Молекулы пировино-градной кислоты

Молекулы молочной кислоты

 

3*

6Т

Разные условия хранения и обработки мышц харак­теризуются различным соотношением гликолитических и гидролитических превращений гликогена. В течение пер. вого периода хранения мышц при низких положительных температурах обычно преобладает гликолитический рас­пад мышечного гликогена. Однако в условиях, тормозя­щих гликолитический распад (посол, замораживание) и способствующих разрушению лизосом, а следовательно, и выходу кислой у-амилазы и кислых олигоглюкозидаз, гидролитический распад гликогена может преобладать над гликолитический.

Превращения гликогена в автолизирующей мышечной ткани являются первоначальным и своего рода запускаю­щим приспособлением других биохимических превраще­ний, а также основным фоном, на котором протекают все автолитические превращения различных субстратов. Подкисление ткани способствует выходу гидролаз из ог­раничивающих структур (лизосом) и проявлению значи­тельной их активности.

ПРЕВРАЩЕНИЯ МОНОНУКЛЕОТИДОВ

В автолизирующих мышцах под каталитическим воздей­ствием миозиновой (оптимум рН 6,5) и растворимых АТФ-аз происходит распад АТФ. Наряду с этим АТФ, как и другие нуклеозидтрифосфаты, расходуется в раз­личных биохимических превращениях. Параллельно с этим в начальных стадиях автолиза мышц вследствие интенсивно протекающих гликолитических реакций обра­зуется АТФ. Таким образом, определяемое содержание АТФ в автолизирующих мышцах характеризует суммар­ный результат двух процессов —распада и ресинтеза.

Исследования показали, что уровень содержания АТФ на отдельных этапах автолиза разных мышц в значи­тельной „степени зависит от предубойного состояния жи­вотного и их функциональных особенностей, определяю­щих начальное содержание АТФ и гликогена, а также от интенсивности гликолитических превращений, в ходе ко­торых ресинтезируется этот нуклеозидтрифосфат. Наряду с этим уровень содержания АТФ зависит от величины активности миозиновой АТФ-азы.

Главным источником пополнения АТФ в процессе ав­толиза мышц является гликолитический распад гликоге-

_йа, а также глюкозы, образующейся в результате гидро­литического распада этого полисахарида. Наряду с этим реренос фосфорильного остатка от креатининфосфата (КрФ) ^на АДФ является одной из реакций, пополняю­щих АТФ, описанной выше (см. с. 62). В автолизирующих льшщдх по мере нарушения равновесия между распадом и ресинтезом АТФ заметно проявляется указанная реак­ция, выявляемая по распаду креатинфосфата.

Второй вспомогательной реакцией, в ходе которой пополняется запас АТФ, является аденилаткиназная ре­акция (см. с. 62).

При хранении мышц аденилаткиназная реакция уст­раняет избыток АДФ и в отличие от креатинфосфокиназ-ной реакции является источником пополнения АТФ в те­чение длительного периода. АМФ или адениловая кисло­та подвергается гидролитическому дезаминированию с образованием инозиновой кислоты (ИМФ) и аммиака.

В процессе хранения мышц распад нуклеозидтрифос-фатов преобладает над ресинтезом: резко уменьшается содержание АТФ и почти полностью исчезает ГТФ и УТФ. Происходит значительное уменьшение содержания АДФ и других дифосфорилированных нуклеотидов, в резуль­тате чего повышается содержание АМФ и особенно ИМФ. В меньших количествах накапливаются УМФ и ГМФ. Вместе с этим постепенно выявляется распад и монофос-форилированных нуклеотидов.

Последовательный распад АТФ в автолизирующей мышечной ткани может быть представлен в виде сле­дующей схемы:

АТФ-------- ► АДФ--------- * АМФ-------- ► Инозиновая

кислота------- ► Инозин —---- >• Гипоксантин + Н₃Р0₄ + NH₃

Пентоза

Подобным превращениям подвергаются и другие ну­клеозидтрифосфаты.

Таким образом, в результате полного распада свобод­ных нуклеотидов в автолизирующих мышцах, кроме не­органического фосфата и аммиака, накапливается неко­торое количество свободных пуриновых и пиримидино-^Вь1х оснований и рибозы. Вместе с тем не все мононуклео-^Тиды подвергаются распаду, а поэтому и после длительно-

 

го хранения автолизирующая мышечная ткань содержи-какое-то количество АТФ, АДФ и в больших количествам .монофосфорные нуклеотиды.

МЫШЕЧНОЕ ОКОЧЕНЕНИЕ И ЕГО РАЗРЕШЕНИЕ

Через некоторое время после убоя животного в мышеч­ной ткани развивается так называемое мышечное окоче-«ение (rigor mortis). Нежные, гладкие и растяжимые мышечные волокна в процессе окоченения становятся твердыми, плохо растяжимыми и непрозрачными.

Развитие посмертного окоченения мышечной ткани, в начальных этапах сходного с сокращением мышц, заклю­чает :я в изменении миофибрилл — в нарастающем умень­шении длины и увеличении толщины саркомеров. Умень­шение длины саркомеров в процессе окоченения происхо­дит в основном за счет резкого уменьшения длины /-дис­ков. При полном развитии окоченения /-диски сильно •сужаются или совсем не проявляются.

Наряду с этим в отличие от прижизненного сокраще­ния в процессе окоченения длина Л-диска также замет­но уменьшается.

