🗊Презентация Mushak sistemasi biokimyosi

212- b GURUH TALABASI USMONOV ILHOMJON MUSHAK SISTEMASI BIOKIMYOSI

REJA: TUZILISHI QISQARISH MEXANIZMI OQSILLARI

Qisqarish mushakda parallel joylashgan, aktin va miozindan tashkil topgan 2 xil oqsil iplarining o‘zaro ta’siri natijasida yuzaga keladi. Ikkiturdagi iplar o‘rtasida ko‘ndalang ko‘prikchalarning ketma-ket hosilbo‘lishi va uzilishi hisobiga kuchlarning generatsiyasi amalga oshadi. Bu aktin filamentlarining miozin filamentlari markaziy sohasiga harakatlanishini ta’minlab beradi. Ko‘ndalang ko‘prikchalarning uzilishi va filamentlarning birlamchi holatga kelishi natijasida bo‘shashi sodir bo‘ladi.

Bunday sikl neyromushak kontaktdan mushak tolasi uzunligi bo‘yicha ikki yo‘nalishda depolyarlanish to‘lqinining tarqalishi bilan initsirlanadi; ko‘ndalang nay teshigiga to‘lqin yetishi bilan qo‘zg‘alishjarayoni ichkariga tarqaladi va sarko‘plazmatik retikulumdan Ca+2 nichiqarilishini ta’minlaydi. Sarko‘plazmatik retikulum aktinda joylashgan troponin C oqsili bilan bog‘lanadi va bu oqsilning konformatsiyasini o‘zgartiradi. Bu o‘z navbatida boshqa oqsil — tropomiozinga siljishga imkon beradi, aktin va miozin o‘rtasida ko’ndalang ko‘prikchalar hosil bo‘lishiga to‘sqinlik qiladi.

Ko‘ndalang ko‘prikchalarning hosil bo‘lishi aktin iplarini harakatga keltiradi; u miozin ta’sirida ATFning gidrolizi natijasida ajralayotgan energiya hisobiga boradi. Qo‘zg‘alish holati tugaganda sarko‘plazmatik retikulum Ca +2 -Mg +2-ATF-aza shu sistema ichkarisiga kalsiyning qayta o‘tishini ta’minlaydi. Ca +2 konsentratsiyasi past darajaga yetganda ko‘ndalang ko‘prikchalar uziladi va mushak tolasi bo‘shashadi. 3 turdagi mushaklar bir-biridan quyidagicha farq qiladi: 1) skelet mushagi; 2) yurak mushagi; 3) silliq mushak.

Ko‘ndalang targ‘il mushak substrukturasi oddiy usulda mikrosko‘pda o‘rganilgan va quyidagi sxematik tuzilishga ega:

Mushak oqsillari A.Ya. Danilevskiy birinchi marotaba mushaklardan ekstraksiya qilinuvchi oqsillarni 3 sinfga bo‘ldi: suvda eruvchi, 8-12% ammoniy xlorid eritmasi bilan ekstraksiya qilinuvchi va kislota hamda ishqorlarni suyultirilgan eritmalari bilan ajratiluvchi. Hozirgi vaqtda mushak to‘qimasi oqsillari 3 ta asosiy guruhga bo‘linadi: sarko‘plazmatik, miofibrillyar va stroma oqsillari. Barcha mushak oqsillaridan birinchisi 35%, ikkinchisi – 45%, uchinchisi 20% ni tashkil etadi. Bu oqsillar suv va turli ion kuchlanishga ega bo‘lgan tuzli eritmalarda erishi bilan bir-biridan keskin farqlanadi (115-rasm).

