Биохимия мышечного сокращения

Одной из наиболее интересных проблем биохимии является превращение химической энергии в механическую, что составляет основу таких биологических процессов, как мышечное сокращение, транспорт веществ между телом нейрона и синапсами, а также активный транспорт ионов и молекул через клеточную мембрану. Было подсчитано, что в состоянии покоя 30% энергии дыхания используется на работу натрий-калие-вого насоса. [c.172]

Глава 17 Биохимия мышечного сокращения [c.475]

В учебнике изложены основы общей биохимии и биохимии мышечной деятельности организма человека, описаны химическое строение и процессы метаболизма наиболее важных веществ организма, раскрыта их роль в обеспечении мышечной деятельности. Рассмотрены биохимические аспекты процессов мышечного сокращения и механизмов энергообразования в мышцах, закономерности развития двигательных качеств, процессов утомления, восстановления, адаптации, а также рационального питания и диагностики функционального состояния спортсменов. [c.2]

Осн. работы посвящены биохимии мышечного сокращения. Показал, что в мышце существует определенное колич. соотношение между расщепляющимся гликогеном и образующейся молочной к-той и что это превращение происходит без участия кислорода. Развивая идеи Л. Пастера, установил, что при отдыхе мышцы часть молочной к-ты окисляется, а выделяющаяся при этом энергия делает возможным превращение большей части к-ты в гликоген (цикл Пастера — Мейергофа). [c.292]

Биохимия спорта как самостоятельный раздел функциональной биохимии выделилась в 30-е годы XX ст. Теоретической предпосылкой для ее возникновения послужили работы П.Ф. Лесгафта (1837—1909), который делил мышцы на "сильные" и "ловкие", что соответствует современному делению их на медпенносокращающиеся (красные) и быстросокращающи-еся (белые) мышечные волокна. В 1927 г. одновременно были опубликованы результаты первых исследований A.B. Палладина и Г. Эмбдена по биохимической характеристике мышц тренированного организма. Существенный вклад в развитие этого направления внесло открытие в 1939 г. В.А. Энгельгардтом и М.Н. Любимовой фермента АТФ-азы в сократительном белке — миозине. Этот фермент катализирует распад АТФ и освобождение энергии, которая в живых организмах может преобразовываться в энергию мышечной работы. Г. Хаксли в 1953 г. предложил модель мышечного сокращения, согласно которой нити актина при сокращении скользят между нитями миозина. Были изучены также особенности обмена веществ и энергии в мышцах при различных функциональных состояниях (В.А. Энгельгардт, A.B. Палладии, Д.Л. Фердман) показана ведущая роль нервной [c.14]

Авторы также пришли к выводу, что нецелесообразно выделить в виде отдельной главы вопросы, связанные с пространственной организацией биохимических процессов, сохранив в виде параграфа лишь вопрос о роли пространственного разобщения биохимических процессов как одного из регуляторных механизмов. Из огромной проблемы пространственной организации биохимических процессов в качестве иллюстрации сложности надмолекулярных структур, необходимых для реализации биологических процессов на уровне организма, сохранен параграф, посвященный биохимическим аспектам мышечного сокращения, тем более что это дает возможность осветить один из важнейших механизмов преобразования энергии (в данном случае химической энергии в механическую) и одновременно ознакомить читателя с такой биохимической классикой, как функции актина, миозина и актомиозинового комплекса. На этом примере отчетливо видно, что назрел вопрос о создании второй части этого учебника, посвященной физиологическим приложениям биохимии. Это в будущем можно было бы сделать, опираясь на курс лекций по физиологической химии, который был создан и на б [c.6]

