Действие тканевой коллагеназы

Образующиеся фрагменты коллагена растворимы в воде, при температуре тела они спонтанно денатурируются и становятся доступными для действия других протеолитических ферментов. Активность коллагеназы зависит от соотношения в межклеточном матриксе ее активаторов и ингибиторов. Среди активаторов особую роль играют плазмин, калликреин и катепсин В.

Бактериальная коллагеназа синтезируется некоторыми микроорганизмами. Например, CIostridiumhistolyticum(возбудитель газовой гангрены) выделяет коллагеназу, расщепляющую пептидную цепь коллагена более чем в 200 местах. Таким образом, разрушаются соединительнотканные барьеры в организме человека, что обеспечивает инвазию этого микроорганизма и способствует развитию газовой гангрены. Сам возбудитель не содержит коллагена и поэтому не подвержен действию коллагеназы.

Основным маркером распада коллагена (т.е. важнейшим метаболитом, характеризующим скорость распада коллагена) является гидроксипролин – аминокислота, синтезируемая путем посттрансляционного гидроксилирования пролиновых остатков в составе коллагена.В результате распада коллагена в крови и моче появляется свободный гидроксипролин. Большая часть этой аминокислоты катаболизируется под действием фермента гидроксипролиноксидазы, а часть ее выводится с мочой. При некоторых заболеваниях, связанных с поражением соединительной ткани, экскреция гидроксипролина увеличивается, вследствие ускоренного распада коллагена. Это наблюдается при коллагенозах, гиперпаратиреозе, при тяжелых формах пародонтита, некоторых инфекционных заболеваниях и недостаточном синтезе фермента катаболизма гидроксипролина - гидроксипролиноксидазы.

Характерным показателем распада коллагена является также повышение количества продуктов деградации коллагена I типа - N- и Спептидов.

Применение коллагеназ в медицине: коллагеназа в медицинской практике используется для лечения ожоговой болезни в хирургии и для лечения гнойных заболеваний глаз в офтальмологии.

80. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления. Роль градиента одновалентных ионов и ионов кальция в регуляции мышечного сокращения.

Биохимические механизмы сокращения скелетных мышц

Мышца сокращается благодаря укорочению множества последовательно соединенных саркомеров в миофибрилле. Актиновые нити скользят вдоль миозиновых навстречу друг другу за счет «гребковых движений» головок миозина. Во время скольжения сами актиновые и миозиновые нити не укорачиваются.

Этапы мышечного соркращения:

l –й этап. Мышечное сокращение начинается с нервного импульса. Под воздействием ацетилхолина развивается возбуждение клеточной мембраны и резко повышается ее проницаемость для ионов Са2+.

Это приводит к выходу ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума в цитозоль. Содержание ионов Са2+ в цитозоле миофибриллы увеличивается до 10-5 моль/л.

II –й этап. Ионы Са2+ связываются с С-субъединицей тропонина, что вызывает конформационные изменения тропонина и тропомиозина. В результате на актине открываются центры связывания головок миозина

III – й этап.

• Фиксация АТФ на головке миозина

• Гидролиз АТФ

• Продукты гидролиза (АДФ и Ф) остаются фиксированными, а выделившаяся энергия аккумулируется в головке.

• Содержащая АДФ и Фн миозиновая «головка» присоединяется к центру связывания на актине под углом 90°, образуется актин-миозиновый комплекс

IV - й этап. АДФ и Рн выходят из актин-миозинового комплекса. Происходит спонтанный поворот миозиновой «головки» на 45° При этом тонкая актиновая нить движется вдоль миозиновой в направлении к М-линии. Происходит сокращение саркомера.

Головки миозина "работают" циклично, как весла у лодки, поэтому этот процесс называется "весельным механизмом" мышечного сокращения.

Комплекс "актин-миозин«очень прочен. Он может быть разрушен только при сорбции новой молекулы АТФ.

V й этап. Новая молекула АТФ связывается с «головкой» миозина, что приводит к распаду актомиозина

Связывание (но не гидролиз) АТФ с миозином сопровождается отделением миозина от актина и создает возможность повторения цикла поперечных мостиков.