Меню Рубрики

Кислород в скелетных мышцах запасается белком

В мышечной ткани человека содержится 72–80% воды и 20–28% сухого остатка от массы мышцы. Вода входит в состав большинства клеточных структур и служит растворителем для многих веществ. Большую часть сухого остатка образуют белки и другие органические соединения (табл. 2).

Рис. 4. Схема расположения Т-систем и саркоплазматического
ретикулума в мышечном волокне

Химический состав скелетных мышц млекопитающих

Компонент % на сырую массу Компонент % на сырую массу
Вода 72–80 АТФ 0,25–0,40
Сухой остаток: 20–28 карнозин 0,20–0,30
белки 16,50–20,90 карнитин 0,02–0,05
гликоген 0,30–3,00 ансерин 0,09–0,15
фосфолипиды 0,40–1,00 свободные аминокислоты 0,10–0,70
холестерин 0,06–0,20 молочная кислота 0,01–0,02
креатинфосфат 0,20–0,55 зола 1,00–1,50
креатин 0,003–0,005

Среди белков мышечной ткани выделяют три основные группы: саркоплазматические белки, на долю которых приходится около 35%, миофибриллярные белки, составляющие около 45%, и белки стромы, количество которых достигает 20%.

Саркоплазматические белки растворимы в воде и слабых солевых растворах. Основную массу их составляют белки-фермен­ты, локализованные главным образом в митохондриях и катализирующие процессы окислительного фосфорилирования, а также многие ферменты гликолиза, азотистого и липидного обменов, находящиеся в саркоплазме. К этой группе относится также белок миоглобин, который связывает кислород с большим сродством, чем гемоглобин, и депонирует молекулярный кислород в мышцах. В последнее время открыта группа саркоплазматических белков парвальбуминов, которые способны связывать ионы кальция, однако их физиологическая роль остается не выясненой.

Миофибриллярные белки включают сократительные белки миозин, актин и актомиозин, а также регуляторные белки тропомиозин, тропонин, α- и β-актинины. Миофибриллярные белки обеспечивают сократительную функцию мышц.

Миозин является одним из основных сократительных белков мышц и составляет около 55% общего количества мышечных белков. Из него состоят толстые нити (филаменты) миофибрилл. Молекулярная масса этого белка – около 470 000. В молекуле миозина различают длинную фибриллярную часть и глобулярные структуры (головки). Фибриллярная часть молекулы миозина имеет двуспиральную структуру (рис. 5).

В составе молекулы выделяют шесть субъединиц: две тяжелые полипептидные цепи (молекулярная масса 200 000) и четыре легкие цепи (молекулярная масса 1500–2700), расположенные в глобулярной части. Основной функцией фибриллярной части молекулы миозина является способность образовывать хорошо упорядоченные пучки миозиновых филаментов или толстые протофибриллы (см. рис. 5). На головках молекулы миозина расположены активный центр АТФ-азы и актинсвязывающий центр, поэтому они обеспечивают гидролиз АТФ и взаимодействие с актиновыми филаментами.

Рис. 5. Схема строения молекулы миозина (а), миозинового пучка (б)
и миозиновой толстой нити (в)

Молекула миозина содержит значительное количество глутаминовой аминокислоты и имеет большой отрицательный заряд, что усиливает связывание свободных ионов Са 2+ и Мg 2+ . В присутствии ионов Са 2+ повышается АТФ-азная активность миозина и скорость гидролиза АТФ согласно уравнению

Химическая энергия АТФ, освобождающаяся в ходе данной ферментативной реакции, используется для изменения конформации белка миозина и генерации напряжения между толстыми и тонкими нитями миозина в сокращающейся мышце. Посредством ионов Mg 2+ миозин способен присоединять молекулы АТФ и АДФ, а также взаимодействовать с молекулами актина, находящимися в составе тонких нитей миофибрилл.

Актин – второй сократительный белок мышц, который составляет основу тонких нитей (рис. 6). Известны две его формы – глобулярный G-актин и фибриллярный F-актин. Глобулярный актин – это шарообразный белок с молекулярной массой 42 000. На его долю приходится около 25% общей массы мышечного белка.

В присутствии Мg 2+ актин подвергается нековалентной полимеризации с образованием нерастворимого филамента в виде спирали, получившего название F-актин. Обе формы актина не обладают ферментативной активностью. Каждая молекула G-актина способна связывать один ион Ca 2+ , который играет важную роль в инициировании сокращения. Кроме того, молекула G-актина прочно связывает одну молекулу АТФ или АДФ. Связывание АТФ G-акти­ном обычно сопровождается его полимеризацией с образованием F-актина и одновременным расщеплением АТФ до АДФ и фосфата. АДФ остается связанной с фибриллярным актином. Процесс полимеризации актина можно описать следующим уравнением:

F-актин активирует АТФ-азу миозина, что создает движущую силу процессу сокращения.

Рис. 6. Схема строения актиновой, или тонкой нити

Актин способен взаимодействовать с миозином, образуя актомиозиновый комплекс. Молярное соотношение актина и миозина в актомиозиновом комплексе – примерно 1:1. Нить F-актина может связывать большое число молекул миозина. Существенным свойством актомиозинового комплекса является диссоциация его в присутствии АТФ и Мg 2+ .

В состав тонких нитей наряду с актином входят и другие минорные белки – тропомиозин, тропонины, актинины.

Тропомиозин (Тм) – это структурный белок актиновой нити, представляющий собой вытянутую в виде тяжа молекулу. Две его полипептидные цепи как бы обвивают актиновые нити (см. рис. 6). На концах каждой молекулы тропомиозина расположены белки тропониновой системы, наличие которой характерно только для поперечно-полосатых мышц.

Тропонин (Тн) является регуляторным белком актиновой нити. Он состоит из трех субъединиц – ТнТ, ТнI и ТнС. Тропонин Т(ТнТ) обеспечивает связывание этих белков с тропомиозином. Тропонин I (ТнI) блокирует (ингибирует) взаимодействие актина с миозином.

Тропонин С (ТнС) – это Са 2+ — связывающий белок, структура и функции которого подобны широко распространенному в природе белку кальмодулину. Тропонин С, как и кальмодулин, связывает четыре иона Са 2+ на молекулу белка и имеет молекулярную массу 17 000. В присутствии Са 2+ изменяется конформация тропонина С, что приводит к изменению положения Тн по отношению к актину, в результате чего открывается центр взаимодействия актина с миозином.

Таким образом, тонкий филамент миофибриллы поперечно-полосатой мышцы состоит из F-актина, тропомиозина и трех тропониновых компонентов – ТнС, ТнI и ТнТ. Кроме этих белков, в мышечном сокращении участвует белок актинин. Обнаруживается он в зоне Z-линии, к которой крепятся концы F-актиновых молекул тонких нитей миофибрилл.

