭЕШ-ын 3-р курсын оюутан

"Валеологи" тэнхим, гр. 1А

Литвиченко Е.М.

Шалгасан: Сайкович Е.Г.

Новосибирск 2000 он

Миозин утаснуудын бүтэц.

актин молекулууд

тропонины молекулууд тропомиозин молекулууд

Булчин агшилтын механизм.

Булчингийн агшилт нь мэдрэлийн утаснуудын үйл ажиллагааны потенциалаар өдөөгддөг бөгөөд энэ нь зуучлагчаар дамжин мэдрэлийн булчингийн синапсаар дамжин Т-системийн сарколемма ба tubules-ийн үйл ажиллагааны потенциал болж хувирдаг. Хоолойн мөчрүүд нь миофибрил бүрийг тойрон хүрээлж, саркоплазмын торлогийн цистернтэй холбогддог. Танкнууд нь ихээхэн хэмжээний агууламжтай байдаг Ca. Хоолойгоор дамжин ирэх үйл ажиллагааны потенциал нь ионуудыг ялгаруулдаг Ca2+саркоплазмын торлогийн цистернүүдээс. Ионууд Ca2+тропонины Ca-холбогч дэд нэгжид хавсарна. Ионуудын дэргэд Ca2+Миозин толгойг холбох төвүүд нь тропонин-тропомиозин-актины системийн бүх хэсэгт актин утаснуудын мономерууд дээр нээгддэг. Эдгээр өөрчлөлтүүдийн үр дүнд миозин толгой нь хамгийн ойрын актин мономерт наалддаг.

Олон толгойноос гаргасан ADP нь дараах өөрчлөлтийг хийдэг.

2 ADP ® ATP + AMP

Миозин судал бүрийн хэдэн зуун миозин толгой нь нэгэн зэрэг ажилладаг бөгөөд ингэснээр актин судсыг татдаг.

Булчин агшилтын эрчим хүчний эх үүсвэр.

C-NH 2 C-NH-PO 3 H 2

N-CH 3 + ATP- N-CH 3 + ADP

Креатин Креатин фосфат

Ном зүй:

Г.Дугас, К.Пэнни “Биоорганик хими”, М., 1983

Д.Мецлер “Биохими”, М., 1980

А.Ленингер “Биохимийн үндэс”, М., 1985 он

Агшилтын үед булчинд тохиолддог циклик биохимийн урвалууд нь "толгой" -ын хооронд наалдац үүсэх, устгахыг баталгаажуулдаг - зузаан протофибрилүүдийн миозин молекулуудын ургалт ба цухуйсан хэсгүүд - нимгэн протофибрилүүдийн идэвхтэй төвүүд. Наалдац үүсгэх, актин судлыг миозин судлын дагуу хөдөлгөх ажил нь нарийн хяналт, их хэмжээний эрчим хүчний зарцуулалтыг шаарддаг. Бодит байдал дээр шилэн агшилтын үед идэвхтэй төв тус бүрт минут тутамд 300 орчим наалдац үүсдэг - цухуйсан.

Өмнө дурьдсанчлан зөвхөн ATP энергийг булчингийн агшилтын механик ажилд шууд хувиргаж болно. Миозины ферментийн төвөөр гидролиз болсон ATP нь бүхэлдээ миозины уурагтай нэгдэл үүсгэдэг. ATP-миозины цогцолбор дахь миозин нь эрчим хүчээр ханасан бүтэц, түүний гаднах "хэмжээ" -ийг өөрчилдөг бөгөөд ингэснээр миозин судлын ургалтыг богиносгох механик ажлыг гүйцэтгэдэг.