Огромное значение для регуляции работы систем биохимических процессов имеет пространственная организация этих систем. Уже в пределах клеток эукариот многие процессы пространственно разобщены, поскольку происходят в различных органеллах. Распределение биохимических процессов по отдельным участкам клеток (компартментализация) будет рассмотрено в 10.4. Уже этот вопрос выходит за рамки собственно биохимии и является в большей мере предметом клеточной биологии. Еще дальше от биохимии отстоят более высокие уровни пространственного разобщения биологических процессов по разным органам многоклеточных организмов. Так, уже говорилось о регуляторной роли эндокринной и нервной систем. Их изучение является в первую очередь предметом физиологии, которая в последние десятилетия превратилась из описательной науки в область знания, прочно опирающуюся на сведения о биохимических и биофизических процессах, протекающих в животных и растениях. Тем не менее, чтобы дать читателю некоторое представление о взаимосвязи физиологических и биохимических процессов, в 10.5 вкратце рассматривается вопрос о биохимических аспектах мышечного сокращения - один из первых физиологических вопросов, в котором такое сложное явление, как превращение химической энергии в сокращение мышц, было в значительной мере осмыслено на основе биохимических концепций, таких, как ферментативный катализ и конформационные переходы. [c.421]

Биохимия мыши и мышечного сокращения [c.289]

В первой части раскрыты биохимические основы жизнедеятельности организма человека, охарактеризованы химическая структура, классификация, метаболизм и биологическая роль воды, минеральных веществ, АТФ и креатинфосфата, ферментов, витаминов, гормонов, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот и белков в обеспечении двигательной активности, изложена сущность обмена веществ и энергии, интеграция процессов метаболизма. Во второй части изложены современные представления о биохимии мышечных сокращений, системах энергетичес- [c.4]

Один из центральных вопросов современной биохимии заключаете в том, каким образом поток электронов по цепи переносчиков приэодц к образованию АТР. Вопрос этот очень важен, так как большая часть АТР, образующегося в аэробных и некоторых анаэробных организмах, генерируется именно в процессе окислительного фосфорилирования. Более того, энергия, улавливаемая в процессе фотосинтеза, идет на образование АТР с помощью очень сходного процесса. Механизм генерирования АТР может быть тесно связан с функционированием мембран при транспорте ионов. Вполне возможно, что механизм окислительного фосфорилирования в известном смысле является обратным механизму использования энергии АТР для мышечного сокращения. [c.391]

С другой стороны, использование химических методов в исследовании непосредственно биологических процессов привело в самом конце прошлого века к рождению биохимии. Ее появление обычно связывают с открытием энзиматического катализа и самих биологических катализаторов — ферментов, идентифицированных несколько позднее в качестве особых веществ и выделенных в кристаллическом виде в середине 20-х — начале 30-х годов. Крупнейшими событиями в биохимии явились установление центральной роли АТР в энергетическом обмене, выяснение химических механизмов фотосинтеза, дыхания и мышечного сокращения, открытие транс-аминирования — а в итоге познание основных принципов обмена веществ в живом организме. В начале 50-х годов Дж. Уотсон и Ф. Крик расшифровали структуру ДНК, дав человечеству знаменитую двойную спираль, и ученый мир салютовал рождению новой науки о путях хранения и реализации генетической информаиии — молекулярной биологии. [c.9]

В. А. Энгельгардт и М. Н. Любимова, производя свои исследования над сократительным веществом мышц — белком миозином, обладающим, как было показано теми же авторами (стр. 417), выраженными ферментативными (аденозинтрифосфатазными) свойствами, обнаружили, что особым образом приготовленные миозиновые нити при взаимодействии с аденозиптрифосфа-том в определенных условиях резко изменяют свои механические свойства (эластичность и растяжимость). Одновременно происходит расщепление аденозинтрифосфата с образованием АДФ и Н3РО4. Эти наблюдения сразу же привлекли всеобщее внимание, наметили возможность объяснения самого механизма превращения химической энергии в механическую работу и заложили фундамент для нового направления в биохимии — механохимии мышечного сокращения. [c.425]