Белки мышечной стромы в скелетной мышце представлены в основном коллагеном и эластином, которые входят в состав сарколеммы и Z-линий миофибрилл. Эти белки обладают эластичностью, большой упругостью, что имеет существенное значение для процесса сокращения и расслабления мышцы.

В состав сухого остатка мышц наряду с белками входят и другие вещества, среди которых выделяют азотсодержащие, безазотистые экстративные вещества и минеральные вещества.

К азотсодержащим веществам скелетных мышц относятся АТФ и продукты ее расщепления – АДФ и АМФ, а также креатинфосфат, креатин, креатинин, карнозин, ансерин, свободные аминокислоты и др.

АТФ, содержащаяся в количестве 0,25-0,40%, и креатинфосфат, количество которого колеблется в пределах 0,4-1,0%, являются источниками энергии мышечного сокращения. Продукты их распада – АДФ, АМФ и креатин – оказывают регулирующее действие на обмен веществ в мышцах. Карнозин является дипептидом и участвует в переносе фосфатных групп, стимулирует работу ионных насосов, увеличивает амплитуду мышечного сокращения, которые снижаются при утомлении и этим способствуют восстановлению работоспособности. Карнитин участвует в переносе жирных кислот – важных энергетических источников – через мембраны митохондрий и тем самым способствует их окислению и энергообразованию.

В состав различных клеточных мембран мышечной ткани входит ряд азотсодержащих фосфолипидов: фосфатидилхолин (лецитин), фосфатидилэтаноламин (кефалин), фосфатидилсерин и др. фосфолипиды участвуют в обменных процессах, являясь поставщиками холина и жирных кислот – субстратов тканевого дыхания. Другие азотсодержащие вещества – мочевина, мочевая кислота, пуриновые основания (аденин, гуанин) – являются промежуточными или конечными продуктами азотистого обмена и встречаются в мышцах в небольших количествах.

К безазотистым соединениям мышечной ткани относится гликоген, который находится в саркоплазме в свободном или связанном с белками состоянии и используется в мышцах как основной энергетический субстрат при напряженной работе. Количество его в зависимости от пищевого рациона питания и степени тренированности колеблется от 0,3 до 3,0% общей массы мышц. При тренировке увеличивается главным образом количество свободного гликогена.

В мышце содержится ряд промежуточных продуктов обмена углеводов – гексозофосфаты, пировиноградная и молочная кислоты.

Из липидов в мышечной ткани обнаруживаются триглицериды в виде капелек жира, а также холестерин.

Минеральные вещества составляют 1–1,5% общей массы мышцы. Состав их разнообразен. Основными катионами являются Na + , К + , Mg 2+ , Са 2+ . Катионы К + сосредоточены в основном внутри мышечных волокон, а Na + преимущественно в межклеточной жидкости. Они участвуют в процессах возбуждения мышц, запуске их сокращения. Среди анионов преобладают Сl – , Н2РО4 – , НРО4 2– , SO4 2– , НСО3 – .

В мышечной ткани содержится ряд микроэлементов: кобальт, железо, никель, бор, цинк и др. Они являются либо структурными компонентами сложных белковых молекул, либо активаторами ферментов. Все минеральные вещества играют важную роль в регуляции различных биохимических процессов в мышцах.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9350 — | 7298 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Задания части I. Задание включает 40 вопросов, к каждому из них предложено 4 варианта ответа. На каждый вопрос выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным.

1. Среди листопадных растений красной осенней окраски не имеют листья:

а) березы повислой;
б) рябины обыкновенной;
в) клена платановидного;
г) вяза шершавого.

2. Среди тканевых элементов высших растений наибольшую длину имеют:

а) клетки-волокна склеренхимы;
б) клетки-членики сосудов (ксилемы);
в) клетки столбчатого мезофилла;
г) клетки аэренхимы.

3. Ткань, представленная на рисунке поперечного среза, носит название:

а) эпидермис;
б) мезофилл;
в) аэренхима;
г) пробка.

4. Различные типы плодов могут иметь растения, принадлежащие к семейству:

а) злаки;
б) бобовые;
в) сложноцветные;
г) розоцветные.

5. Необходимость микоризы для развития растений, высокая специализация цветка по отношению к насекомым-опылителям, исключительно мелкие размеры семян – все эти признаки относятся к представителям семейства:

а) лилейные;
б) пасленовые;
в) орхидные;
г) бромелиевые.

6. Представленная на схеме часть жизненного цикла сосны происходит:

а) в начале лета;
б) весной;
в) в середине лета;
г) осенью.

7. Изображенный на рисунке древний лес из гигантских древовидных споровых растений представляет реконструкцию растительного сообщества:

а) девона;
б) карбона;
в) перми;
г) триаса.

8. Коричневая или оливковая окраска бурых водорослей объясняется:

а) отсутствием хлорофиллов;
б) наличием водорослевых пигментов фикобилинов;
в) обилием желтых и оранжевых пигментов, дополнительных по отношению к хлорофиллу;
г) мощным развитием покровных тканей.

9. Златоглазка относится к отряду:

а) сетчатокрылых;
б) вислокрылых;
в) веерокрылых;
г) равнокрылых;

10. Какая рыба не встречается в природе:

а) рыба-клоун;
б) рыба-мичман;
в) рыба-тряпка;
г) рыба-рулевой.

11. Рептилии эволюционно произошли от:

а) кистеперых рыб;
б) бесчерепных;
в) амфибий;
г) двоякодышащих рыб.

12. Какое приспособление является адаптацией птиц к полету:

а) двойное дыхание;
б) двойная аккомодация зрения;
в) двойной прыжок;
г) раздвоенный хвост.

13. Что не является основным принципом классификации насекомых на отряды:

а) строение крыльев;
б) строение ротового аппарата;
в) строение конечностей;
г) тип развития.

14. Среди простейших не имеет специальных органоидов для передвижения:

а) эвглена;
б) амеба;
в) инфузория;
г) трипаносома.

15. Семейство цаплевые относятся к отряду:

а) трубконосые;
б) веслоногие;
в) голенастые;
г) фламингообразные.

16. К насекомым с полным превращением не относятся:

а) чешуекрылые;
б) жесткокрылые;
в) прямокрылые;
г) двукрылые.

17. Фильтрация первичной мочи происходит в:

а) почечной лоханке;
б) в дистальном отделе извитых канальцев;
в) в петле Генле;
г) в капсуле Шумлянского-Боумена.

18. Кислород в скелетных мышцах запасается белком:

а) гемоглобином;
б) миоглобином;
в) кальмодулином;
г) альбумином.

19. Слизь в желудке выделяется одноклеточными железами:

а) главными клетками;
б) добавочными клетками;
в) обкладочными клетками;
г) бокаловидными клетками.