Амрах булчинд миозин нь ATP-тэй холбогддог боловч Mg++ ионуудаар дамжин ATP-ийн гидролизийн задралгүй байдаг. Амралттай үед миозин ба актин хоёрын хооронд наалдац үүсэхээс сэргийлж, тропомиозины тропонин бүхий цогцолбор нь актины идэвхтэй төвүүдийг хаадаг. Са++ ионууд холбогдож байх үед хоригийг хадгалж, ATP задрахгүй. Мэдрэлийн импульс булчингийн утас руу ирэхэд түүнийг суллана импульс дамжуулагч- нейрогормон ацетилхолин. Na+ ионууд нь сарколеммын дотоод гадаргуу дээрх сөрөг цэнэгийг саармагжуулж, деполяризаци хийнэ. Энэ тохиолдолд Ca++ ионууд ялгарч тропонинтой холбогддог. Хариуд нь тропонин цэнэгээ алдаж, идэвхтэй төвүүд - актин утаснуудын цухуйсан хэсгүүдийг хааж, актин ба миозины хооронд наалдац үүсдэг (нимгэн ба зузаан протофибрилүүдийн электростатик түлхэлт аль хэдийн арилсан тул). Одоо Ca++ байгаа үед ATP нь миозины ферментийн үйл ажиллагааны төвтэй харилцан үйлчилж, хуваагдаж, хувиргах цогцолборын энерги нь наалдацыг багасгахад ашиглагддаг. Дээр дурдсан молекулын үйл явдлын гинжин хэлхээ нь микроконденсаторыг цэнэглэж байгаа цахилгаан гүйдэлтэй төстэй бөгөөд түүний цахилгаан энерги нь газар дээр нь механик ажил болж хувирдаг тул дахин цэнэглэх шаардлагатай (хэрэв та цааш явахыг хүсвэл).

Цавуу тасарсаны дараа ATP задрахгүй, харин миозинтэй дахин фермент-субстратын цогцолбор үүсгэдэг.

M–A + ATP -----> M - ATP + Aэсвэл

M–ADP–A + ATP ----> M–ATP + A + ADP

Хэрэв энэ мөчид шинэ мэдрэлийн импульс ирвэл "цэнэглэх" урвалууд давтагдана, хэрэв дараагийн импульс ирэхгүй бол булчин сулардаг. Сулсны дараа агшилтын булчинг анхны байдалдаа буцааж өгөх нь булчингийн стром дахь уургийн уян хатан хүчээр хангагдана. Булчин агшилтын орчин үеийн таамаглалыг дэвшүүлснээр эрдэмтэд агшилтын үед актин утаснууд миозин утаснуудын дагуу гулсдаг бөгөөд агшилтын уургийн орон зайн бүтцэд өөрчлөлт орсон (спираль хэлбэрийн өөрчлөлт) зэргээс болж богиносдог гэж эрдэмтэд санал болгож байна.

Амрах үед ATP нь хуванцаржуулах нөлөөтэй байдаг: миозинтэй нэгдэж, актинтай наалдац үүсэхээс сэргийлдэг. Булчин агшилтын үед задарснаар ATP нь наалдацыг богиносгох процессыг эрчим хүчээр хангадаг бөгөөд "кальцийн насос" - Ca++ ионыг нийлүүлдэг.Булчин дахь ATP задрал нь маш өндөр түвшинд явагддаг. хурд: минутанд 1 г булчинд 10 микромол хүртэл. Булчин дахь ATP-ийн нийт нөөц бага байдаг (хамгийн их хүчээр 0.5-1 сек ажиллахад л хангалттай байж болно) булчингийн хэвийн үйл ажиллагааг хангахын тулд ATP-ийг задрах хурдаар нөхөн сэргээх шаардлагатай.

Лекц No 4. Булчингийн агшилтын эрчим хүч, булчингийн ажлын явцад тохиолддог биохимийн процессууд.

Дахин синтезийг аврах.

Тодруулбал, зөвхөн ATP нь химийн энергийг (түүний фосфатын холбоонд байдаг чөлөөт хэсэг) механик энерги буюу хөдөлгөөний энерги (нисэх, гүйх, гулсах) болгон хувиргаж чаддаг. Тэр эрчим хүчээр хангадагкомиссын хугацааг богиносгох үйл явц, булчингийн агшилт бүхэлдээ (мөн агшилтанд оролцдог Ca ++ ионыг үүсгэх энергийг хангадаг). Амьд эс нь булчингийн эрчимтэй ажиллах үед ATP-ийн концентрацийг ойролцоогоор 0.25% -ийг байнга хадгалж байдаг. Хэрэв (бодисын солилцоо эвдэрсэн тохиолдолд) ATP-ийн концентраци нэмэгдвэл булчингийн агшилт алдагдах болно (энэ нь "өөдөс" шиг харагдах болно), хэрэв буурч байвал хатуу байдал үүснэ. байнгын, тасралтгүй агшилтын байдал ("чулуужилт"). ATP-ийн ажлын концентраци нь секундын хүчтэй ажилд хангалттай (3-4 удаа агшилт). Булчингийн удаан хугацааны үйл ажиллагааны явцад ATP-ийн ажлын концентрацийг сэргээх урвалын улмаас хадгалдаг. Бодисын солилцооны явцад булчингийн хэвийн (урт хугацааны) үйл ажиллагааг хангахын тулд ATP нь задрах хурдтай ижил хэмжээгээр сэргээгддэг.

