Реферат: Биоэнергетика сердца - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Биоэнергетика сердца

Банк рефератов / Медицина и здоровье

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 27 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ЛЕКЦИЯ НА ТЕМУ: «БИОЭНЕРГЕТИКА СЕРДЦА» РАПОВЕЦ В.А., врач-кардиолог СОДЕРЖАНИЕ Общие положения Вступление Аэ робное окисление глюкозы и ЖК Митохондрии Транспорт Е Заключение Общие положения Современная кардиология немыслима без и зучения процессов на молекулярном и субмолекулярном уровнях. Только бл агодаря современным тонким методам исследования стали возможны открыт ия в области такой науки, как биоэнергетика сердца. Одна из функций, присущих всему живому, - способность к энергообеспечению за счет от тех или иных внешних энергетических ресурсов. Это и изучает биоэнергетика. Само слово вошло в обиход с легкой руки А. Сцепт – Дьерди, просл авившегося в свое время выделением первого витамина – аскорбиновой ки слоты. Так называлась небольшая кн ижка, опубл икованная А. Сцепт – Дьерди в 1956 г. В этом тр уде было множество увлекательных мыслей и ги потез, но испытание временем выдержало л ишь слово, вынесенное автором на обложку. Сначала в некоторых биологических центрах появились лаборатории, отде лы биоэнергетики (отдел МГУ был создан в 1965 г.). Затем с конца 60-х годов стали и здаваться журналы и сборники, пошли симпозиумы, конференции, курсы под э тим названи ем. И вот сегодня биоэнергетика – одно из популярных научных направлени й со своим кругом и дей, объектов и методов, сво ими лидерами и соперничающими школами; с ловом, - интернациональный организм, живущий и развивающийся по собствен ным законам. Вслед за известными успехами этой ветви биологии пр ишла мода и появилась тенденция писать слово «биоэнергетика» во всех случаях, где и дет речь об энергетическом аспекте живых существ, невзирая на степень их сложности. В э том смысле первым биоэнергетиком нужно признать Платона, размышлявшег о о судьбе пищи в организме. Что же до современных исследователей, пытающ ихся добыть точные сведения о биологических преобразователях Е , то их правильнее называ ть «молекулярными биоэнергетиками». Сейчас непосредственно о биоэнергетике сердца. Вступление Энергетический метаболизм клеток сердц а включает в себя 3 раздела: 1– й раздел: процессы аэробного окисления глюкозы и ЖК , которые приводят к образованию АТФ в митохондриях; 2– й раздел: процесс внутриклеточного транспорта Е ; 3– й раздел: реакции использования Е: а) для сокращения миофибрилл; б) перенос ионов против градиента их концентрации через клеточные мембр аны; Примечание . Эти два процесса взаимосвязаны и их рассмотрим вместе Сейчас перейдем к первому большому разде лу: образованию энергии. 1– й раздел: процессы аэробного окислен ия глюкозы и ЖК Источником биологической Е для организм а служит пища , в которой эта Е заключена в химических связях сложных соединений, главн ым образом, - в связях С-С и С-Н . Биохимические процессы, производящие Е, можно подразделить на 2 группы: 1-я группа: процессы, идущие с поглощением О2 воздуха; 2-я группа: без доступа кислорода . Биологический синтез любой химической связи требует в 3 раза больше Е, че м может образоваться при простом расщеплении подобной связи. Поэтому ор ганизм прибегает к обходному пути, чем достигает больший кпд. Аэробный путь был открыт в 30-х годах Энгельгардтом и назван окислительны м фосфорилированием, потому что на промежуточных этапах окисления осво бождающаяся Е фиксируется в пирофосфа тных связях молекул АТФ и других соединений. Эти связи Энгельгардт назва л макроэргическими – т.е., высокоэнергетическими. АТФ и ее аналоги играю т роль универсального аккумулятора Е в организме. В этом соединении Е концентрируется в удобной форме, пригодной для утилизации. Процессы, идущие с выделением Е , связаны с синтезом АТФ. Процессы с поглощением Е сопряжены с расщеплением АТФ. Таким образом, АТФ выступает связующим звеном между ними. Благодаря АТФ, 2 процесса расчленяются во времени. Это придает Е -обмену большую гибкость. Е – законсервирова на и может расходоваться в любое время и на любые нужды. АТФ не только посредник, но и депо Е . Во время раб оты ко личество АТФ уменьшается, идут реакции г ликолитического фосфорилирования: увеличиваются АДФ, АМф, фосфат неорг анический. После нагрузки уровень АТФ восстанавливается. Роль запаса Е и донора фосфатов для АТФ играет также другой макро эрг – КФ. КФ не поставляет Е для клетки, а обменивает свой фосфат с АТФ. Реакция п ротекает по уравнению: Креатин + А ТФ кфк КФ + АДФ При энергообразовании реакция идет вправо, идет запас КФ. При потреблени и Е – вл ево – увеличение АТФ. Все субклеточные структуры сердца, которые потреб ляют Е (миофи бриллы, мембраны), - содержат КФК (ММ - изофер мент), сопряженную с АТФ – азными реакцими. Аэробный путь