Метаболизм белков и аминокислот в мышцах

Метаболизм АКРУЦ в мышцах

nМышцы – наиболее важный участок деградации аминокислот с разветвленной углеводородной цепью (АКРУЦ): вал, иле, лей.

¨Эти соединения катаболизируют до сукцинил-КоА (иле, вал) и ацетил-КоА (лей).

Механизм электромеханического сопряжения

Особенности биохимии миокарда

n Аэробная ткань (7-20% всего кислорода) Þ аэробные изоферменты.

¨ ЛДГ₁ и ЛДГ₂

¨ КФК2 (MB-изоформа).

N Высокая скорость ЦТК, b-окисления ЖК, очень низкая – анаэробного гликолиза.

N Энергосубстраты – ЖК, глюкоза, лактат. Кетоновые тела.

¨ Особенно активно из крови миокард извлекает ненасыщ. ЖК – олеиновую кислоту.

n Интенсивный метаболизм АМК Þ АлАТ, АсАТ.

n СР развит хорошо, однако Ca²⁺ поступает из внеклеточной среды.

N На сарколемме высокая активность АТФ-аз.

Заболевания мышц

Мышечные дистрофии

Миозин, актин, тропомиозин и тропонин вместе составляют три четверти всех белков, сосредоточенных в мышечных волокнах. Оставшаюся долю составляют более 20 других белков. Они осуществляют такие функции как прикрепление и организация нитей в саркомере, связывание саркомера с плазматической мембраной и внеклеточным матриксом. Мутации генов, которые кодируют эти белки, приводят к различным мышечным заболеваниям.

Наиболее часто мышечные дистрофии развиваются вследствие мутации гена, кодирующего белок - дистрофин.

Ген дистрофина огромен по размеру. Он содержит 79 экзонов, состоящих из 2,3 миллионов пар нуклеотидов. То есть, один этот ген занимает 0,1% всего человеческого генома (3 х 10⁹ пар нуклеотидов) и почти половину генома E.coli.

Вероятно, такие большие размеры делают этот ген чрезвычайно подверженным делециям. Если мутация такого рода приводит к изменению рамки считывания генома, дистрофин не будет синтезироваться. В таком случае развивается очень тяжелое заболевание, известное под названием "мышечная дистрофия Дюшена". Если делеция сводится только к удалению некоторых экзонов, образуется укороченный белок и развивается сравнительно мягкая форма заболевания, известного как "мышечная дистрофия Беккера". Ген дистрофина локализован на Х хромосоме, поэтому эти два заболевания поражают мужчин, унаследовавших его обычным Х-сцепленным путем.

Миастения гравис

Это аутоиммунное заболевание возникает вследствие поражения нервномышечных синапсов. У больных отмечается сниженный потенциал концевой пластинки. Повторная стимуляция приводит к тому, что этот потенциал становится слишком малым для запуска последующих событий, связанных с проведением в миоциты нервного импульса. В результате мышечные волокна прекращают сокращаться. Назначение ингибитора ацетилхолинэстеразы постепенно может восстановить сократимость за счет того, что больше ацетилхолина будет оставаться в синапсе.

У больных миастенией гравис количество рецепторов к ацетилхолину в нервномышечных синапсах составляет только 20% от нормального. Получены доказательства того, что потеря рецепторов обусловлена выработкой в организме аутоиммунных антител к ацетилхолиновым рецепторам. Однако до настоящего времени неизвестны причины, по которым у человека начинают вырабатываться эти антитела.

Сердечные миопатии

Сердечная мышца, подобно скелетным мышцам, содержит в своем составе, вдобавок к актину и миозину, множество белков. Мутации их генов могут приводить к ослаблению стенки сердечной мышцы и, благодаря этому, расширению сердца. Тяжесть состояния зависит от конкретной мутации (к настоящему времени их известно более 100). Некоторые мутации достаточно опасны, поскольку они могут привести к внезапному развитию тяжелой сердечной недостаточности у молодых людей, которые кажутся здоровыми и активными.