20. В коре головного мозга у человека не бывает доли:

Читайте также:  Седалищный нерв и воспаление грушевидной мышцы

а) зрительной;
б) лобной;
в) теменной;
г) височной.

21. Чтобы выработать условный рефлекс «свет – слюна», необходимо:

а) действовать светом и пищей одновременно;
б) сначала давать пищу, потом включать лампочку;
в) дать часть пищу, включить лампочку и дать оставшуюся пищу;
г) сначала включить лампочку, потом дать пищу.

22. Антитела образуют клетки иммунной системы:

а) В-лимфоциты;
б) плазмоциты;
в) Т-лимфоциты;
г) нейтрофилы.

23. Подкожный жир у человека выполняет функцию:

а) усиление плавучести;
б) улучшение осанки;
в) сохранение тепла;
г) увеличение массы тела.

24. Фоторецепторами у человека являются:

а) колбочки и палочки;
б) палочки и кувшинчики;
в) кувшинчики и колбочки;
г) колбочки и стрелочки.

25. Для стабилизации рибосом необходимы ионы:

26. В клетках эукариот не происходит процесс:

а) уксуснокислое брожение;
б) молочнокислое брожение;
в) гликолиз;
г) β-окисление жирных кислот.

27. В эксперименте мышам ввели меченый (по 3Н) тимидин. В каких клеточных структурах будет обнаружено излучение:

а) в рибосомах;
б) в эухроматине;
в) в гетерохроматине;
г) в ядрышке.

28. Организмы, адаптированные к узким пределам выносливости экологических факторов, называются:

а) стенотопные;
б) эвритопные;
в) узкоспециализированные;
г) целеэкотопные.

29. Однослойным зародышем является:

а) нейрула;
б) бластула;
в) гаструла;
г) фистула.

30. Одноклеточным организмам присущи формы раздражимости:

а) рефлексы;
б) тропизмы;
в) настии;
г) таксисы.

31. Лимитирующими экологическим факторами называют:

а) ограничивающие организмы по пище;
б) выходящие за границы пределов выносливости:
в) короткие по времени действия;
г) границы ареалов.

32. Первичной сукцессией является:

а) заселение горнодобывающих отвалов;
б) восстановление леса после пожара;
в) зарастание пруда;
г) угнетение биогеоценоза.

33. Непосредственно не взаимодействуют органоиды:

а) ЭПР и аппарат Гольджи;
б) митохондрии и лизосомы;
в) микротрубочки и аппарат Гольджи;
г) ядрышко и рибосомы.

34. Тип строения биологической мембраны определяется:

а) выполняемыми функциями;
б) соотношением белков и липидов;
в) пространственным расположением молекул;
г) генетической информацией.

35. Основной целью Международной биологической программы «Геном человека» являлось:

а) лечение наследственных заболеваний;
б) изучение генотипа человека;
в) определение нуклеотидной последовательности ДНК человека;
г) развитие генной инженерии.

36. Синдром Марфана относится к группе мутаций:

а) генных;
б) анэуплоидии;
в) полиплоидии;
г) хромосомных.

37. Каталитическую функцию могут выполнять:

а) только белки;
б) белки и ДНК;
в) белки и липиды;
г) белки и РКН.

38. Коэнзимами не могут быть:

а) витамины;
б) нуклеотиды;
в) гормоны;
г) ионы металлов.

39. Какие вещества не относятся к липоидам:

а) холестерин;
б) нейтральный жир;
в) миелин;
г) прогестерон.

40. Какая из приведенных ниже экосистем считается наиболее устойчивой:

а) степь;
б) поле пшеницы;
в) березовая роща;
г) саванна.

Задания части II. Задание включает 10 вопросов с одним вариантом ответа из четырех или пяти возможных, но требующих предварительного множественного выбора. На каждый вопрос выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным.

1. Среди суккулентов – засухоустойчивых растений, имеющих водозапасающие ткани в различных органах, имеются листовые и стеблевые. В приведенном списке растений листовыми суккулентами не являются:

I) Алоэ;
II) Филлокактус;
III) Мамиллярия;
IV) Эхиноцереус;
V) Литопс.

а) II, III, IV;
б) I, II, IV;
в) III, IV, V;
г) I, II, III.

2. Настоящие деревья имеются среди представителей следующих семейств:

I) Розоцветные
II) Березовые
III) Пальмовые
IV) Злаки
V) Бобовые.

а) I, II, V;
б) II, III, IV;
в) I, II, V;
г) I, III, V.

3. К царству прокариот относятся:

I) стрептококки;
II) эхинококки;
III) пневмококки;
IV) стафилококки;
V) диплококки.

а) I, II, III, IV, V;
б) II, III, IV;
в) I, IV, V;
г) II, IV, V.

4. Араморфозами у млекопитающих являются:

I) теплокровность и разнообразие конечностей;
II) волосяной покров и дифференциацию зубов;
III) матка и теплокровность;
IV) вскармливание детенышей молоком;
V) подкожная жировая клетчатка.

а) II, IV, V;
б) I, III, IV;
в) II, III, IV;
г) I, IV, V.

5. Обмен газов в альвеолах легких обеспечивается следующими факторами:

I) тонкой стенкой капилляров и вязкостью крови;
II) большой поверхностью альвеол и сильным током крови в капиллярах;
III) тонкими стенками альвеол и медленным током крови в капиллярах;
IV) тонкими стенками капилляров и большой поверхностью легких.

а) I, III;
б) III, IV;
в) II, IV;
г) I, IV.

6. Менструальный цикл контролируется гормонами:

I) гонадотропинами и эстрагенами;
II) экстрагенами;
III) экстрагенами и тироксином;
IV) экстрагенами и холецистокинином.

а) I, II, III;
б) II, IV;
в) I, III;
г) III, IV.

7. Никотин, присоединяясь к тубулинам, нарушает полимеризацию микротрубочек. Это может вызывать в организме человека следующие патологические изменения:

I) «утренний» кашель курильщиков;
II) внематочную беременность;
III) нарушение всасывания микроворсинками;
IV) мужское бесплодие;
V) иммунологические патологии.

а) I, III;
б) II, IV, V;
в) I, II, IV;
г) I, II, III, IV, V.

8. Человек как объект генетического исследования имеет ряд ограничений. Какими методами можно изучать генетику человека:

I) генеалогический и цитогенетический;
II) биохимический и онтогенетический;
III) генеалогический и эволюционный;
IV) дерматоглифика и ДНК-зонды;
V) близнецовый и популяционный.

а) I, III;
б) II, IV, V;
в) I, II, IV, V;
г) I, II, III, IV, V.

