
- •Абиотические и биотические факторы среды
- •Опишите механизмы термогенеза
- •Биолюминесценция
- •Роль мочевины в процессе зимней спячки
- •Циркадные ритмы и механизмы их реализации. Биологический эффект мелатонина
- •Замкнутые (холостые) циклы – генераторы тепла
- •Перечислите активные кислородные радикалы
- •Опишите механизм пероксидации липидов
Роль мочевины в процессе зимней спячки
Зимняя спячка – это форма временного угнетения жизни у млекопитающих (суслики, сурки, летучие мыши, ежи, медведи).
Признаки зимней спячки: уменьшение двигательной активности с наступлением холодов; постепенное снижение температуры тела с принятием позы характерной для сна; глубокое оцепенение которое длиться 6-8 месяцев в году.
Спячка состоит из циклов с продолжительностью 7-30 дней. За спячкой следуют кратковременные пробуждения (от нескольких часов до суток).
Первая реакция цикла мочевины – это образование карбамоилфосфата в печени с помощью фермента карбамоилфосфатсинтетазы I (КФС-1) в присутствии ацетил-КоА.
По мере образования мочевина не накапливается, а подвергается расщеплению до НСО3 (гидрокарбонат) и аммиака. Углекислый газ удаляется через легкие.
Механизм вторичной переработки мочевины у животных при спячке обеспечивает: регуляцию кислотно-щелочного равновесия (предотвращается закисление среды); сохранение свободной воды и использование ее для поддержания внутренней среды организма.
Циркадные ритмы и механизмы их реализации. Биологический эффект мелатонина
Циркадные ритмы наследственно закрепленные. У птиц и млекопитающих известны суточные циклы эндокринных желез и ферментных систем.
Цирканные ритмы — это эндогенные биологические циклы с около годичной периодичностью.
Мелатонин синтезируется из триптофана. Синтез идет в два этапа: синтез серотонина из триптофана; синтез из серотонина мелатонина.
Мелатонин не накапливается в эпифизе, а немедленно выбрасывается в кровяное русло и ликвор. Эпифиз выбрасывает мелатонин в виде двух отдельных порций: одна поступает в кровь и связывается с периферическими органами и тканями (малые концентрации); другая в ликвор и связывается с мозгом (более высокие концентрации).
Мелатонин может проникать сквозь мембрану, связываться с белками-рецепторами на поверхности ядра, проникать внутрь ядра и реализовывать свое действие на уровне ядерного хроматина, влияя на синтез белка генетическим аппаратом клетки.
Основная функция мелатонина – ингибирование секреции гонадотропных гормонов аденогипофиза – фолликулостимулирующего и лютеинизирующего.
Главная задача мелатонина не допустить повышение концентрации ионов кальция в цитоплазме гонадотрофов.
Замкнутые (холостые) циклы – генераторы тепла
В холостых циклах одновременно действуют ферменты катализирующие противоположные реакции. Суммарный эффект таких циклов сводиться к расщеплению АТР.
Холостые циклы могут заключаться в одновременном синтезе и гидролизе триацилглицеридов, распаде и ресинтезе гликогена и глюкозы и одновременном действие фосфофруктокиназы (ФФК) и фруктозобисфосфатазы (ФБФазы).
У шмелей перед полетом летательные мышцы прогреваются за счет одновременной работы ферментов ФФК и ФБФазы, приводящей в конечном итоге к гидролизу АТР.
ФФК катализирует расщепление глюкозы при гликолизе и гликогенолизе:
Фруктозо-6-фосфат + АТР = фруктозо-1,6-бисфосфат
ФБФаза катализирует путь превращения фруктозо-1,6-бисфосфата в фруктозо-6-фосфат в глюконеогенезе:
Фруктозо-1,6-бисфосфат + ADP = фруктозо-6-фосфат + Pi
Эти два фермента обладают противоположной направленностью в метаболизме и поэтому одновременно не содержаться в одной и той же клетке в больших количествах.
Активность ФФК обычно выше всего в тканях с высокой способностью к гликолизу (скелетные мышцы), а ФБФаза – в тканях где идут процессы глюконеогенеза (в печени, в корковом веществе надпочечников).
Во время разогрева мышц перед полетом происходит одновременная активация этих двух ферментов что приводит к гидролизу АТР и выделению тепла.
Этот процесс частично регулируется ионами кальция.