Miofibrillaning muhim oqsillari bo‘lib, yuqori ion kuchli tuzlarda eruvchi miozin, aktin, aktomiozin, shuningdek, boshqaruvchi oqsillar tropomiozin, troponin, alfa- va β-aktinin hisoblanadi. Miozin miofibrillalarning asosiy oqsili bo‘lib, quruq massasini 50-55%ini tashkil etadi. Miozin oqsilining umumiy strukturasi rasmda keltirilgan:

Qalinligi 2,4 nm va uzunligi 150 nm bo‘lgan tayoqchasimon bo‘lgan miozin molekulasi (m470000) molekulyar og‘irligi 215000 bo‘lgan 2 ta katta zanjir va 20000 bo‘lgan 2 ta kichik zanjirdan iborat. Miozin ATF-aza faolligiga ega bo‘lib, ATFni ADF va H3PO4 ga parchalaydi. Miozin bilan adenil kislotaning fermentativ dezaminlanishi bog‘liqdir Qalinligi 2,4 nm va uzunligi 150 nm bo‘lgan tayoqchasimon bo‘lgan miozin molekulasi (m470000) molekulyar og‘irligi 215000 bo‘lgan 2 ta katta zanjir va 20000 bo‘lgan 2 ta kichik zanjirdan iborat. Miozin ATF-aza faolligiga ega bo‘lib, ATFni ADF va H3PO4 ga parchalaydi. Miozin bilan adenil kislotaning fermentativ dezaminlanishi bog‘liqdir Og‘ir zanjirlar uzun o‘ralgan α-spiralni hosil qiladi. Har bir og‘ir zanjir oxiri yengil zanjirlar bilan globulani (molekula «boshchasini») hosil qiladi, u esa aktin bilan bog‘lanish xususiyatiga ega. Bu boshchalar molekula asosiy o‘qidan bo‘rtib turadi. Miozin boshchasida joylashgan yengil zanjirlar miozinning ATF-aza faolligini ko‘rsatishda ishtirok etadi.

Aktin miofibrillalar quruq massasining 20% ini tashkil etadi. Aktinning 2 shakli ma’lum: globulyar (G-aktin) va fibrilyar (F-aktin). G-aktin molekulasi 42000 mol og‘irlikka ega bo‘lib 374 aminokkislota qoldig‘idan iborat bo‘lgan 1 ta polipeptid zanjirdan iborat. F-aktin G-aktin polimerlanish mahsuloti bo‘lib, qo‘sh spiralli strukturaga ega (116-rasm). Mushak qisqarganda miozin F-aktin bilan birikadi va yangi oqsil kompleksi — aktomiozinni hosil qiladi. Aktomiozin ATF-aza faolligi miozin faolligidan ingibirlovchi moddalar va optimal pH muhit bilan farqlanadi. Tropomizon molekulasi α-spiraldan iborat bo‘lib, uzunligi 40 nm bo‘lgan o‘q shakliga ega, molekulyar og‘irligi 65000. Tropomiozin miofibrilla oqsillarini 4-7% ni tashkil etadi. Troponin globulyar oqsil bo‘lib, molekulyar og‘irligi 80000 dir. Skelet mushakda barcha miofibrilla oqsillarini 2 % ini tashkil etadi. Uning tarkibiga 3 subbirlik – TN-I, TN-C, TN-T kiradi. Troponin tropomiozin bilan birikib nativ tropomiozin kompleksini hosil qiladi.

Mushak qisqarish muammosi o‘z ichiga 3 aspektni oladi: 1. Energetik. 2. Morfologik (mushak tolalarini mikro va submikrostrukturasi o‘zgaradi). 3. Biofizik-kimyoviy energiya mexanik energiyaga transformatsiya qilinadi.

Sarkoplazmatik oqsillar Sarkoplazmatik oqsillarga miogen, miolglobin, globulin X va mioalbumin kiradi. Miogen– suvda va tuzli eritmalarda yaxshi eriydi. U murakkab kompleks bo‘lib, fizik-kimyoviy xususiyatlari yaqin bo‘lgan qator oqsillarni saqlaydi. Miogen kompleksi oqsillari bilan turli biokatalitik funksiyalar bog‘langan. Masalan: miogen A fruktoza-1,6-difosfatni parchalanishini katalizlovchi aldolaza, ba’zi degidrogenaza va boshqa glikoliz, to‘qima nafas olish fermentlari xususiyatiga ega. Globulin X– globulinlar xususiyatiga ega bo‘lgan sarko‘plazmatik oqsil fraksiyasi. Globulin X mushak to‘qimasi oqsil azotining 20%ini tashkil etadi. Molekulyar og‘irligi 140000-180000, izoelektrik nuqtasi pH 5,0ga teng. Mioalbumin – embrion mushagi va silliq mushaklarda ko‘p miqdorda saqlanadi. Ba’zi xususiyatlari bo‘yicha qon zardobi albuminiga o‘xshaydi. Mioglobin – xromoproteidlarga kiradi, molekulyar og‘irligi 16700. Odam mioglobulinining birlamchi strukturasi o‘rganilgan. Bitta polipeptid zanjirdan iborat bo‘lib, 153 aminokislota qoldig‘ini saqlaydi. Rentgenostruktur analiz yordamida Dj. Kendryu tomonidan mioglobinning uchlamchi strukturasi o‘rganilgan.

Mioglobin polipeptid zanjiri gem atrofida o‘ralgan, egilgan, ixcham joylashgan naychaga o‘xshaydi. Mioglobinning asosiy vazifasi mushaklarda kislorodni tashish. Mushak qancha ko‘p ish bajarsa, ularda mioglobin miqdori shuncha ko‘p, shuning uchun ular qizil rangga bo‘yalgan. Organizmga tushayotgan kislorodning 14% mioglobinda saqlanadi. Bu oqsilning kislorod bilan faol bog‘lanish qobiliyati (gemoglobinga nisbatan kislorod bilan bog‘lanishi 5 marotaba yuqori) mushak to‘qimasida kislorod zaxirasini hosil qilishga imkon beradi.

Актин иплари таркибига актин, тропомиозин ва тропонин оксиллари киради. Иплар асосини актин молекулалари ташкил этади. Актин молекуляр массаси 43000 булиб, диаметрн 5 нм атрофида келадиган шарсимон молекулалардан иборат глобуляр окрилдир; шу шаклдаги актин G-актин (глобуляр актин) деб аталади. G- актин мускулдан тащкаридаги купгина хужайраларда хам булади.

Актин нпларидаги бошка оксил — тропомнозин — молекулалари узунлиги 40 нм га борадиган таёкчалар шаклида булади. Улар F -актин спирал тасмасининг новлари якинидан, унинг узунаси буйлаб жой олади, шу билан бирга хар бир тропомиозин молекуласи еттита G-актин молекуласи билан бирикади, учлари эса 1 фпни тропомиозин молекулаларига такалиб туради (162- расмга каралсин)

МУСКУЛ КИСЦАРИШИ МЕХАНИЗМИ Мускулларнинг кискариши хар бир саркомерининг калта тортиши натижасидир. Саркомер миозин иплари орасидан актин ипларининг М- чизиц томонга караб сурилиб кириб бориши йули билан калта тортади; актин иплар бириккан Z-пластинкалар миозин ипларининг учларига жуда зич такалиб келганида калта тортиш энг куп даражага етади (163-расм). Актин ипларининг харакатланиши, уз навбатида, миофибриллалар туртта асосий оксиллари — миозин, актин, тропомиозин ва тропониннинг узаро таъсир килиши натижасидир. Саркомернинг кис^ариши АТФ гидролизи билан давом этади ва кальций ионлари томонидан идора этиб борилади

Кискариш вактида миозин ва актин иплари уртасида функцияларнинг таксимланишини куйидагича тасаввур этиш мумкин. Миозин ипларида АТФ гидролизи учун актив марказ, АТФ энергиясини механик тортиш кучига айлантириш учун мослама, актин иплари билан туташиш учун мослама ва актин иплари томонидан келадиган идора этувчи сигналларни кабул килиш учун мослама бор. Акт’ин иплари миозин иплари билан туташиш механизмига ва кискариш хамда бушашишни идора этувчи механизмларга эгадир.