9. Синтетическая теория эволюции как современный дарвинизм является интеграцией достижений, прежде всего, генетики, дарвинизма и экологии. Какие из приведенный ниже феноменов относятся к этой теории:

I) изменчивость бывает определенная и неопределенная;
II) мутации являются элементарным эволюционным материалом;
III) изоляция – один из видов элементарный эволюционных факторов;
IV) популяция – основная единица эволюции вида;
V) естественной отбор играет творческую роль в процессе эволюции.

а) I, III, V;
б) II, III, IV;
в) I, II, IV, V;
г) I, II, III, IV, V.

10. Агроценозы по сравнению с естественными биогеоценозами характеризуются:

I) неполноценными цепями питания;
II) разветвленными сетями питания;
III) нарушением круговорота веществ и энергии;
IV) обедненным видовым составом;
V) большей продуктивностью.

а) I, III, IV;
б) II, IV, V;
в) I, II, V;
г) II, III, IV, V.

Задания части III. Задание на определение правильности суждений.

  1. Рецепторной зоной, воспринимающей силу земного притяжения, у высших растений является корневой чехлик.
  2. У растений в открытых засушливых местообитаниях увеличиваются размеры устьиц, но снижается их число на единицу площади листа.
  3. Основная часть видоизмененного подземного побега клубня гомологична стеблю.
  4. Для всех современных голосеменных характерно участие в половом процессе спермиев, передвигающихся внутри пыльцевой трубки.
  5. Около 6 % от общего числа видов животных являются паразитами человека.
  6. Из царства животных первыми окончательно вышли на сушу рептилии.
  7. Молочные железы млекопитающих эволюционно произошли из сальных желез.
  8. У птиц, ящеров и муравьедов желудок состоит из железистого и мускулистого отделов.
  9. К возможным типам соединения костей в скелете человека относят синдесмозы, синхондрозы, синостозы и диартрозы.
  10. Реабсорбция первичной мочи происходит в капсуле Шумлянского-Боумена.
  11. Сокращение миофибрилл происходит по механизму скольжения актина и миозина с затратой АТФ.
  12. Окситоцин и вазопрессин образуются в задней доле гипофиза (в нейрогипофизе).
  13. В синтетической теории эволюции элементарными эволюционными факторами считаются только мутационный процесс, изоляция и популяционные волны.
  14. В любом биогеоценозе происходит полный круговорот вещества и энергии.
  15. Стероиды не относятся к липидам.

Задания части IV. Участникам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия.

1. Установите, к каким выделенным Н.И. Вавиловым центрам происхождения относятся следующие группы возделываемых человеком растений:

1) Рис, сахарный тростник, огурец, манго;
2) Ячмень, пшеница, виноград, инжир, дыня;
3) Овес, лен, лук, капуста, свекла;
4) Кукуруза, фасоль, батат, стручковый перец;
5) Кофе, арбуз, сорго, банан.

Центры: А – средиземноморский, Б – переднеазиатский, В – индийский, Г – эфиопский; Д – мексиканский.

2. Ниже представлены зубные формулы некоторых млекопитающих:

1) 3 1 3 1
3 1 2 1
2) 2 0 3 3
1 0 2 3
3) 1 0 0 3
1 0 0 3
4) 2 1 2 3
2 1 2 3
5) 0 0 3 3
3 1 3 3

Каким животным из ниже перечисленных они принадлежат: А – заяц, Б – корова, В – кошка, Г – хомяк; Д – шимпанзе.

3. Соотнесите гормоны, образуемые в организме человека, с железами внутренней секреции. Гормоны:

1) тироксин;
2) АКТГ;
3) прогестерон;
4) мелатонин;
5) глюкагон.

Железы: А – островки Лангерганса, Б – щитовидная железа, В – яичник, Г – аденогипофиз; Д – промежуточная доля гипофиза.

источник

Что такое клинические исследования и зачем они нужны? Это исследования, в которых принимают участие люди (добровольцы) и в ходе которых учёные выясняют, является ли новый препарат, способ лечения или медицинский прибор более эффективным и безопасным для здоровья человека, чем уже существующие.

Главная цель клинического исследования — найти лучший способ профилактики, диагностики и лечения того или иного заболевания. Проводить клинические исследования необходимо, чтобы развивать медицину, повышать качество жизни людей и чтобы новое лечение стало доступным для каждого человека.

У каждого исследования бывает четыре этапа (фазы):

I фаза — исследователи впервые тестируют препарат или метод лечения с участием небольшой группы людей (20—80 человек). Цель этого этапа — узнать, насколько препарат или способ лечения безопасен, и выявить побочные эффекты. На этом этапе могут участвуют как здоровые люди, так и люди с подходящим заболеванием. Чтобы приступить к I фазе клинического исследования, учёные несколько лет проводили сотни других тестов, в том числе на безопасность, с участием лабораторных животных, чей обмен веществ максимально приближен к человеческому;

II фаза — исследователи назначают препарат или метод лечения большей группе людей (100—300 человек), чтобы определить его эффективность и продолжать изучать безопасность. На этом этапе участвуют люди с подходящим заболеванием;

III фаза — исследователи предоставляют препарат или метод лечения значительным группам людей (1000—3000 человек), чтобы подтвердить его эффективность, сравнить с золотым стандартом (или плацебо) и собрать дополнительную информацию, которая позволит его безопасно использовать. Иногда на этом этапе выявляют другие, редко возникающие побочные эффекты. Здесь также участвуют люди с подходящим заболеванием. Если III фаза проходит успешно, препарат регистрируют в Минздраве и врачи получают возможность назначать его;

IV фаза — исследователи продолжают отслеживать информацию о безопасности, эффективности, побочных эффектах и оптимальном использовании препарата после того, как его зарегистрировали и он стал доступен всем пациентам.

Считается, что наиболее точные результаты дает метод исследования, когда ни врач, ни участник не знают, какой препарат — новый или существующий — принимает пациент. Такое исследование называют «двойным слепым». Так делают, чтобы врачи интуитивно не влияли на распределение пациентов. Если о препарате не знает только участник, исследование называется «простым слепым».

Чтобы провести клиническое исследование (особенно это касается «слепого» исследования), врачи могут использовать такой приём, как рандомизация — случайное распределение участников исследования по группам (новый препарат и существующий или плацебо). Такой метод необходим, что минимизировать субъективность при распределении пациентов. Поэтому обычно эту процедуру проводят с помощью специальной компьютерной программы.

  • бесплатный доступ к новым методам лечения прежде, чем они начнут широко применяться;
  • качественный уход, который, как правило, значительно превосходит тот, что доступен в рутинной практике;
  • участие в развитии медицины и поиске новых эффективных методов лечения, что может оказаться полезным не только для вас, но и для других пациентов, среди которых могут оказаться члены семьи;
  • иногда врачи продолжают наблюдать и оказывать помощь и после окончания исследования.
  • новый препарат или метод лечения не всегда лучше, чем уже существующий;
  • даже если новый препарат или метод лечения эффективен для других участников, он может не подойти лично вам;
  • новый препарат или метод лечения может иметь неожиданные побочные эффекты.

