Опишите механизмы термогенеза

Основные источники термогенеза у гомойотермных животных – бурая жировая ткань, дрожательный и не дрожательный термогенез.

Тепло в жировых клетках вырабатывается при участии белка термогенина.

Термогенный ответ бурой жировой ткани на понижение температуры: холодовые рецепторы активируются и посылают сигнал в мозг (гипоталамус); из гипоталамуса сигнал поступает в бурую жировую ткань через симпатические нейроны; из нервных окончаний выделяется норадреналин; норадреналин связывается с β-адренорецепторами; β-адренорецепторы активируют аденилатциклазу; аденилатциклаза образует сАМР из АТР; сАМР активирует протеинкиназный каскад, приводящий к активации липазы; липаза расщепляет триглицериды до жирных кислот и глицерина.

Термогениновый механизм – это механизм разобщения синтеза АТФ и активирование термогенеза при понижении внешней температуры.

Помимо охлаждения механизмы разобщения в бурой жировой ткани включаются также при двух состояниях: пробуждение от зимней спячки; термогенз, обусловленный избыточным потреблением пищи.

Термогенз, связанный с дрожью – во время дрожи под влиянием нервных импульсов усиливается деятельность АТРаз сократительной системы, но это приводит не к координированной мышечной активности, а лишь к особым движениям малой амплитуды. Встречается у некоторых насекомых, например, шмелей. Это необходимо для поддержания нормальной температуры летательных мышцы или их согревания.

Термогенез в «холостых циклах». В холостых циклах одновременно действуют ферменты катализирующие противоположные реакции. Холостые циклы могут заключаться в одновременном синтезе и гидролизе триацилглицеридов, распаде и ресинтезе гликогена и глюкозы и действии фосфофруктокиназы (ФФК) фруктозобисфосфатазы (ФБФазы). Активность ФФК обычно выше всего в тканях с высокой способностью к гликолизу (скелетные мышцы), а ФБФазы – в тканях, где идут процессы глюконеогенеза (печень, корковое вещество надпочечников). Во время разогрева мышц происходит одновременная активация этих двух ферментов что приводит к гидролизу АТР и выделению тепла.

Биолюминесценция

Биолюминесценция – это способ трансформации энергии химической реакции в свет. Способностью к БЛ обладают бактерии, грибы, моллюски, насекомые. БЛ – это свечение живых организмов, видимое глазом.

Механизм реакции включает в себя химическое превращение низкомолекулярного субстрата – люцефирина, катализируемое ферментом люцеферазой.

БЛ бывает внутриклеточной и секреторной.

Цикл преобразования люцефирина в свет делиться на 4 стадии: образование промежуточного фермент-субстратного комплекса; образование вещества с возбужденными электронами (эмиттер); испускание кванта света; выделение фермента в исходное состояние.

В присутствии ионов кальция люцеферин подвергается химическим превращениям с образованием продукта в возбужденном электронном состоянии. Эффект БЛ напрямую зависит от концентрации ионов кальция.

У бактерий наблюдается яркое свечение. У грибов – тусклое, цель привлечение насекомых. У жгутиковых водорослей яркие, короткие вспышки, цель – отпугивание хищников. Медузы и кишечнополостные – яркая вспышка или чередование коротких вспышек, цель отпугивание. Кольчатые черви выделяют в окружающую среду или наблюдаются внутриклеточные яркие вспышки, цель – отпугивание хищников или средство ухаживания. Моллюски секреторный тип свечения, отвлечение внимания, маскировка. Ракообразные – секреторный тип, выброс в виде облака, цель – отвлечение, приманка, маскировка, устрашение. Насекомые – свечение импульсного типа, цель – приманка, маскировка, ухаживание, устрашение. Иглокожие – серия быстрых вспышек.