Саркомер кискаришининг тажриба натижаларига хаммадан курa купрок мос келадиган модели 164-расмда курсатилган. Миозин бошчаларининг АТФаза марказлари АТФ га юкори даражада якин булиши билан ажралиб туради, шунга кура мускулда бошчаларнииг купчилигида бириккан АТФ булади. Актин ипи мономерларида Са2+ ионлари иштирокида миозин бошчаларини бириктириб олиш марказлари очилади. Бу нарса тропониннинг Са-бириктирувчи суббирлигига Са2+ келиб бирикиши натижасида руй беради (164-расм, а)

Са2+ ионлари бутун тропонин — ропомиозин — актин системасида биттадан тропонин ва тропомиозин молекуласини ва еттита G- актин молекуласини уз ичига оладиган конформацион узгаришларни келтириб чицаради: еттита актин мономерининг х;аммасида миозин бошчалари билан бирикиш марказлари очилади. Миозин бошчаси актин мономерларидан бирига (энг якиндагисига) келиб бирикади ва шу йул билан актин ва миозин иплари туташиб колади (164-расмдаги б холат)

Бошчанинг актинга келиб бирикиши АТФаза марказиии активлаштиради, АТФ гидролизланиб, АДФ билан фосфат актив марказни ташлаб чикади, бу —миозин конформациясининг узгариб цолишига олиб келади: бошча билан миозин молекуласининг думи уртасидаги а бурчакни кичрайтиришга интиладиган, яъни бошчани М-чизи^ томонига букишга интиладиган кучланиш юзага келади. Бошча актин ипига бирикиб турганлиги учун, у М-чизик томонга эгилар экан, актин ипини хам худди шу томонга суради (164-расмдаги в холат).

Энди АТФ­аза маркази янги АТФ молекуласини бириктириб олиши мумкин булади; унинг бирикиши миозин бошчасининг актинга якинлигини камайтиради, миозин дастлабки холатга цайтади ва актин билан узаро таъсирнинг янги цикли бошланади. Янги циклда уша бошчанинг узи энди актиннинг Z-пластинкага я^инрок; турган бошка мономерига келиб бирикади, чунки актин ипи бошдан охиригача сурилиб долган булади (164-расмдаги г холат).

ЮКАК МУСКУЛЛАРИ Юрак мускули бир кеча-кундузда 100 000 мартадан кура купрок кисцариб, 7200 л атрофида к;онни ^айдаб беради. Миокард тузилиши ва хоссалари жихатидан 1 ^изил скелет мускулларига ухшашдир. Юрак мускулидаги энергия алмашинувининг хусусияти унинг табиатан бутунлай деярли аэроб булишидир. Бунда энергия етказиб берадиган асосий субстратлар ёг кислоталари булиб хизмат к;илади: юрак мускули томонидан истеъмол к;илинадиган кислороднииг 70 фоизга яг^ини ёг кислоталарини оксидлашга сарфланади. Бундан таищари, глюкоза, сут кислота билан пироузум кислотадан фойдаланилади. Овк;ат ейилганидан кейин глюкозадан фойдаланиш ортиб, ёг кислоталаридан фойдаланиш камаяди; жисмоний иш вацтида юоакни энергия билан таъминлаб туришда сут кислота улуши ортиб боради.

МУСКУЛМАС КИСКАРУВЧИ ОКСИЛЛАР Актин билан миозин хамма хужайраларда булади ва уларнинг Харакатланишини — лейкоцитлар, тромбоцитлар, фибробластлар ва боища хужайраларнинг амёбасимон харакатларини, хужайралар ичида юзага чихадиган хаРакатлаРни (масалан, хромосомаларнинг бир-биридан узоцлашиб, тархалишини), эндоцитоз билан экзоцитозни, эпителиал хужайралар киприкчалари хамда микроворсинкаларининг харакатларини таъминлаб беради.