Главные отличия клинических исследований от некоторых других научных методов: добровольность и безопасность. Люди самостоятельно (в отличие от кроликов) решают вопрос об участии. Каждый потенциальный участник узнаёт о процессе клинического исследования во всех подробностях из информационного листка — документа, который описывает задачи, методологию, процедуры и другие детали исследования. Более того, в любой момент можно отказаться от участия в исследовании, вне зависимости от причин.

Читайте также:  Система питания при наращивании мышц

Обычно участники клинических исследований защищены лучше, чем обычные пациенты. Побочные эффекты могут проявиться и во время исследования, и во время стандартного лечения. Но в первом случае человек получает дополнительную страховку и, как правило, более качественные процедуры, чем в обычной практике.

Клинические исследования — это далеко не первые тестирования нового препарата или метода лечения. Перед ними идёт этап серьёзных доклинических, лабораторных испытаний. Средства, которые успешно его прошли, то есть показали высокую эффективность и безопасность, идут дальше — на проверку к людям. Но и это не всё.

Сначала компания должна пройти этическую экспертизу и получить разрешение Минздрава РФ на проведение клинических исследований. Комитет по этике — куда входят независимые эксперты — проверяет, соответствует ли протокол исследования этическим нормам, выясняет, достаточно ли защищены участники исследования, оценивает квалификацию врачей, которые будут его проводить. Во время самого исследования состояние здоровья пациентов тщательно контролируют врачи, и если оно ухудшится, человек прекратит своё участие, и ему окажут медицинскую помощь. Несмотря на важность исследований для развития медицины и поиска эффективных средств для лечения заболеваний, для врачей и организаторов состояние и безопасность пациентов — самое важное.

Потому что проверить его эффективность и безопасность по-другому, увы, нельзя. Моделирование и исследования на животных не дают полную информацию: например, препарат может влиять на животное и человека по-разному. Все использующиеся научные методы, доклинические испытания и клинические исследования направлены на то, чтобы выявить самый эффективный и самый безопасный препарат или метод. И почти все лекарства, которыми люди пользуются, особенно в течение последних 20 лет, прошли точно такие же клинические исследования.

Если человек страдает серьёзным, например, онкологическим, заболеванием, он может попасть в группу плацебо только если на момент исследования нет других, уже доказавших свою эффективность препаратов или методов лечения. При этом нет уверенности в том, что новый препарат окажется лучше и безопаснее плацебо.

Согласно Хельсинской декларации, организаторы исследований должны предпринять максимум усилий, чтобы избежать использования плацебо. Несмотря на то что сравнение нового препарата с плацебо считается одним из самых действенных и самых быстрых способов доказать эффективность первого, учёные прибегают к плацебо только в двух случаях, когда: нет другого стандартного препарата или метода лечения с уже доказанной эффективностью; есть научно обоснованные причины применения плацебо. При этом здоровье человека в обеих ситуациях не должно подвергаться риску. И перед стартом клинического исследования каждого участника проинформируют об использовании плацебо.

Обычно оплачивают участие в I фазе исследований — и только здоровым людям. Очевидно, что они не заинтересованы в новом препарате с точки зрения улучшения своего здоровья, поэтому деньги становятся для них неплохой мотивацией. Участие во II и III фазах клинического исследования не оплачивают — так делают, чтобы в этом случае деньги как раз не были мотивацией, чтобы человек смог трезво оценить всю возможную пользу и риски, связанные с участием в клиническом исследовании. Но иногда организаторы клинических исследований покрывают расходы на дорогу.

Если вы решили принять участие в исследовании, обсудите это со своим лечащим врачом. Он может рассказать, как правильно выбрать исследование и на что обратить внимание, или даже подскажет конкретное исследование.

Клинические исследования, одобренные на проведение, можно найти в реестре Минздрава РФ и на международном информационном ресурсе www.clinicaltrials.gov.

Обращайте внимание на международные многоцентровые исследования — это исследования, в ходе которых препарат тестируют не только в России, но и в других странах. Они проводятся в соответствии с международными стандартами и единым для всех протоколом.

После того как вы нашли подходящее клиническое исследование и связались с его организатором, прочитайте информационный листок и не стесняйтесь задавать вопросы. Например, вы можете спросить, какая цель у исследования, кто является спонсором исследования, какие лекарства или приборы будут задействованы, являются ли какие-либо процедуры болезненными, какие есть возможные риски и побочные эффекты, как это испытание повлияет на вашу повседневную жизнь, как долго будет длиться исследование, кто будет следить за вашим состоянием. По ходу общения вы поймёте, сможете ли довериться этим людям.

Если остались вопросы — спрашивайте в комментариях.

источник

Задания части I. Задание включает 60 вопросов, к каждому из них предложено 4 варианта ответа. На каждый вопрос выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным. Индекс выбранного ответа внесите в матрицу ответов. Максимальное количество баллов, которое можно набрать, определяется из расчета 1 балл за каждое тестовое задание.

1. В зародыше семени у высших семенных растений могут присутствовать:

в) одна, две или больше семядолей;

2. Среди листопадных растений красной осенней окраски не имеют листья:

3. Среди тканевых элементов высших растений наибольшую длину имеют:

а) клетки-волокна склеренхимы;

б) клетки-членики сосудов (ксилемы);

в) клетки столбчатого мезофилла;

4. Ткань, представленная на рисунке поперечного среза, носит название:

5. В процессе селекции сорта современного картофеля по сравнению с дикорастущими предками не:

а) увеличили размер клубней;

б) лишились способности накапливать алкалоиды в листьях;

в) повысили устойчивость к фитофторе;

г) утратили опушение листьев.

6. Различные типы плодов могут иметь растения, принадлежащие к семейству:

7. К растениям, вероятно, исчезнувшим на территории Самарской области, принадлежит:

а) башмачок крупноцветковый;

г) горечавка перекрестнолистная.

8. Необходимость микоризы для развития растений, высокая специализация цветка по отношению к насекомым-опылителям, исключительно мелкие размеры семян – все эти признаки относятся к представителям семейства:

9. Представленная на схеме часть жизненного цикла сосны происходит:

10. Изображенный на рисунке древний лес из гигантских древовидных споровых растений представляет реконструкцию растительного сообщества:

11. Коричневая или оливковая окраска бурых водорослей объясняется:

а) отсутствием хлорофиллов;

б) наличием водорослевых пигментов фикобилинов;

в) обилием желтых и оранжевых пигментов, дополнительных по отношению к хлорофиллу;

г) мощным развитием покровных тканей.

