Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БХ учебник Николаев.pdf
Скачиваний:
561
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
15.53 Mб
Скачать

516 Часть IV. Особенности биохимии отдельных органов и систем

факторах Va и VIIIa некоторые пептидные связи, инактивируя эти факторы, и тем самым тормозит прокоагулянтный путь.

Антикоагулянтный путь, в частности, предотвращает распространение тромбообразования за пределы поврежденной области сосуда. На границе между расту­ щим тромбом (уже закрывшим поврежденный участок сосуда) и нормальной по­ верхностью сосуда тромбин контактирует с неповрежденным эндотелием, взаимо­ действует с тромбомодулином эндотелиальных клеток и включает механизм инактивации факторов Va и Villa. А это означает выключение цикла аутоактива­ ции в целом, в том числе прекращение образования и самого тромбина. Таким путем останавливается рост тромба в сторону неповрежденных областей сосуда.

Таким образом, тромбин в зависмости от условий выполняет противополож­ ные функции: в растущем тромбе он активирует факторы V и VIII и тем самым обеспечивает действие цикла аутоактивации, а после закрытия повреждения тромбом он (тромбин) через антикоагулянтный путь инактивирует факторы Va и VIIIa и тем самым выключает цикл аутоактивации.

При дефектах антикоагулянтной системы, например при наследовании мутан­ тных факторов V и VIII, активные формы которых (Va и VIIIa) не подвержены действию протеазы С, вероятность нарастания тромба далеко в пределы непов­ режденного сосуда повышена.

Многообразные и противоположные (как прокоагулянтные, так и антикоагулянтные) функции тромбина

He будет лишним резюмировать тему об исключительной роли тромбина в регуля­ ции тромбогенеза. Тромбин выполняет следующие функции:

1)участвует в одном из звеньев цикла аутоактивации (прокоагулянтный путь), в котором активирует факторы XI, V и VIII;

2)активирует адгезию и агрегацию тромбоцитов;

3)катализирует образование фибрина, а также стабилизацию фибринового геля (через посредство фактора XIII), т. е. служит эффекторным звеном все­ го каскада свертывания крови;

4)инактивирует ингибитор активатора плазминогена-1 (ПАИ-1), а следова­ тельно, ускоряет фибринолиз, т. е. разрушает фибрин (который сам же и создал);

5)активирует белок С антикоагулянтного пути, который, в свою очередь, инактивирует факторы Va и VIIIa (активированные самим же тромбином). Тем самым тромбин выключает прокоагулянтный путь и свое собственное образование из протромбина.

Витамин К

Превращение глутамильного остатка факторов II, VII, IX, X и белков C H S B у-кар- боксиглутамильный катализируется ферментом, коферментом которого служит витамин К (рис. 21.25). Недостаточность витамина К возникает редко: он содер­ жится во многих пищевых продуктах, а кроме того, синтезируется кишечной фло­ рой. Поскольку это жирорастворимый витамин, возникновение гиповитаминоза

Глава 21. Кровь

 

5 1 7

О

 

 

 

 

CH,

5

I

I

C H - C H = C - Cl Hr (СН— сн— с—СН,)3Н

о

Рис. 21.25. Витамин K1(2-метил-3-фитил-1,4-нафтохинон)

обычно связано с нарушением всасывания жиров, например, при закупорке желч­ ных протоков.

Гиповитаминоз, вызванный в эксперименте у животных, проявляется повы­ шенной кровоточивостью, подкожными и внутренними кровоизлияниями. Это связано с тем, что в отсутствие витамина К образуются факторы II, VII, IX, X, С и S (витамин К-зависимые факторы), не содержащие у-карбоксиглутамильпых остат­ ков: такие проферменты не могут превращаться в активные ферменты.

Структурный аналог витамина К дикумарол ингибирует фермент, превращаю­ щий глутамильные остатки в у-карбоксиглутамильные: введение дикумарола вызы­ вает такие же последствия, как и недостаточность витамина К.

Белки свертывания крови достаточно быстро обновляются. Для многих из них время полужизни составляет 2-5 дней. После введения дикумарола вновь синтези­ руемые витамин К-зависимые факторы не содержат у-карбоксиглутамильных ос­ татков, и постепенно нормальные факторы заменяются дефектными, свертывае­ мость крови снижается. Дикумарол применяют для предупреждения тромбозов при повышенной свертываемости крови; его действие начинает проявляться при­ мерно через день после введения.

Гемофилии А и В

Наиболее часто встречается гемофилия, вызванная недостаточностью фактора VIII — гемофилия А. Ген фактора VIII локализован в Х-хромосоме; повреждение этого гена проявляется как рецессивный признак, поэтому у женщин, в геноме которых две Х-хромосомы, гемофилии А не бывает. У мужчин, имеющих одну X- хромосому, наследование дефектного гена приводит к гемофилии. Известно око­ ло 150 мутаций гена фактора VIII; примерно 2/ , из них связаны с тяжелой и сред­ ней формами гемофилии. Признаки болезни обычно обнаруживаются в раннем детстве: при малейшем порезе, ушибе, выпадении молочных зубов, а то и спонтан­ но возникают кровотечения и кровоизлияния; характерны для гемофилии внутри­ суставные кровоизлияния. Частая потеря крови приводит к развитию железоде­ фицитной анемии. Для остановки кровотечения при гемофилии вводят свежую донорскую кровь, содержащую фактор VIII, или препараты фактора VIII.

