Az izomszövet kémiai összetétele - stadopedia
Nagyobb izomfehérjék
Az izomszövet fehérjéi között három fő csoport különböztethető meg: a szarkoplazmás fehérjék, amelyek kb. 35% -kal, a myofibliális fehérjék 45% -át teszik ki, és a sztróma fehérjéket, amelyek száma eléri a 20% -ot.
A szarkoplazmatikus fehérjék vízben és gyenge sóoldatokban oldódnak. A legtöbbjük fehérjeenzim. elsősorban a mitokondriumokban lokalizálódik, és katalizálja az oxidatív foszforilációs folyamatokat, valamint számos glikolízis enzimet. nitrogén és lipid metabolizmus, a szarkoplazmában. Ez a csoport magában foglalja a protein mioglobint is, amely nagyobb affinitással kötődik az oxigénhez, mint a hemoglobin, és molekuláris oxigént helyez el az izmokban. Nemrég fedezték fel a parvalbuminok olyan szarkoplazmatikus fehérjéinek csoportját, amelyek képesek kalciumionok kötésére, de fiziológiás szerepe még nem tisztázott.
Kontraktilis fehérjék közé tartoznak kontraktilis fehérjék, a miozin és aktomiozin aktin és tropomiozin szabályozó fehérjék, troponin, α- és β-aktinin. A miofibrilláris fehérjék kontraktilis izomfunkciót biztosítanak.
A miozin az egyik fő kontraktilis izomfehérje, és az összes izomfehérje kb. 55% -át teszi ki. Vastag filamentumokból (filamentumokból) álló myofibrillekből áll. Ennek a fehérje molekulasúlya körülbelül 470 000. A miozin molekulájában hosszú fibrilláris rész és gömbölyű szerkezetek (fejek) vannak megkülönböztetve. A miozin molekula fibrilláris részének kettős hélix szerkezete van (5.
Hat molekulatömegű alegységet különböztetünk meg: két nehéz polipeptidlánc (200 000 molekulatömeg) és négy könnyű lánc (molekulatömeg: 1500-2700) a globuláris részen. A fő funkciója a molekula fibrilláris miozin az a képesség, hogy képeznek jól rendezett kötegek vastag miozin szálak vagy protofibrillumokká (lásd. Ábra. 5). Az ATPáz és az aktin kötőhely aktív központja a miozin molekula fején helyezkedik el, ezért az ATP hidrolízisét és az aktinszálakkal való kölcsönhatást biztosítja.
Ábra. 5. A myzin (a) molekulájának szerkezete, a miozin gerenda (b)
és miozin filamentum (c)
A myosinmolekula jelentős mennyiségű glutamin-aminosavat tartalmaz és nagy negatív töltéssel rendelkezik, ami növeli a szabad Ca 2+ és Mg 2+ ionok kötődését. Ca 2+ ionok jelenlétében a miozin ATP-ase aktivitása és az ATP hidrolízis mértéke növekszik az egyenlet szerint
Az enzimreakció során felszabaduló ATP kémiai energiáját használják a miozin fehérje konformációjának megváltoztatására, és feszültséget generálnak a kontrakciós izom vastag és vékony szálak között. A Mg2 + ionok miozin molekula képes megkötni az ATP és az ADP, és kölcsönhatásba lép aktin molekulák, amelyek részei a vékony szálat miofibrillumok.
Az Actin a második kontraktilis izomfehérje, amely a finom filamentumok alapját képezi (6. ábra). Két formája ismert: gömb alakú G-aktin és fibrilláris F-aktin. A globuláris aktin 42 000 molekulatömegű gömbölyű fehérje, amely az izomfehérje teljes tömegének mintegy 25% -át teszi ki.
Mg 2+ jelenlétében az aktin nem kovalens polimerizációnak van alávetve, hogy oldhatatlan filamentumot képezzen F-aktin nevű spirál formájában. Az aktin mindkét formája nem rendelkezik enzimatikus aktivitással. Mindegyik G-aktin molekula képes egy Ca 2+ ion kötésére. amely fontos szerepet játszik a csökkentés megkezdésében. Ezenkívül a G-aktin molekula határozottan kötődik egy ATP vagy ADP molekulához. Az ATP kötődését a G-aktinnal általában az F-aktin képződésével és az ATP ADP-vel és foszfáttal történő szétválasztásával járó polimerizáció kísérte. Az ADP továbbra is társul a fibrilláris aktinhoz. Az aktin polimerizációs eljárást az alábbi egyenlettel lehet leírni:
Az F-aktin aktiválja a myosin ATP-ázát, ami a kontrakciós folyamat hajtóerejét hozza létre.
Ábra. 6. Az aktin vagy finom izzószál szerkezetének rendszere
Az Actin képes együttműködni a miozinnel, ami egy actomyozin komplexet képez. Az aktin és a miozin mólaránya az aktomizin komplexben körülbelül 1: 1. Az F-aktin egy filamentuma nagyszámú miozin-molekulát képes kötődni. Az aktomyozin komplex lényeges tulajdonsága az ATP és Mg 2+ jelenlétében való disszociációja.
A finom szálak összetételében, az aktinnal együtt más kisebb fehérjék közé tartoznak a tropomozin, a troponinok és az aktinok.