Динамическая Б., исследующая превращения веществ в организме, начиная с момента поступления в него питательных веществ вплоть до образовапия выводимых из организма конечных продуктов обмена. Основное содержание динамич. Б. составляет промежуточный (интермедиарный) обмен веществ, связанный с обменом энергии. Промежуточный обмен (метаболизм) приводит, с одной стороны, к переходу питательных веществ в вещества, являющиеся составными химич, частями тела (ассимиляция, анаболизм), а с другой — к распаду входящих в состав тола веществ до конечных продуктов обмена, таких, как вода, углекислый газ, мочевина и т. д. (диссимиляция, катаболизм), В ходе промежуточного обмена процессы синтеза и распада веществ тесно связаны друг с другом, 3) Ф у н к ц и о н а л ь п а я Б., имеющая своей задачей зскрытие химич. основ функциональной деятельности, напр, синтеза специфич. веществ в клетках, выделения различных веществ железами в ходе секреции, химич. механизма мышечного сокращения, нервного возбуждения и торможения, химич. механизма передачи наследственных свойств и т. д. В этой области Б. происходит органич. слияние задач и способов исследования морфологии (изучение структуры), биохимии и биофизики (изуче- [c.218]

Термин макроэргические связи часто встречается в биохимических докладах. Он используется для обозначения групп, которые поставляют энергию для энергетически невыгодных биохимических процессов. Макроэргическая связь имеет в биохимии примерно тот же самый статус, что и спирт или эфир в органической химии все эти термины являются неточными — научный жаргон — и тем не менее существуют, хотя их неточность общепризнана. Наиболее часто макроэргической называют ангидридную связь между двумя концевыми фосфатными группами аденозинтрифосфата (АТФ) этот же самый трифос-фонуклеотид используется при синтезе РНК- Имеются и другие соединения, переносящие энергию, но АТФ наиболее распространен во всех живых организмах- Это активный источник энергии для многих биохимических реакций мышечного сокращения, передачи нервного возбуждения, биосинтеза, активного мембранного транспорта. [c.397]

За годы, истекшие с этих пионерских исследований, был уточнен ряд деталей, однако принципиальное значение этих работ сохранилось. Они показали, что важнейшие механохимические явления присущи определенному очищенному белку мышцы и являются его функцией. Это означает, что механохимический акт протекает на молекулярном уровне и должен являться объектом изучения молекулярной биологии. Второе заключение — тесная связь механохимпи с ферментативной реакцией, т. е. с биохимией. В настоящее время многие детали мышечного сокращения понятны, но многое еще подлежит выяснению. Мы начнем с изложения некоторых важнейших данных, относящихся к мышце, затем рассмотрим принципиальную, т. е. небиологическую, модель механохимической машины, а в заключение рассмотрим [c.186]

Современное развитие биохимии характеризуется все возрастающим использованием физических и физико-химических экспериментальных методов и теоретических представлений. Можно привести много примеров работ наших советских ученых, в которых биохимические проблемы рассматриваются с физико-химической точки зрения, например работы Д. Талмуда и С. Бреслера по теории строения белков и синтезу белковоподобных полипептидов,-Н. Кобозева—по теории действия ферментов, Я. Френкеля — по теории мышечного сокращения и др. На русском языке имеется ряд книг советских ученых, посвященных вопросам физической и коллоидной химии А. Раковский — Курс физической химии , 1939 Н. Каблуков, Е. Гапон и М. Гриндель — Физическая коллоидная химия , 1942 Н. Песков— Курс коллоидной химии , 1940 С. Липатов — Физико-химия коллоидов , 1948 А. Думанский — Основы учения о коллоидах , 1947, и многие другие, но почти все они являются общими курсами по этим дисциплинам, и, по существу, лишь книга П. Митрофанова и С. Северина Учебник физической и коллоидной химии (1948) написана с учетом специальных интересов биологов и медиков. [c.5]