ATP-ийн задрал нь ферментийн гидролизийн урвал бөгөөд үүнийг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлж болно гэдгийг санаарай.

Atp-ase + atp + n2o ---> adp + n3po4

ATP дахин синтезийн энерги (энэ нь дараа нь хуваагдах үед ялгарах болно - 1 моль тутамд 40 кЖ) энерги ялгаруулдаг (катаболик) урвалаар дамжуулан авах ёстой. Тиймээс эсийн түвшинд ATP-ийн гидролизийн урвал нь ATP-ийн дахин синтезийг хангадаг урвалуудтай нийлдэг. Ийм урвалын үед фосфатын бүлэг агуулсан завсрын өндөр энергитэй нэгдлүүд үүсдэг бөгөөд энэ нь чөлөөт энергийн нөөцтэй хамт ADP руу шилждэг. Фосфотрансферазын ферментээр катализлагдсан ийм дамжуулалтын урвалыг ("буухиа буухиа" дамжуулдаг) трансфосфоризаци эсвэл рефосфоризацийн урвал гэж нэрлэдэг. ATP-ийн дахин синтез хийхэд шаардлагатай макроэргик нэгдлүүд нь байнга байдаг, жишээлбэл, креатин фосфат (симпласт хуримтлагддаг) эсвэл исэлдэлтийн процесст (катаболик) үүсдэг (дифосфоглицерины хүчил, фосфопирувын хүчил).

Булчингийн үйл ажиллагааны явцад ATP-ийн дахин синтезийг хоёр аргаар хийж болно: хүчилтөрөгчийн оролцоогүй урвалын улмаас - анаэроб (булчинд хүчилтөрөгч хүргэх хугацаа байхгүй эсвэл хэцүү үед) ба эс дэх исэлдэлтийн процессын улмаас (оролцоотой). бидний амьсгалж буй хүчилтөрөгч, тамирчны ачаалал болон эхний амралтын үе шатанд байнга амьсгалдаг хүчилтөрөгч).

Хүний араг ясны булчинд гурван төрлийн агааргүй үйл явц тодорхойлогддог бөгөөд энэ үед ATP-ийн ресинтез явагддаг.

- креатин фосфокиназын урвал (фосфоген эсвэл алактик анаэробын процесс), креатин фосфат ба ADP-ийн хоорондох рефосфоризациас болж ATP-ийн ресинтез үүсдэг;

- гликолиз (сүүн хүчлийн агааргүй үйл явц), ATP-ийн ресинтез нь нүүрс усны ферментийн анаэроб задралын үед явагддаг бөгөөд сүүн хүчлийн бүрэлдэх замаар төгсдөг.

- миокиназын урвал, ADP-ийн тодорхой хэсгийг фосфоргүйжүүлсний улмаас ATP-ийн ресинтез явагддаг;

Булчингийн үйл ажиллагааны явцад янз бүрийн төрлийн энергийг хувиргах үйл явцыг харьцуулж, тооцоолохын тулд гурван үндсэн шалгуурыг ашигладаг.

- эрчим хүчний шалгуур -өгөгдсөн процесс (дасгал) дахь эрчим хүчний хувиргалтын хурдыг заана;

- хүчин чадлын шалгуур -энергийн бодисын нийт нөөцийг (ажлын хэмжээ, гүйцэтгэсэн ажлын хэмжээгээр хэмжсэн) тусгасан;

- үр ашгийн шалгуур -Энэ нь ATP-ийн дахин нийлэгжилтэнд зарцуулсан энерги ба энэ үйл явцын (дасгал) үед ялгарах нийт энергийн хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог.

Эрчим хүч хувиргах процессууд нь агааргүй ба аэробик нь хүч чадал, хүчин чадал, үр ашгаараа ялгаатай байдаг. Богино хугацааны, өндөр эрчимтэй дасгалын үед анаэробик процесс давамгайлдаг бол урт хугацааны, дунд зэргийн эрчимтэй дасгалын үед аэробик процесс давамгайлдаг.

Энэ нь сонирхолтой юм: