Изменение химического состава мышечной ткани в онтогенезе

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ И ГЛАДКОЙ МУСКУЛАТУРЫ

Сердечная мышца по содержанию ряда химических соединений занимает про­межуточное положение между скелетной мускулатурой и гладкими мышцами. Так, общее содержание белкового азота в скелетных мышцах кролика составляет 30— 31 мг/г, а в гладкой мускулатуре (миометрий) — до 20,3 мг/г ткани. В сердечной мышце и особенно в гладкой мускулатуре значительно меньше миофибрилляр-ных белков, чем в скелетной мышце. Общее содержание миофибриллярных белков в гладкой мускулатуре желудка примерно в 2 раза ниже, чем в скелетных мышцах. Концентрация белков стромы в гладкой мышце и миокарде выше, чем в скелетной мускулатуре. Известно, что миозин, тропомиозин и тропонин сердечной мышцы и гладкой мускулатуры заметно отличаются по своим физико-химическим свойствам от соответствующих белков скелетной мускулатуры. Отмечены определенные особенности и во фракциях саркоплазматических белков. Саркоплазма гладкой мускулатуры и миокарда в процентном отношении содержит больше миоальбумина, чем саркоплазма скелетной мускулатуры.

Содержание АТФ в сердечной мышце на 1 г ткани (2,60 мкмоль) ниже, чем в скелетной (4,43 мкмоль), и выше, чем в гладкой мускулатуре (1,38 мкмоль). По содержанию гликогена сердечная мышца также занимает промежуточное положение между скелетной и гладкой мускулатурой. По данным С. Е. Северина (1965), как в сердечной, так и в гладкой мускулатуре обнаруживаются лишь следы ансерина и карнозина (не больше 0,1 г на 1 кг сырой массы).

Имеется определенная зависимость между характером деятельности мышц и со­держанием фосфоглицеридов. Миокард по сравнению с другими мышечными тканями богаче фосфоглицеридами, при окислении которых, по-видимому, вырабатывается значительная часть энергии, необходимой для его сокращения.

Эмбриональная мышечная ткань по своему химическому составу значительно отличается от скелетной мускулатуры взрослых особей. В мышцах эмбрионов содер­жится больше воды, чем в функционально зрелой мускулатуре. Соответственно обшее содержание белка в мышечной ткани эмбрионов, считая на сырую ткань, ока­зывается более низким, чем в мышцах животных того же вида в постнатальном периоде развития. По сравнению с мышцами взрослого организма в функционально незрелой мышце ниже содержание миофибриллярных белков (миозина и актомио-зина) и выше — белков стромы, миоальбумина, а также глобулинов. По мере раз­вития плода количество миофибриллярных белков увеличивается и возрастает АТФазная активность в мышечных экстрактах.

Для эмбриональной мышечной ткани характерно высокое содержание нуклеопро-теинов, а также РНК и ДНК. По мере развития эмбриона количество нуклеопро-тсннов и нуклеиновых кисло] в мышечной ткани быстро уменьшается. Высоко­энергетических соединений (АТФ и креатиифосфат) в функционально незрелой мышце ■значительно меньше, чем в мышцах зрелых особей. Имидазолсодержащие дипептиды (ансерин и карнозин) появляются в мышечной ткани в строго определенный период онтогенеза. Время появления этих дипептидов тесно связано с мышечной функцией и совпадает с формированием рефлекторной дуги, обеспечивающей возмож­ность двигательного рефлекса, появление Са^{2 +}-чувствительности актомиозина и нача­лом работы ионных насосов. Имеются также характерные особенности в ферментных и изоферментных спектрах эмбриональной мышечной ткани. Так, установлено, что в ходе онтогенеза изменяется изоферментный спектр ЛДГ. В экстрактах из скелетных мышц 3 —5-месячного эмбриона на долю изоферментов ЛДГ₃ и ЛДГ₂ приходится соответственно 40 и 31 % от общей активности ЛДГ. В процессе эмбрионального развития в скелетной мускулатуре происходит постепенно возрастание активности катодных и снижение активности анодных изоферментов ЛДГ, так что у взрослых особей в скелетной мускулатуре наибольшей активностью обладают уже изофер-менты ЛДГ₅ и ЛДГф. В процессе развития плода изменяется и изоферментный спектр гексокиназы в мышечной ткани: повышается активность изофермента I и сни­жается активность изофермента П. Все приведенные данные об изменении химиче­ского состава мышечной ткани в онтогенезе относятся почти исключительно к ске­летной мускулатуре.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ БИОХИМИЯ МЫШЦ

Мышечный аппарат человека и животных характеризуется полифункциональ­ностью. Однако основной функцией мышц является осуществление двигательного акта, т. е. сокращение и расслабление. При сокращении мышц осуществляется работа, связанная с превращением химической энергии в механическую.

Источники энергии мышечной деятельности

В настоящее время принято считать, что процессом, непосредственно связанным с работающим механизмом поперечнополосатого мышечного волокна, является распад АТФ с образованием АДФ и неорганического фосфата. Возникает вопрос, каким образом мышечная клетка может обеспечить свой сократительный аппарат достаточ-

ным количеством энергии в форме АТФ, т. е. каким образом в процессе мышечной деятельности происходит непрерывный ресинтез этого соединения?

Прежде всего ресинтез АТФ обеспечивается трансфосфорилированием АДФ с креатинфосфатом. Данная реакция катализируется ферментом креатинкиназой:

Креатинфосфат + АДФ +____^гг-.-г±Креатин + АТФ.

креатинкиназа

Креатинкиназный путь ресинтеза АТФ является чрезвычайно быстрым и макси­мально эффективным (за счет каждой молекулы креатинфосфата образуется молекула АТФ). Именно поэтому долгое время не удавалось установить уменьшение концентра­ции АТФ и соответственно повышение концентрации АДФ даже при достаточно продолжительном тетанусе. Лишь применив специфический ингибитор креатинкиназы (1-фтор-2,4-динитрофенол), а также агенты, препятствующие окислительному фосфо-рилированию АДФ в АТФ, Т. Кейн и соавт. (1962) смогли продемонстрировать прямой распад АТФ с одновременным приростом неорганического фосфата и АДФ при одиночном сокращении изолированной мышцы лягушки.

Некоторое количество АТФ может ресинтезироваться в ходе аденилаткиназной (миокиназной) реакции:

2АДФ ^-——.:т-± АТФ + АМФ. аденилаткиназа

Запасы креатинфосфата в мышце невелики, а доступность энергии креатин­фосфата имеет ценность для работающей мышцы только в том случае, если расход его постоянно возмещается синтезом АТФ в процессе метаболизма. Для любой ткани, в том числе и мышечной, известны два фундаментальных биохимических процесса, в ходе которых регенерируются богатые энергией фосфорные соединения. Один из этих процессов — гликолиз, другой — окислительное фосфорилирование. Наиболее важным и эффективным из них является последний. При достаточном снабжении кислородом мышца, несмотря на анаэробный механизм сокращения, в конечном итоге работает за счет энергии, образующейся при окислении (в цикле Кребса) как продуктов распада углеводов, так и ряда других субстратов тканевого дыхания, в частности жирных кислот, а также ацетата и ацетоацетата.

В последнее время появились данные, доказывающие, что креатинфосфат в мы­шечной ткани (в частности, в сердечной мышце) способен выполнять не только роль как бы депо легкомобилизируемых макроэргических фосфатных групп, но и играть также роль транспортной формы- макроэргических фосфатных связей, обра­зующихся в процессе тканевого дыхания и связанного с ним окислительного фосфорилирования. Предложена схема (рис. 19.6) переноса энергии из митохондрий в цитоплазму клетки миокарда; АТФ, синтезированный в матриксе митохондрий, переносится через внутреннюю мембрану с участием специфической АТФ-АДФ-транслоказы на активный центр митохондриалыюг о изофермента креатинкиназы, который расположен на внешней стороне внутренней мембраны; в межмембранном пространстве (в присутствии ионов магния) при наличии в среде креатина обра­зуется равновесный тройной фермент-субстратный комплекс креатин-креатинкиназа--АТФ- Mg^{2 +}, который затем распадается с образованием креатинфосфата и АДФ- Mg^{2 +}. Креатинфосфат диффундирует в цитоплазму, где используется в миофибриллярной креатинкиназной реакции для рефосфорилирования АДФ, образовавшегося при сокращении. Высказываются предположения, что не только в сердечной мышце, но и в скелетной мускулатуре имеется подобный путь транспорта энергии из митохонд­рий в миофибриллы.

При работе умеренной интенсивности мышца может покрывать свои энергети­ческие затраты за счет аэробного метаболизма. Однако при больших нагрузках, когда возможность снабжения кислородом отстает от потребности в нем, мышца вынуждена использовать гликолитический путь снабжения энергией. При интенсив-

ной мышечной работе скорость расщепления гликогена или глюкозы с образова­нием молочной кислоты увеличивается в сотни раз. Соответственно содержание молоч­ной кислоты в мышечной ткани может повышаться до 1 — 1,2 г/кг и выше. Последняя с током крови в значительном количестве поступает в печень, где ресинтезируется в глюкозу и гликоген (глюконеогенез) за счет энергии окислитель­ных процессов (см. главу 9). Перечисленные механизмы ресинтеза АТФ при мышеч­ной деятельности включаются в строго определенной последовательности. Наиболее экстренным является креатинкиназный механизм, и лишь примерно через 20 с макси­мально интенсивной работы, начинается усиление гликолиза, интенсивность которого достигает максимума через 40-80 с. При работе более длительной, а следовательно, и менее интенсивной, все большее значение приобретает аэробный путь ресинтеза АТФ.

Содержание АТФ и креатинфосфата в сердечной мышце ниже, чем в скелетной мускулатуре, а расход АТФ велик, поэтому ресинтез АТФ в миокарде должен происходить намного интенсивнее, чем в скелетной мускулатуре. Для сердечной мышцы теплокровных животных и человека основным путем образования богатых энергией фосфорных соединений является путь окислительного фосфорилирования, связанный с поглощением кислорода. Регенерация АТФ в процессе анаэробного расщепления углеводов (гликолиз) в сердце человека практического значения не имеет. Именно поэтому сердечная мышца очень чувствительна к недостатку кислорода. Характерной особенностью обмена веществ в сердечной мышце по сравнению со скелетной мускулатурой является также то, что аэробное окисление веществ неуглеводной природы при работе сердечной мышцы имеет большее значение, чем при сокращении скелетной мышцы. Только 30-35% кислорода, поглощаемого сердцем в норме, рас­ходуется на окисление углеводов и продуктов их превращения. Главным суб­стратом дыхания в сердечной мышце являются жирные кислоты. Окисление неугле­водных веществ обеспечивает около 65-70% потребности миокарда в энергии. Из свободных жирных кислот в сердечной мышце особенно легко подвергается окислению олеиновая кислота.

Механизм мышечного сокращения

Рассмотрим, к чему же сводятся представления о механизме попеременного сокращения и расслабления мышц. Установлено, что миофибриллы обладают спо­собностью взаимодействовать с АТФ и сокращаться в его присутствии лишь при наличии в среде определенных концентраций ионов кальция. Наибольшая

сократительная активность наблюдается при концентрации ионов кальция около 10~⁶—10~⁵ М. При понижении концентрации ионов кальция до 1СГ⁷ М или ниже мышечные волокна теряют способность к укорочению и развитию напряжения в присутствии АТФ.

По современным представлениям, в покоящейся мышце (миофибриллах и межфиб­риллярном пространстве) концентрация ионов кальция поддерживается ниже этой пороговой величины в результате связывания их структурами (трубочками и пузырь­ками) саркоплазматической сети и так называемой Т-системой при участии особого Са^{2 +}-связывающего белка, получившего название кальсеквестрина, входящего в состав этих структур.

Связывание ионов кальция разветвленной сетью трубочек и цистерн сарко­плазматической сети не является простой адсорбцией. Это активный физиологиче­ский процесс, который осуществляется за счет энергии, освобождающейся при рас­щеплении АТФ Са^{2 +} -зависимой АТФазой саркоплазматической сети '. При этом наблюдается весьма своеобразная картина: скорость выкачивания ионов кальция из межфибриллярного пространства стимулируется ионами кальция. В целом этот механизм получил название «кальциевой помп ы» по аналогии с хорошо извест­ным в физиологии «натриевым насосом».

Возможность пребывания живой мышцы в расслабленном состоянии при наличии в ней достаточно высокой концентрации АТФ объясняется снижением в результате действия кальциевой помпы концентрации ионов кальция в среде, окружающей миофибриллы, ниже того предела, при котором еще возможно проявление АТФазной активности и сократимости актомиозиновых структур волокна. Быстрое сокращение мышечного волокна при его раздражении от нерва (или электрическим током) является результатом внезапного изменения проницаемости мембран и как следствие выхода из цистерн и трубочек саркоплазматической сети и Т-системы некоторого количества ионов кальция в саркоплазму.

Как уже отмечалось, «чувствительность» актомиозиновой системы к ионам каль­ция (т. е. потеря актомиозином способности расщеплять АТФ и сокращаться в при­сутствии АТФ при снижении концентрации ионов кальция до 10"⁷ М) обусловлена присутствием в контрактильной системе (на нитях Ф-актина) белка тропонина, связан­ного с тропомиозином. В тропонин-тропомиозиновом комплексе ионы кальция связы­ваются именно с тропонином. При этом в молекуле тропонина происходят конформа-ционные изменения, которые, по-видимому, приводят к сдвигу всего тропонин-тро-помиозинового стержня и деблокировке активных центров актина, способных взаимо­действовать с миозином с образованием сократительного комплекса и активной М§^{2 +} -АТФазы.

В продвижении актиновых нитей вдоль миозиновых, по данным Э. Хаксли, важную роль играют временно замыкающиеся между нитями поперечные мостики, которые являются «головками» миозиновых молекул.

Как видно на рис. 19.7, когда мышца находится в состоянии покоя, головки миозина содержат АТФ (рис. 19.7, а). После поступления в мышцу нервного импульса по саркоплазматической сети проходит волна возбуждения; ионы Са^{2 +} освобождаются и в это время срабатывает мостиковый механизм, миозиновая головка присоединяется к соответствующему центру активной нити (нити Ф-актина) под углом 90° (рис. 19.7,6). Это происходит за счет энергии АТФ. Затем наступает спонтанный поворот головки (рис. 19.7, в) на 45°, развивается натяжение и происходит продвижение актиновой нити на один элементарный шаг (~ 11 нм).

Далее в результате присоединения новой порции АТФ к поперечному мостику наблюдается диссоциация актомиозина на миозин и актин (рис. 19.7, г), т. е. разъеди-

нение миозиновых и актиновых нитей, и одновременно начинается новый акт зарядки (фосфорилирования) свободного миозина путем взаимодействия его с АТФ в при­сутствии ионов Mg²⁺ (см. рис. 19.7, а). По-видимому, чем большее число мостиков прикреплено в данный момент к актиновым нитям, тем больше сила мышечного сокращения.

Наконец, если возбуждение прекращается, содержание ионов кальция в сарко­плазме снижается (кальциевая помпа), то циклы прикрепление — освобождение прекра­щаются, т. е. головки миозиновых нитей перестают прикрепляться к актиновым нитям. При этом в присутствии АТФ мышца расслабляется и ее длина достигает исходной. Если же прекращается поступление АТФ (аноксия, отравление дыхательными ядами или смерть), то мышца переходит в состояние окоченения. Почти все поперечные мостики толстых (миозиновых) нитей присоединены при этом к тонким актиновым нитям, следствием чего и является полная неподвижность мышцы.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В МЫШЦАХ ПРИ ПАТОЛОГИИ

Общим для большинства заболеваний мышц (прогрессирующие мышечные дистрофии, атрофия мышц в результате их денервации, тенотомия, полимиозит, некоторые авитаминозы и т. д.) является резкое снижение в мышцах содержания миофибриллярных белков, возрастание концентрации белков стромы и некоторых саркоплазматических белков, в том числе миоальбумина. Наряду с изменениями фрак­ционного состава мышечных белков при поражениях мышц наблюдается снижение концентрации АТФ и креатинфосфата. Например, через 12 дней после денервации содержание АТФ в денервированной икроножной мышце кролика снижается более чем в 2 раза. Отмечается также снижение АТФазной активности контрактильных белков (миозина), уменьшение количества имидазолсодержащих дипептидов.

При прогрессирующих мышечных дистрофиях и других заболеваниях, связанных с распадом мышечной ткани, часто отмечаются сдвиги в фосфолипидном составе мышц: значительно снижается содержание фосфатидилхолина и фосфатидилэтанола-мина, концентрация же сфингомиелина и лизофосфатидилхолина повышается. До сих пор истинные механизмы изменения фосфолипидного состава мышечной ткани

при патологии не выяснены, неизвестна также роль этих сдвигов в патогенезе мышечных дистрофий.

Для многих форм патологии мышечной ткани характерно нарушение метабо­лизма креатина и его усиленное выделение с мочой (креатинурия). Несмотря на много­численные исследования и обилие фактического материала, вопрос о причинах креатинурии при заболеваниях мышц не может еще считаться окончательно решенным.

Принято считать, что креатинурия у больных миопатией является результатом нарушения в скелетной мускулатуре процессов фиксации (удержания) креатина и его фосфорилирования. Если нарушен процесс синтеза креатинфосфата, то. не образуется и креатйнин; содержание последнего в моче резко снижается. В результате креатину­рии и нарушения синтеза креатинина резко повышается креатиновый показатель (креатин/креатинин) мочи [Фердман Д. Л., 1957]. Данный механизм представлен на рис. 19.8.

При патологии мышечной ткани можно наблюдать определенную закономерность в изменениях активности ферментов в мышцах: уменьшается активность ферментов, локализованных в саркоплазме; незначительно изменяется активность ферментов, свя­занных с митохондриями; заметно возрастает активность лизосомальных ферментов. Наконец, показано, что при многих заболеваниях мышечной системы наступают сдвиги в системе цАМФ: снижается содержание цАМФ в мышечной ткани, повыша­ется активность фосфодиэстеразы и нарушается способность аденилатциклазы акти­вироваться под влиянием адреналина и фторида натрия.

Нарушение метаболизма сердечной мышцы при ишемической болезни сердца. Ишемизированный миокард характеризуется сниженным окислительным фосфорили-рованием и повышенным анаэробным обменом. Раннее увеличение гликогенолиза и гликолиза за счет имеющегося в сердечной мышце гликогена и за счет глюкозы, усиленно поглощаемой миокардом в начальной стадии ишемии, происходит в ре­зультате повышения внутриклеточной концентрации катехоламинов и цАМФ, что в свою очередь стимулирует образование активной формы фосфорилазы — фосфори-лазы а и активацию фосфофруктокиназы — ключевого фермента гликолиза. Однако даже максимально усиленный анаэробный метаболизм не способен длительно защи­щать уже поврежденный гипоксический миокард. Очень скоро запасы гликогена истощаются, гликолиз замедляется вследствие внутриклеточного ацидоза, который ингибирует фосфофруктокиназу.

Содержание АТФ и креатинфосфата в клетке резко снижается в результате нарушения окислительного фосфорилирования в митохондриях. Одно из первых проявлений этого состояния — нарушение мембранной проницаемости. Нарушение целостности мембран приводит к выходу из клетки ионов, в том числе ионов

калия, а также ферментов. Дефицит энергетических ресурсов и нарушение ионного состава, существенные изменения различных мембранных «резервуаров», обеспечи­вающих контроль за уровнем внутриклеточного кальция, обусловливают торможение функциональной активности мышечных клеток и их постепенную гибель. В этот же период выявляются изменения состава белков миокарда (резкое снижение содержания миофибриллярных белков и накопление белков стромы). Нарушение обмена углеводов, белков и липидов (свободные жирные кислоты не окисляются, а преимущественно включаются в триглицериды) при инфаркте миокарда находит отражение в жировой инфильтрации сердечной мышцы.

Размер повреждения миокарда при возникновении ишемии, падение активности ферментов в сердечной мышце и возрастание активности соответствующих ферментов в сыворотке крови (например, креатинкиназы) в значительной мере коррелируют друг с другом. Следует признать, что в диагностике инфаркта миокарда определение активности креатинкиназы, АсАТ и ЛДГ в сыворотке крови — наиболее чувстви­тельные тесты. Повышение активности указанных ферментов, особенно креатинкиназы, является постоянным и наиболее высоким. Важно также исследование в сыворотке крови изоферментных спектров креатинкиназы (повышение активности изофермента MB) и ЛДГ (увеличение активности изоферментов ЛДГ] и ЛДГ₂).

Глава 20 СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ

Соединительная ткань в общей сложности составляет примерно 50% от массы тела. Рыхлая соединительная ткань подкожной жировой клетчатки, компактная кость и зубы, сухожилия и межмышечные фасциальные прослойки, кожа и внутри-органная строма паренхиматозных органов, нейроглия и брюшина - все это соеди­нительная ткань.

Все разновидности соединительной ткани, несмотря на их морфологические различия, построены по общим, единым принципам, которые в основном заключа­ются в следующем (рис. 20.1):

а) соединительная ткань, как всякая другая ткань, содержит клетки, однако по сравнению с другими тканями их мало. В результате межклеточное вещество зани­мает больше места, чем клеточные элементы;

б) для соединительной ткани характерно наличие своеобразных волокнистых (фибриллярных) структур — коллагеновых, эластических и ретикулиновых волокон, расположенных в окружении межуточной субстанции;

в) соединительная ткань богата межклеточным веществом, которое имеет очень сложный химический состав.

МЕЖКЛЕТОЧНЫЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ МАТРИКС СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ

Коллаген

Характерным компонентом структуры соединительной ткани являются коллагено-вые волокна. Они построены в основном из своеобразного белка — коллагена. Коллаген составляет 25 — 33 % от общего количества белка организма взрослого человека или 6 % от массы тела.

Видимые в оптическом микроскопе коллагеновые волокна состоят из различимых в электронном микроскопе фибрилл. Последние в свою очередь состоят из вытя­нутых в длину, соединенных между собой конец в конец белковых молекул, названных тропоколлагеном. Тропоколлаген содержит три полипептидные цепи, кото­рые сливаются в спиралевидный триплет (рис. 20.2). Необходимо четко разграничить понятия «коллагеновые волокна» и «коллаген». Первое понятие является по существу морфологическим и не может быть сведено к биохимическим представлениям о коллагене как белке. Коллагеновое волокно представляет собой гетерогенное образование и содержит, кроме белка коллагена, и другие химические компоненты. Молекула тропоколлагена — это белок коллаген. Одной из отличительных черт данного белка является то, что '/з всех его аминокислотных остатков составляет глицин, а 7з — пролин₁ 4-оксипролин и около 1 % — оксилизин (см. главу 1). "~

, •""'"Некоторые молекулярные формы коллагена содержат также З-окси-Ь-пролин, хотя и в весьма ограниченном количестве:

Каждая полипептидная цепь тропоколлагена содержит около 1000 аминокислот­ных остатков и имеет относительную молекулярную массу 120000.

Дальнейшее изучение аминокислотного состава и последовательности чередования аминокислот в полипептидных цепях тропоколлагена показало, что существуют два типа цепей: цепи otl и цепи <х2. Кроме того, имеются четыре разновидности цепи al: al (I), al (II), al (III) и al (IV). В табл. 20.1 представлены данные о струк­туре тропоколлагенов коллагеновых волокон различных тканей.

Как и все белки, коллаген синтезируется клетками из свободных аминокислот. Однако аминокислотные остатки, специфичные для молекулы коллагена,— оксипролин и оксилизин не образуются из соответствующих свободных аминокислот. Образова­ние этих аминокислотных остатков происходит после включения пролина и лизина в полипептидную цепь с участием ферментов пролингидроксилазы или лизингидрок-силазы и кофактора — аскорбиновой кислоты (см. главу 13).

Таблица 20.1. Типы коллагенов и некоторые свойства (по Уайту и др., 1981)

Тип	Ткань	Полипептидные цепи	Дополнительная характеристика
I II III IV	Кожа, кость, связки Хрящ Кровеносные сосуды, кожа плода Базальная мембрана	[al(J)]2«2 [al (II)]з [al (III)], [al (IV)]з	<10 остатков оксилизина в цепи >10 остатков оксилизина в цепи Слишком высокое содержание оксипро-лина и глицина Высокое содержание 3-оксипролина; >20 остатков оксилизина в цепи; низкое содержание аланина

Эластин

Эластин — основной белковый компонент, из которого состоят эластические во­локна. Он отличается от коллагена по химическому составу и молекулярной структуре.

Общим для эластина и коллагена является большое содержание глицина и про-лина, наличие оксипролина, хотя последнего в эластине примерно в 10 раз меньше,-чем в коллагене. Как и в коллагене, в эластине мало метионина и отсут­ствуют триптофан и цистеин.

В отличие от коллагена в эластине значительно больше валина и аланина и меньше глутаминовой кислоты и аргинина. В целом характерной особенностью первичной структуры эластина является слишком малое содержание полярных амино­кислотных остатков. При ферментативном гидролизе эластина в гидролизате обнаруживаются десмозин и изодесмозин. Эти соединения содержатся только в элас­тине. Структура их довольно необычна: четыре остатка лизина, соединяясь своими радикалами, образуют замещенное пиридиновое кольцо. Считают, что при образовании десмозина сначала три остатка лизина окисляются до соответствующих е-альдегидов, а затем происходит их соединение с четвертым остатком лизина:

I:,/

Очевидно, именно благодаря своей структуре десмозин и изодесмозин могут одно­временно входить в состав четырех пептидных цепей. По-видимому, этим можно объяснить, что эластин в отличие от других фибриллярных белков способен рас­тягиваться в двух направлениях.

В гидролизатах эластина найдена еще одна необычная «аминокислота», пик которой на хроматограммах располагается между орнитином и лизином. Оказалось,

что это — лизиннорлейцин, который обеспечивает наряду с десмозином и изодесмо-зином поперечные связи в молекуле эластина:

-Nh HN-

Дата добавления: 2014-12-27