Мускул хужайраларидагига дарши уларод, боШДа хужайраларда МйозйНнинг нисбий микдори актин миддорига дараганда камрод булади; баъзи турдаги дужайраларда фадат актин бор, холос. Актив даракат дилиб турадиган дужайраларда актин (макрофаглар, тромбодитларда) цитоплазма одсилининг купчилигини ташкил этади: унинг микдори дамма одсилларга нисбатан олганда 20—30 фоизга етади; камрод даракат диладиган дужайраларда актин 1—2фоиз миддорида булади. Дамма долларда дам бу одсиллар кисдаришга лаёдатли фибрилляр структуралар досил дилади. Бу структураларнинг тузилиши, даракатни юзага чидариш ва дисдаришни идора этиш механизмлари етарлича урганилган эмас. Хужайраларнинг даракатида тубулин одсилларидан тузилган микронайчалар дам иштирок этади.

Mushaklardagi energetik almashinuvning o‘ziga xos tomonlari Mushaklarning qisqarishi va bo‘shashishi uchun energiya ATF sifatida bo‘ladi. Zaxira energiya ko‘p bo‘lmagan miqdordagi ATF va kreatinfosfat holatida bo‘ladi. Bu zaxira 10-12 soniyaga yetadi. Mushak beto‘xtov ishlaganda 40-50 soniyadan keyin glikogenning anaerob parchalanishi eng yuqori ko‘rsatkichda bo‘ladi, 60-70 soniyadan keyin ishlayotgan mushakka O2 transporti ortishi hisobiga aerob jarayonlar ustun turadi. Mushak tolasini ko‘p miqdorda o‘ragan mitoxondriyalarda aerob parchalanish natijasida ATF hosil bo‘ladi. ATFning resintezi ADFning kreatinfosfat bilan transfosforlanishi hisobiga boradi. Ushbu reaksiyalarni kreatinkinaza fermenti katalizlaydi:

Kreatinfosfat + ADF →kreatin + ATF ATFning bunday resintezlanish yo‘li juda tez va samaralidir. Kreatinfosfatning mushakdagi zaxirasi ko‘p emas, shuning uchun ATF asosan glikoliz va to‘qima nafas olish jarayonida hosil bo‘ladi. Mushak to‘qimasida kreatinfosfat faqat energiya manbai bo‘lmasdan, balki to‘qima nafas olishi va oksidlanuvchi fosforlanish davrida hosil bo‘luvchi makroergik fosfat bog‘larning transport rolini bajaradi. Yurak mitoxondriyasi matriksida sintezlangan ATF ichki membrana orqali spesifik ATF-translokaza ishtirokida ichki membrana tashqi tomonida joylashgan mitoxondrial kreatinkinaza izofermenti faol markaziga o‘tkaziladi: membranaaro bo‘shliqda magniy ionlari ishtirokida muhitda kreatin bo‘lganda uchlamchi ferment-substrat kompleksi – kreatinkinaza-ATF-Mg+2 hosil bo‘ladi, u keyin kreatinfosfat va ADFMg+2 ga parchalanadi

Kreatinuriya Mushak to‘qimasi patologiyalari uchun kreatin metabolizmining o‘zgarishi va uning siydik bilan ko‘p miqdorda chiqarilishi (kreatinuriya) xos hisoblanadi. Uning miqdori bir kecha-kunduzda 2 g ga boradi. Miopatiyasi bo‘lgan kasallarda kreatinuriya kreatinning skelet mushagida ushlanib turishi va fosforlanishining buzilishi natijasidir. Kreatinfosfat sintezi buzilgan bo‘lsa, kreatinin hosil bo‘lmaydi va uning miqdori siydikda keskin pasayadi. Kreatinuriya va kreatin sintezi buzilishi natijasida siydikning kreatin ko‘rsatkichi keratin/keratinin keskin ortadi.