12. Среди представителей высших грибов преобладание в жизненном цикле стадии двуядерного мицелия (дикариона) характерно для класса:

13. Каких птиц не существует в природе:

14. Златоглазка относится к отряду:

15. Гиеновидная собака относится к семейству:

16. Какая рыба не встречается в природе:

17. Рептилии эволюционно произошли от:

18. Какое приспособление является адаптацией птиц к полету:

б) двойная аккомодация зрения;

19. Что не является основным принципом классификации насекомых на отряды:

б) строение ротового аппарата;

20. Араморфозом млекопитающих является:

а) различное строение хвоста;

б) различное строение ушей;

в) различное строение зубов;

г) различное строение конечностей.

21. Среди простейших не имеет специальных органоидов для передвижения:

22. Семейство цаплевые относятся к отряду:

23. Какого отряда амфибий не существует:

24. К насекомым с полным превращением не относятся:

25. Фильтрация первичной мочи происходит в:

б) в дистальном отделе извитых канальцев;

г) в капсуле Шумлянского-Боумена.

26. Кислород в скелетных мышцах запасается белком:

27. К инкапсулированным нервным рецепторам относятся:

28. Слизь в желудке выделяется одноклеточными железами:

29. В коре головного мозга у человека не бывает доли:

30. К подвижным соединениям костей относятся:

31. Нервная система в процессе онтогенеза образуется из:

в) внезародышевой эктодермы;

32. Чтобы выработать условный рефлекс «свет – слюна», необходимо:

а) действовать светом и пищей одновременно;

б) сначала давать пищу, потом включать лампочку;

в) дать часть пищу, включить лампочку и дать оставшуюся пищу;

г) сначала включить лампочку, потом дать пищу.

33. Антитела образуют клетки иммунной системы:

34. Подкожный жир у человека выполняет функцию:

35. Фоторецепторами у человека являются:

36. Из мышечных волокон состоят мышцы:

37. Полиаденирование мРНК необходимо для:

а) прохождения через поры кариолеммы;

б) определения кратности трансляции;

г) соединения мРНК с рибосомой.

38. Свойством генетического кода не является:

39. Для стабилизации рибосом необходимы ионы:

40. В клетках эукариот не происходит процесс:

г) β-окисление жирных кислот.

41. Примером взаимодействия неаллельных генов является:

42. В эксперименте мышам ввели меченый (по 3Н) тимидин. В каких клеточных структурах будет обнаружено излучение:

43. Согласно синтетической теории эволюции, к элементарным эволюционным факторам относится:

44. Организмы, адаптированные к узким пределам выносливости экологических факторов, называются:

45. Однослойным зародышем является:

46. Одноклеточным организмам присущи формы раздражимости:

47. Критерием вида не является:

48. Лимитирующими экологическим факторами называют:

а) ограничивающие организмы по пище;

б) выходящие за границы пределов выносливости:

в) короткие по времени действия;

49. Первичной сукцессией является:

а) заселение горнодобывающих отвалов;

б) восстановление леса после пожара;

50. Непосредственно не взаимодействуют органоиды:

в) микротрубочки и аппарат Гольджи;

51. Тип строения биологической мембраны определяется:

б) соотношением белков и липидов;

в) пространственным расположением молекул;

г) генетической информацией.

52. Основной целью Международной биологической программы «Геном человека» являлось:

а) лечение наследственных заболеваний;

б) изучение генотипа человека;

в) определение нуклеотидной последовательности ДНК человека;

г) развитие генной инженерии.

53. Синдром Марфана относится к группе мутаций:

54. Каталитическую функцию могут выполнять:

55. Коэнзимами не могут быть:

56. Если в панмиктической популяции частота встречаемости доминантного гена равна 0,2, какова будет частота встречаемости в этой популяции гетерозигот:

57. Какие вещества не относятся к липоидам:

58. Какая из приведенных ниже экосистем считается наиболее устойчивой:

59. Какое явление не относится к главным направлениям эволюции по :

60. Фактором формирования рода Homo sp. не является:

б) изготовление орудий труда;

г) формирование второй сигнальной системы.

Задания части II. Задание включает 15 вопросов с одним вариантом ответа из четырех или пяти возможных, но требующих предварительного множественного выбора. На каждый вопрос выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным. Индекс выбранного ответа внесите в матрицу ответов. Максимальное количество баллов, которое можно набрать, определяется из расчета 2 балла за каждое тестовое задание.

1. На поверхности плодов у перечисленных растений обычно присутствует матовый налет, в котором находятся клетки дрожжей.

2. Среди суккулентов – засухоустойчивых растений, имеющих водозапасающие ткани в различных органах, имеются листовые и стеблевые. В приведенном списке растений листовыми суккулентами не являются:

3. Настоящие деревья имеются среди представителей следующих семейств:

4. К царству прокариот относятся:

5. Араморфозами у млекопитающих являются:

I) теплокровность и разнообразие конечностей;

III) матка и теплокровность;

IV) вскармливание детенышей молоком;

V) подкожная жировая клетчатка.

6. К отряду перепончатокрылых относятся:

7. Обмен газов в альвеолах легких обеспечивается следующими факторами:

I) тонкой стенкой капилляров и вязкостью крови;

II) большой поверхностью альвеол и сильным током крови в капиллярах;

III) тонкими стенками альвеол и медленным током крови в капиллярах;

IV) тонкими стенками капилляров и большой поверхностью легких.

8. Желудочный сок содержит в своем составе:

I) пепсин, трипсин, липазу и HCl;

II) пепсин, слизь, липазу, HCl;

IV) пепсин, слизь, нуклеазу, HCl;

9. Менструальный цикл контролируется гормонами:

I) гонадотропинами и эстрагенами;

III) экстрагенами и тироксином;

IV) экстрагенами и холецистокинином.

10. Никотин, присоединяясь к тубулинам, нарушает полимеризацию микротрубочек. Это может вызывать в организме человека следующие патологические изменения:

I) «утренний» кашель курильщиков;

III) нарушение всасывания микроворсинками;

11. Феномен эмбриональной индукции, открытой Х. Шпеманом, подтверждается следующими опытами:

I) пересадка эпителия кишечника головастика в иннуклеированную клетку;

II) пересадка хорды под эктодерму с образованием нервной трубки;

III) пересадка зачатка хвоста в мезодерму;

Читайте также:  Спорт упражнения для мышц рук

IV) пересадка глазного яблока под эктодерму с образованием хрусталика.

12. Человек как объект генетического исследования имеет ряд ограничений. Какими методами можно изучать генетику человека:

I) генеалогический и цитогенетический;

III) генеалогический и эволюционный;

IV) дерматоглифика и ДНК-зонды;

V) близнецовый и популяционный.