Тшты молекулярных моторов. Мостиковая гипотеза генерации силы была сформулирована более 40 лет тому назад. За истекшие годы была расшифрована структура саркомера и составляющих его белков, с высоким временным разрешением исследована механика и энергетика мышечного сокращения, изучена биохимия реакции гидролиза АТФ актомиозином. Однако молекулярный механизм трансформации химической энергии АТФ в механическую работу продолжает оставаться неясным. Со времени открытия Энгельгардтом и Любимовой АТФазной активности актомиозина и последующей локализации АТфазного центра в глобулярном субфрагменте миозина, субфрагмент 1 начинает претендовать на роль основного элемента мышечного двигателя . В последнее время эти притязания получают все большее обоснование. Исследования, проведенные с помощью так называемых искусственных подвижных систем показали, что субфрагмент 1 способен осуществлять движение по иммобилизованным актиновым нитям без участия не только миозиновых нитей, но и субфрагмента 2. Обнаружен целый ряд других миозиноподобных молекулярных моторов , включая многочисленное семейство одноголовых миозинов, а также кинезин и цитоплазматический динеин. Предполагают, что в каждой клетке имеется не менее 50 различных молекул, использующих энергию гидролиза АТФ для осуществления движения по актиновым филаментам или по микротрубочкам. В связи с этим вопрос о механизме трансформации энергии с помощью миозина приобретает все большее значение. Недавние успехи в расшифровке структуры глобулярного фрагмента миозина — субфрагмента 1 — позволили прояснить некоторые детали этого механизма. [c.253]

Поскольку биохимии и биофизике мышечного сокращения посвящено большое число фундаментальных работ [20, 40, 81, 82, 84, 85, 104, 376], и особенно книга В. И. Дещеревского [86], нам нет необходимости описывать современные представления по этому вопросу. [c.190]

Напряженная конформация, расслабление... Это все хбыло взято из энергетики мышечного сокращения. Если химическая схема уподобляла систему дыхательного фосфорилирования брожению, то конформационная брала в основу биохимию белков мышц, которыми долгие годы занимался Бойер. [c.68]

Стремительное развитие биохимнп привело к пониманию молекулярных механизмов ряда биологических явлений, включая такие проблемы, как структура белков, механизм ферментативного катализа, различные аспекты процессов синтеза нуклеиновых кислот и белков (в том числе генетическое значение и роль изменений этих процессов в патологии), особенности регуляции метаболизма, строение и роль различных клеточных органелл п мембран, биоэнергетика, основы мышечного сокращения, структура и функция нервной системы и соединительной ткани, механизм действия гормонов. Это заставило фактически заново написать более 75% книги. Даже те из глав, которые в основном были сохранены в соответствии с предыдущим изданием, были значительно переработаны. Содержание четырех совершенно новых глав-— Простаг-ландины , Вирусы , Иммунохимия и система комплемента и Тимус — отражает увеличивающийся вклад фундаментальных представлений и экспериментальных подходов биохимии в развитие других разделов биологии. [c.9]

Ка к строитель возводит дом, подбирая кирпичи друг к другу, так и он постепенно расширял фронт научных исследований, проводимых в его коллективе. Биоэнергетика была представлена гликолизом, изучением основных ферментов цикла трикарбоно-вых кислот, митохондриальной дыхательной цепью. Функциональная биохимия разрабатывалась на примере скелетной мускулатуры исследовалась регуляция мышечного сокращения, [c.15]

Пособие состоит из трех частей. В первой части представлены данные о микро- и ультраструкгуре соматической, сердечной и гладкой мускулатуры, гистогенезе, регенфации и морфологических изменениях этих тканей в условиях патологии. Приводятся сведения по сравнительной гистологии и эволюции мышечных тканей. Вторая часть содержит данные по физиологии мышечного сокращения. Рассматриваются особенности и механизмы функционирования мышечных тканей в условиях нормы и патологии. В третьей части приведены основы биохимии мышечных тканей. Представлены современные данные о структуре мышечных белков, их свойствах, взаимодействиях расшифровка биохимических основ сокращения разных типов мышц. [c.2]

Особая форма, в которой энергия поступает к фибриллам,— это форма энергии, заключенной в аденозин-трифосфате, сокращенно называемом АТФ. Открытие этого вещества явилось важнейщим достижением биохимии. АТФ — одна пз главных осей, вокруг которых вращается жизнь. В молекуле АТФ имеются три фосфатные группы, связанные атомами кислорода. О. Мейергоф показал, что для образования одной такой связи требуется 11 ООО калорий свободной энергии. Когда связи разрываются, энергия высвобождается. Ф. Липман предложил для этих связей название богатые энергией фосфатные связи . Разрушение таких связей является источником всей мышечной энергии. [c.230]