Различные стадии окоченения отличаются глубокими изменениями структур белков актомиозинового комплек­са. В процессе окоченения реактивность сульфгидриль-ных и дисульфидных групп в этих белках уменьшается и достигает минимума при наибольшем развитии окочене­ния (рис. 15).

Исследования показали, что начальные стадии окоче­нения резко зависят от уровня содержания АТФ. Чем бы­стрее он уменьшается, тем скорее наступает и окоченение. Как известно, в прижизненных условиях распространение по плазматической мембране потенциала действия вызы­вает приток ионов Са²+, которые способствуют сокраще­нию. Во время фазы расслабления ионы Са²⁺ вновь воз­вращаются к соответствующим местам связывания. В на­чальных стадиях автолиза значительная часть ионов Са²+ переходит из связанного состояния в свободное. Накопле­ние свободных ионов является результатом структурных изменений белков матрикса саркоплазмы и эндоплазма-тйческого ретикулума. Взаимодействие ионов Са²* с бел-

7®

_ками миофибрилл приводит к изменению их фермента­тивной активности. Опыты показали, что извлеченные ^иозин и актомиозин в начальный период автолиза обла­дают повышенной ферментативной активностью. Таким образом, уже в начальных стадиях автолиза создаются условия для гидролиза АТФ, сокращения миофибрилл и последующего возникновения новых внутри- и межмоле­кулярных связей.

до

70 SO

SO 1

I»

4:20

0 2 4 6 810 20 40 6080W0

Продолжительность flfff], ч

Рис. 15. Реактивность SH-групп актомиозина с белых / и красных 2 мышц кур в процессах окоченения и расслабления.

В процессе развития окоченения конформационные из­менения контрактильных белков, а также сильная агрега­ция этих белков обеспечивают дальнейшее уменьшение длины и увеличение диаметра саркомеров. Первопричиной этих процессов могут быть не только изменения, вызы­ваемые воздействием АТФ, но также и сдвиги, возникаю­щие вследствие воздействия продуктов автолиза небел­ковой природы (подкисление), дегидратация и другие факторы, изменяющие конформацию и перераспределе­ние зарядов миофибриллярных белков.

Интенсивность окоченения в мышцах разных видов животных неодинакова и определяется особенностями

конформационных изменений контрактильных белков, ха­рактером межмолекулярного взаимодействия, зависяще­го от целого ряда причин: концентрации АТФ, степени подкисления, интенсивности накопления продуктов авто­лиза небелковой природы и в большой степени — от осо­бенностей строения сократительного аппарата.

При окоченении мышц выявляется неравномерность перехода отдельных волокон в сокращенное состояние, что, вероятно, зависит от разной локализации продол­жающегося синтеза АТФ и степени подкисления. В мы­шечных волокнах, имеющих значительное количество кис­лородсодержащих резервов, в начальных стадиях авто­лиза аэробный механизм некоторое время продолжает обеспечивать накопление АТФ и передачу его на сократи-. тельный аппарат. Это обусловливается также характер­ной локализацией митохондрий, которые находятся в контакте с контрактильными участками миофпбрилл. В дальнейшем уже в анаэробных условиях основным по­ставщиком АТФ становятся гликолитические превраще­ния, локализация ферментов которых может быть различ­ной, что в значительной мере и обусловливает неравно­мерность перехода отдельных волокон в сокращенное со­стояние.

В процессе последующего разрешения окоченения уве­личение длины саркомеров вызвано в основном увеличе­нием длины изотропных дисков. Саркомеры миофибрилл удлиняются до первоначальной величины или больше и уменьшаются в диаметре, особенно в области /-дисков, прилегающей к Z-мембране.

Разрешение окоченения в процессе автолиза мышц сопровождается специфическими конформационными из­менениями миофибриллярных белков. В этот период ос­лабляются агрегационные взаимодействия, по-видимому, за счет перераспределения энергии (зарядов) в белках миофибрилл. При разрешении окоченения повышается экстрагируемость белков, реактивность тиоловых групп в белках актомиозинового комплекса и всех кислых и ос­новных групп в белках мышц. Повышение реактивности (общей доступности) различных химических групп мио­фибриллярных белков в процессе разрешения окоченения в определенной мере обусловлено и протеолитической де­струкцией.

ПРЕВРАЩЕНИЕ ЛИПИДОВ

0ри автолизе мышечной ткани происходят гидролитиче­ские, а также окислительные превращения липидов. Ли-циды под действием соответствующих ферментов гидро-дизуются, вследствие чего увеличивается количество сво­бодных жирных кислот и других продуктов распада. В ре­зультате гидролитических превращений триглицеридов накапливаются продукты начальной ступени гидролиза — диглицериды, а затем продукты второй ступени гидроли­за — моноглицериды. Автолитический распад глицеро-фосфатидов обусловливает накопление лизофосфатидов и только на глубоких стадиях — глицерина, азотистых ос­нований и других составляющих.

При длительном хранении автолизирующей мышечной ткани в ней накапливаются перекиси — первичные про­дукты окислительных превращений липидов, из которых образуются альдегиды, кетоны, низкомолекулярные жир­ные кислоты и другие продукты. При этом в первую оче­редь окисляются высоконенасыщенные жирные кислоты глицерофосфатидов. Первичными катализаторами окис­лительных превращений липидов являются гемпротеиды, к числу которых относятся миоглобин, геминовые фермен­ты (каталаза, пероксидаза и др.).