13. Синтетическая теория эволюции как современный дарвинизм является интеграцией достижений, прежде всего, генетики, дарвинизма и экологии. Какие из приведенный ниже феноменов относятся к этой теории:

I) изменчивость бывает определенная и неопределенная;

II) мутации являются элементарным эволюционным материалом;

III) изоляция – один из видов элементарный эволюционных факторов;

IV) популяция – основная единица эволюции вида;

V) естественной отбор играет творческую роль в процессе эволюции.

14. К группе хромосомный мутаций относятся:

IV) добавление в триплет аденина;

15. Агроценозы по сравнению с естественными биогеоценозами характеризуются:

I) неполноценными цепями питания;

II) разветвленными сетями питания;

III) нарушением круговорота веществ и энергии;

IV) обедненным видовым составом;

V) большей продуктивностью.

Задания части III. Задание на определение правильности суждений. Номера правильных суждений внесите в матрицу. Максимальное количество баллов, которое можно набрать, определяется из расчета 1 балл за правильный ответ на каждое суждение.

1. Растения болот, обитающие в условиях переувлажнения, зачастую имеют внешние признаки, свойственные ксерофитам (растениям засушливых местообитаний).

2. Рецепторной зоной, воспринимающей силу земного притяжения, у высших растений является корневой чехлик.

3. У растений в открытых засушливых местообитаниях увеличиваются размеры устьиц, но снижается их число на единицу площади листа.

4. Основная часть видоизмененного подземного побега клубня гомологична стеблю.

5. Для всех современных голосеменных характерно участие в половом процессе спермиев, передвигающихся внутри пыльцевой трубки.

6. Около 6 % от общего числа видов животных являются паразитами человека.

7. Из царства животных первыми окончательно вышли на сушу рептилии.

8. Молочные железы млекопитающих эволюционно произошли из сальных желез.

9. У птиц, ящеров и муравьедов желудок состоит из железистого и мускулистого отделов.

10. Общественные насекомые отмечены в отрядах термитов и перепончатокрылых.

11. К возможным типам соединения костей в скелете человека относят синдесмозы, синхондрозы, синостозы и диартрозы.

12. Реабсорбция первичной мочи происходит в капсуле Шумлянского-Боумена.

13. Сокращение миофибрилл происходит по механизму скольжения актина и миозина с затратой АТФ.

14. У человека в норме может быть 28 зубов.

15. Окситоцин и вазопрессин образуются в задней доле гипофиза (в нейрогипофизе).

16. Коэнзим А, выполняющий роль «связующего звена» между анаэробным и аэробным окислением, является макроэргическим соединением.

17. В синтетической теории эволюции элементарными эволюционными факторами считаются только мутационный процесс, изоляция и популяционные волны.

18. В процессе онтогенеза позвоночных (Vertebrata) из мезодермы формируются опорно-двигательный аппарат, кровеносная, половая, выделительные системы, соединительные ткани.

19. В генной инженерии в качестве инструментов работы с генами применяют лигазы, рестриктазы, обратную транскриптазу и плазмиды.

20. В любом биогеоценозе происходит полный круговорот вещества и энергии.

21. Комплементарность является одним из трех возможных случаев взаимодействия неаллельных генов.

22. Важнейшее отличие человека от других обезьян – изготовление и использование орудий труда.

23. Важнейшей характеристикой «идеальной» популяции является панмиксия.

24. Стероиды не относятся к липидам.

25. В отличии от эукариотических клеток в прокариотическоих клетках в процессе биосинтеза белков процессинг наблюдается в работе только части генов.

Задания части IV. Участникам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия. Максимальное количество баллов, которое можно набрать, – 5 баллов за каждое задание. Конкурсанты должны заполнить матрицы ответов в соответствии с требованиями заданий.

1. Установите, к каким выделенным центрам происхождения относятся следующие группы возделываемых человеком растений:

1) Рис, сахарный тростник, огурец, манго;

2) Ячмень, пшеница, виноград, инжир, дыня;

3) Овес, лен, лук, капуста, свекла;

4) Кукуруза, фасоль, батат, стручковый перец;

Центры: А – средиземноморский, Б – переднеазиатский, В – индийский, Г – эфиопский; Д – мексиканский.

источник

Белки (полипептиды, протеины) представляют собой высокомолекулярные вещества, в состав которых входят альфа-аминокислоты, соединенные пептидной связью. Состав протеинов определяется в живых организмах генетическим кодом. Как правило, при синтезе используется набор из 20 стандартных аминокислот.

Разделение протеинов осуществляется по разным признакам:

По последнему критерию белки классифицируются:

  • На структурные.
  • Питательные и запасные.
  • Транспортные.
  • Сократительные.

К ним относят эластин, коллаген, кератин, фиброин. Структурные полипептиды участвуют в процессе формирования мембран клеток. Они могут создавать в них каналы или осуществлять иные функции.

Питательным полипептидом является казеин. За счет него растущий организм обеспечивается кальцием, фосфором и аминокислотами.

Запасными являются белки семян культурных растений, яичный белок. Они потребляются на этапе развития зародышей. В человеческом организме, как и у животных, протеины не откладываются в запас. Их необходимо регулярно получать с пищей, иначе вероятно развитие дистрофии.

Классическим примером таких белков является гемоглобин. В крови обнаруживаются и другие полипептиды, участвующие в перемещении гормонов, липидов и других веществ.

В мембранах клетки находятся протеины, обладающие способностью транспортировать ионы, аминокислоты, глюкозу и прочие соединения через клеточную мембрану.

Функции этих полипептидов связаны с работой мышечных волокон. Кроме того, они обеспечивают движение ресничек и жгутиков у простейших. Сократительные белки выполняют функцию транспортировки органелл внутри клетки. За счет их наличия обеспечивается изменение клеточных форм.

Примерами сократительных белков являются миозин и актин. Стоит сказать, что эти полипептиды обнаруживаются не только в клетках мышечных волокон. Сократительные белки выполняют свои задачи практически во всех тканях животных.

В клетках обнаруживается индивидуальный полипептид – тропомиозин. Сократительный мышечный белок миозин является его полимером. Он образует комплекс с актином.

Сократительные белки мышц не растворяются в воде.

Ее регулируют тиреоидные и стероидные гормоны. Проникая в клетку, они связываются со специфическими рецепторами. Образованный комплекс проникает в клеточное ядро и связывается с хроматином. За счет этого повышается скорость синтеза полипептидов на генном уровне.

Активные гены обеспечивают усиление синтеза определенной РНК. Она выходит из ядра, направляется к рибосомам и активирует синтез новых структурных либо сократительных белков , ферментов или гормонов. В этом заключается анаболическое действие генов.