Гемофилия В обусловлена мутациями гена фактора IX, который, как и ген фак­ тора VIII, локализован в половой хромосоме; мутации рецессивны, следовательно, гемофилия В бывает только у мужчин. Количество известных мутаций приближа­ ется к тысяче. Гемофилия В встречается примерно в 5 раз реже, чем гемофилия А. Лечат гемофилию В введением препаратов фактора IX.

17—496 *

Глава 22

мышцы

Мышцы составляют около половины массы тела человека. Функция мышц заклю­ чается в развитии напряжения и укорочения, в результате чего обеспечивается подвижность организма или сопротивление механической силе (статические на­ грузки). В организме человека различают три основных типа мышц: поперечнопо­ лосатые скелетные мышцы, сокращающиеся произвольно; поперечнополосатая сердечная мышца, сокращающаяся непроизвольно; гладкие мышцы, сокращающи­ еся также непроизвольно. Сокращение мышцы происходит за счет энергии АТФ и вызывается нервным импульсом.

Мышца состоит из отдельных волокон, которые представляют собой мышечные клетки. Толщина мышечной клетки равна 10-100 мкм, а длина может быть равна длине мышцы; клетки портняжной мышцы человека достигают длины 12 см. Клетка окружена плазматической мембраной (сарколеммой); в цитоплазме находятся мно­ гочисленные ядра (100-200), примыкающие к сарколемме, митохондрии и другие обычные для клеток органеллы. В эмбриогенезе каждая мышечная клетка образует­ ся путем слияния множества клеток-предшественников. В мышечной клетке имеют­ ся миофибриллы — особым образом организованные пучки белков, располагающи­ еся вдоль клетки. Миофибриллы, в свою очередь, построены из белковых нитей (филаментов) двух типов — толстых и тонких. Основным белком толстых нитей является миозин, а тонких — актин. Миозиновые и актиновые нити — главный ком­ понент всех сократительных систем.

Электронно-микроскопическое изучение поперечных и продольных срезов мышц обнаружило строго упорядоченное расположение миоэиновых и актиновых нитей в миофибрилле (рис. 22.1). Функциональной единицей миофибриллы явля­ ется саркомер — участок миофибриллы (длиной 2,5 мкм) между двумя Z-пластин­ ками. Саркомер включает пучок миозиновых нитей, серединой прикрепленных к М-пластинке (М-линия), и пучки актиновых нитей, прикрепленных к Z-пластин­ кам. Многие сотни саркомеров образуют миофибриллу.

Чередование в миофибрилле участков, содержащих толстые нити, с участками, содержащими тонкие нити (A-диски и I-диски), создает поперечную полосатость мышц. На электронно-микроскопических фотографиях сокращенной мышцы

Рис. 22.2. Поперечные трубки и саркоплазматический ретикулум мышечного волокна:
1 — саркоплазматический ретикулум, оп­ летающий миофибриллу; 2 Т-трубки; 3 — устье Т-трубки; 4 — сарколемма

Глава 22. Мышцы

5 1 9

Z-пластинка М-линия Z-пластинка

Рис. 22.1. Строение мышечного волокна:

электронная микрофотография; б — схема строения саркомера (вверху — продольный срез, внизу — поперечные срезы)

видно, что диски I почти исчезают, концы толстых нитей приближаются к Z-иластинкам, а тонких нитей — к М-линии. Это означает, что сокращение проис­ ходит путем скольжения тонких и толстых нитей навстречу друг другу. При сокра­ щении саркомер укорачивается на 25-50 %.

Саркоплазма, вмещающая миофибриллы, пронизана между ними сетью цистерн и тру­ бочек эндоплазматического (саркоплазматического) ретикулума, а также системой попе­ речных трубочек, которые тесно контактиру­ ют с саркоплазматическим ретикулумом, но не сообщаются с ним (рис. 22.2).

Основные вопросы, на которые биохими­ ки издавна искали отвегы, заключаются в сле­ дующем: каков молекулярный механизм уко­ рочения мышцы; как энергия АТФ трансфор­ мируется в механическую энергию; каким образом нервный импульс, т. е. электричес­ кий потенциал мембраны нервного волокна, включает процесс сокращения мышцы.

Изучение биохимии мышц важно для по­ нимания молекулярных механизмов болез­ ней, поражающих мышцы (мышечные дист­ рофии, изменения при гиподинамии), а так­ же для выбора эффективных методов трени­ ровки спортсменов и людей, профессия которых требует хорошей физической под­ готовки.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.