A tropomiozin (Tm) egy aktinszálból álló strukturális fehérje, amely molekula hosszúszálú, szál formájában. A polipeptid-láncok közül kettő úgy tűnik, hogy az aktinszálak körül van körítve (lásd a 6. ábrát). Az egyes tropomiosin molekulák végein a troponin rendszer fehérjei, amelyek jelenléte csak a csíkos izmok jellemzője.
A troponin (Tn) az aktinszál szabályozó fehérje. Három alegységből áll - TNT, TNI és TNS. A Troponin T (TNT) ezeknek a fehérjéknek a tropomyozinhoz való kötődését biztosítja. A Troponin I (TNI) blokkolja (gátolja) az aktin és a miozin kölcsönhatását.
Troponin C (TNS) - a Ca 2+ - kötő fehérje szerkezetét és funkcióját, amelyek hasonlóak a természetben széles körben elterjedt protein kalmodulin. Troponin C például kalmodulin kötődik négy Ca 2+ iont fehérjemolekula molekulatömege 17 000. A Ca2 + jelenlétében a konformációs változások a troponin C, ami egy helyzetének megváltozását a Tn képest aktin, miáltal a interakciós központ megnyílik actin és miozin.
Így a vékony filamentum miofibrillumok harántcsíkolt izom áll F-aktin, tropomiozin és a troponin három összetevő - THC, a TNT és TnI. Ezen fehérjék mellett az aktin fehérje részt vesz az izomösszehúzódásban. A Z-vonal zónájában található, amelyhez a myofibilis vékony szálak F-aktin molekuláinak végei kapcsolódnak.
Az izomzat stromyv vázizom fehérje főként a kollagén és az elasztin, amelyek a sarcolemma és a Z-vonalak myofibrillus részét képezik. Ezek a fehérjék rugalmassággal és nagy rugalmassággal rendelkeznek, ami elengedhetetlen az izom összehúzódásának és relaxációjának folyamatában.
Nem proteintartalmú izomkomponensek
A száraz izom maradék összetétele a fehérjék mellett más anyagokat is magában foglal, köztük nitrogéntartalmú, nitrogénmentes extrakciókat és ásványi anyagokat.
A vázizom nitrogén anyagok közé tartozik az ATP és a hasítási termékeket - ADP és AMP, és kreatin-foszfát, kreatin, kreatinin, a karnozin, liba, szabad aminosavak, és mások.
Az ATP, amely 0,25-0,40% mennyiségben van jelen, és a kreatin-foszfát, amelynek mennyisége 0,4-1,0% között változik, az izomösszehúzódás energiaforrása. A bomlástermékeik - az ADP, az AMP és a kreatin - szabályozó hatást gyakorolnak az izmok anyagcseréjére. A karnozin egy dipeptid, és részt vesz a a foszfát átadást csoportok, stimulálja az ion szivattyúk, növeli az amplitúdó izomösszehúzódás, amely csökken a fáradtság, és ezáltal segítse helyreállítani működőképesség. A karnitin fontos szerepet játszik a zsírok - fontos energiaforrások - átjutásában a mitokondriumok membránján keresztül, és ezáltal hozzájárul az oxidációhoz és az energiaméréshez.
A kompozíció a különböző sejtmembránok az izomszövet tartalmaz számos nitrogéntartalmú foszfolipidek: foszfatidilkolin (lecitin), foszfatidil-etanolamin (kefalin), foszfatidil-szerin és más foszfolipidek részt vesznek anyagcsere folyamatok, hogy a szállítók a kolin és a zsírsavak - szubsztrátok szöveti légzést .. Egyéb nitrogén-tartalmú anyagot - karbamid, húgysav, purin bázisok (adenin, guanin) - vannak közbenső termékek vagy végtermékek a nitrogén-anyagcsere és megtalálhatók az izom kis mennyiségben.
Az izomszövet nitrogénmentes vegyületei közé tartoznak a glikogén, amely szabad vagy fehérjekötésű szarkoplazmában van, és az izmokban használják, mint a kemény munka fő energiaszintjét. A készítmény mennyisége a teljes izomtömeg 0,3-3,0% -át teszi ki, attól függően, hogy milyen táplálékbevitelt és milyen mértékű a testmozgás. A mozgás során a szabad glikogén mennyisége főként emelkedik.
Az izom sok szénhidrát anyagcserét eredményez köztes termékeket - hexóz-foszfátokat, piruvátos és tejsavakat.
A lipidek izomszövetekben triglicerideket találnak cseppecskék formájában, valamint koleszterint.
Az ásványi anyagok az összes izomtömeg 1-1,5% -át teszik ki. Összetételük sokszínű. A fő kationok Na +. K +, Mg 2+. Ca 2+. A K + kationok elsősorban az izomrostok belsejében koncentrálódnak, és Na + - elsősorban az intercelluláris folyadékban. Ők részt vesznek az izomstimuláció folyamatában, a kontrakció kezdetén. Az anionok közül elsősorban a Cl -. H2PO4 -. HPO4 2-. SO4 2-. HCO3 -.
Az izomszövet számos nyomelemet tartalmaz: kobalt, vas, nikkel, bór, cink stb. Ezek összetett fehérjemolekulák strukturális komponensei vagy enzimaktivátorok. Minden ásványi anyag fontos szerepet játszik az izmok különböző biokémiai folyamatainak szabályozásában.