Между тем белковый синтез в клетках – процесс достаточно медленный. Он требует больших энергетических затрат и пластического материала. Соответственно, гормоны не в состоянии оперативно контролировать метаболизм. Ключевая их задача состоит в регуляции роста, дифференциации и развития клеток в организме.

Оно является ярким примером сократительной функции белков . В ходе исследований было установлено, что в основе сокращения мускулатуры лежит изменение физических свойств полипептида.

Сократительную функцию выполняет белок актомиозин, взаимодействующий с аденозинтрифосфорной кислотой. Эта связь сопровождается сокращением миофибрилл. Такое взаимодействие можно наблюдать вне организма.

К примеру, если на вымоченные в воде (мацерированные) волокна мышц, лишенные возбудимости, воздействовать раствором аденозинтрифосфата, начнется их резкое сокращение, аналогичное сокращению живой мускулатуры. Этот опыт имеет важнейшее практическое значение. Он доказывает тот факт, что для мышечного сокращения необходима химическая реакция сократительных белков с веществом, богатым энергией.

С одной стороны, он является главным внутриклеточным антиоксидантом. Витамин Е обеспечивает защиту жиров и прочих легкоокисляемых соединений от окисления. Вместе с тем он выступает в качестве переносчика электронов и участвует в окислительно-восстановительных реакциях, которые связаны с запасанием высвобождаемой энергии.

Дефицит витамина Е вызывает атрофию мышечной ткани: содержание сократительного белка миозина резко уменьшается, и его заменяет коллаген – инертный полипептид.

Он считается одним из ключевых сократительных белков . На его долю приходится порядка 55 % от общего содержания полипептидов в мышечной ткани.

Из миозина состоят филаменты (толстые нити) миофибрилл. В молекуле присутствует длинная фибриллярная часть, имеющая двуспиральную структуру, и головки (глобулярные структуры). В составе миозина выделяют 6 субъединиц: 2 тяжелые и 4 легкие цепи, находящиеся в глобулярной части.

В качестве основной задачи фибриллярного участка выступает способность формировать пучки филаментов миозина или толстые протофибриллы.

На головках находятся активный участок АТФ-азы и актинсвязывающий центр. За счет этого обеспечивается гидролиз АТФ и связь с актиновыми филаментами.

Подвидами актина и миозина считаются:

  • Динеин жгутиков и ресничек простейших.
  • Спектрин в мембранах эритроцитов.
  • Нейростенин перисинаптических мембран.

К разновидностям актина и миозина можно также отнести полипептиды бактерий, ответственные за перемещение различных веществ в градиенте концентраций. Этот процесс называется также хемотаксисом.

Если поместить нити актомиозина в раствор кислоты, добавить ионы калия и магния, можно увидеть, что они укорачиваются. При этом наблюдается расщепление АТФ. Это явление свидетельствует о том, что распад аденозинтрифосфорной кислоты имеет определенную связь с изменением физико-химических свойств сократительного белка и, следовательно, с работой мышц. Впервые этот феномен был выявлен Сцент-Дьиордьи и Энгельгардтом.

Синтез и распад АТФ имеют важнейшее значение в процессе превращения химической энергии в механическую. При распаде гликогена, сопровождающегося выработкой молочной кислоты, как и при дефосфорилировании аденозинтрифосфорной и креатинфосфорной кислот, участие кислорода не требуется. Этим объясняется способность изолированной мышцы функционировать в анаэробных условиях.

В волокнах мускулатуры, утомленных при работе в анаэробной среде, накапливаются молочная кислота и продукты, образовавшиеся при распаде аденозинтрифосфорной и креатинфосфорной кислот. В результате исчерпываются запасы веществ, при расщеплении которых выделяется необходимая энергия. Если поместить утомленную мышцу в условия, содержащие кислород, она будет его потреблять. Некоторое количество молочной кислоты начнет окисляться. В результате образуются вода и углекислый газ. Высвобождающаяся энергия будет использоваться для ресинтеза креатинфосфорной, аденозинтрифосфорной кислот и гликогена из продуктов распада. За счет этого мышца снова приобретет способность работать.

Отдельные свойства полипептидов можно объяснить только на примере их функций, т. е. их вклада в сложную деятельность. Среди немногочисленных структур, в отношении которых была установлена корреляция между функциями белков и органа, особого внимания заслуживает скелетная мышца.

Ее клетка активируется за счет нервных импульсов (мембранно-направленных сигналов). В молекулярном плане сокращение основывается на циклическом формировании поперечных мостиков благодаря периодическим взаимодействиям между актином, миозином и Mg-АТР. Кальцийсвязывающие белки и ионы Са выступают в качестве посредников между эффекторами и нервными сигналами.

Посредничество ограничивает скорость ответа на импульсы «включение/выключение» и предотвращает самопроизвольные сокращения. Вместе с тем некоторые осцилляции (колебания) маховых мышечных волокон крылатых насекомых контролируют не ионы или аналогичные низкомолекулярные соединения, а непосредственно сократительные белки. За счет этого возможны очень быстрые сокращения, которые после активации протекают самостоятельно.

При укорочении мышечных волокон изменяется период решетки, образованной протофибриллами. При вхождении решетки из тонких нитей в структуру из толстых элементов тетрагональную симметрию сменяет гексагональная. Это явление можно считать полиморфным переходом в жидкокристаллической системе.

Они сводятся к трансформации химической энергии в механическую. АТФ-азная активность митохондриальных клеточных мембран имеют сходство с актом иозиновой системы скелетной мускулатуры. Общие черты отмечаются и в их механохимических свойствах: они сокращаются под влиянием АТФ.

Следовательно, в мембранах митохондрий должен присутствовать сократительный белок. И он действительно там присутствует. Установлено, что сократительные полипептиды задействованы в митохондриальной механохимии. Однако выяснилось также, что значительную роль в процессах играет и фосфатидилинозитол (липид мембран).

Молекула белка миозина не только способствует сокращению разных мышц, но и может участвовать в других внутриклеточных процессах. Речь, в частности, о перемещении органелл, прикреплении актиновых нитей к мембранам, формировании и функционировании цитоскелета и пр. Почти всегда молекула так или иначе взаимодействует с актином, являющимся вторым ключевым сократительным белком.

Было доказано, что молекулы актомиозина могут изменять длину под воздействием химической энергии, высвобождаемой при отщеплении от АТФ остатка фосфорной кислоты. Другими словами, именно этот процесс обуславливает сокращение мышц.

Система АТФ, таким образом, выступает как своего рода аккумулятор химической энергии. По мере надобности она превращается непосредственно в механическую при посредничестве актомиозина. При этом отсутствует промежуточный этап, характерный для процессов взаимодействия других элементов, — переход в тепловую энергию.

источник