энергетически более выгодный. Первые е го этапы совпадают с гликолизом – до стадии образования ПВК. Но в присутствии О2 ПВК не прев р ащается в МК, а вступает в цикл трикарбоновых кислот Кребса. В цикле Кребса при оки слении пирувата образуется 1 макроэргическая связь, сохраняемая в молек уле Г ТФ, который передает ее на АТФ. Такое фосф орилирование называется субстратным. Вся остальная Е , содержащаяся в субстратах цикла Кребса передаетс я без потерь на ферменты НАД и НАДФ, и фиксируется в их эфирных связях. Дальнейшее окисление этих коферментов через флавиновые ферменты и цит рохромную систему называется термина льным . Это самый выгодный уч асток дыхательной цепи, так как здесь идет больше всего реакций окислительного фос форилирования. Здесь образуется 3 молекулярных АТФ. Таким образом, Е субстрато в цикла Кребса переходит в Е АТФ. Почти все остальные субстраты имеют неуглеводную природу:- аминокислот ы, ЖК, -подвергаясь ферментативным превращениям, образуют либо метаболит ы цикла К ребса, или А – Ко – А (активированная форма уксусной кислоты). В итоге – превращение Е идет или с окислением ПВК и ли АКоА. 1 молекула ПВК дает 15 макроэргических связей. Сейчас рассмотрим, как работают митохондрии. М итохондрии Функцию выработки и сохранения Е в клетке несут митохондрии. Грин назвал митохондрии биохимическими машинами, которые трансформируют и ко нсервируют Е. Они составл яют 25 – 30% всей массы миокарда. Форма их зав исит от вида клеток. Митохондрии сердца имеют цилиндрическую форму, расп оложены между миофибриллами и в н епосредстве нной близости к ним, так как тесный контак т облегчает обмен АТФ. Это твердые тельца, окруженные гидрофильным золем и заключены в оболочк у с избирательной проницаемостью. Мембраны – две. Внешняя – гладкая. Вн утренняя образует выпячивания. Палад назвал их кристами. От наружной мем браны внутрь, к центру отходят гребни. Они разделяют митохондрии на каме ры, заполненные матриксом. В ми тохондриях кле ток миокарда, где интенсивно идет Е- обмен , число крист – наибольшее. Количе ство матрик са отражает побочные функции митохондри й. В миокарде его мало. Наружная мембрана и гребни состоят из ЛП и ФЛ. Киндэй и Шнейдер в 1948 г. нашли в митохондриях п о лный набор ферментов для цикла Кребса. Гр ин, Рихтерих в 50-х годах обнаружили ферменты для окисления Б, Ж, У до субстратов цикла Кребса. Наконец, Чейнс, Вильямс показали, что ферменты терминально го окисления (цитохромы, НАД) находятся только в митохондриях. Ферменты н аходятся в строгом порядке, одни – растворены, другие – прочно связаны со структурным белком. Побочная функция митохондрий – синтез своих структурных белков и неко торых ферментов. Цитохромы, дегидрогеназы поступают от рибосом, извне. Митохондрии в работе клетки – самое слабое звено. О ни очень чувствительны на любое воздействие, особенно, на кислородную недостаточно сть. Первичной реакцией является торможение окислительного фосфорилир ования, называемое мягким разобщением . Это включение свободного окисления. В 60-х годах Митчел создал хемиоосмотическую теорию, по которой окислител ьное фосфорилирование есть перенос е* , р*, Н* во вне ч ерез мембрану, с пособную создавать и удержив ать таким образом мембранный потенциал. Этот потенциал и регулирует распределение ионов, в том числе, и возможност ь обратного входа Н* для синтеза АТФ. С ильные н арушения движения ионов вызывает измене ние РН. При свободном же окислении потенциала нет, и весь поток Е идет по коротк ому пути, в обход фосфорилирующих реакций, без синтеза АТФ. е* быстро переноси тся с восстановителя на окислитель. Скулачев в 1962 г. показал, что свободное окисление – вынужденная мера, энергетически она не выгодна. При заболеваниях сердца митохондрии страдают сильнее. Переключение ре акций на свободное окисление уменьшает Е – снабжение. В дал еко зашедших случаях подавляется и свободное окисление. Визуально наблюдается набуха ние митохондрий, что приводит к нарушению высокой организации внутренней структуры. Нарушается расположение ферментов и проницаемость мембраны . Возникает порочный круг, так как для восстановления структуры необходи м приток Е . АТФ выходит из митохондрий и не может быт ь использована миофибриллами. Наступает необратимое разрушение мембра ны и гребней. При гипертрофии сердца ми тохонд рии вначале набухают, затем уменьшаются в размерах. Кристы исчезают. Появляются жировые включения. Функция митохондрий зависит от РН клетки. В кислой среде, когда РН ниже 6,6, - фосфорилирование тормозится, мембраны набухают. Это обратимо. В более кислой среде митохондрии сморщиваются. В щелочной среде митохондрии набухаю т. При воздействии КА митохондрии сокращают свои размеры, и буквально, заби ты кристами. Таким образом, любое патологическое состояние ведущее к на рушению обмена веществ (гипоксия, ацидоз, алкалоз, гиперметаболизм) – ве дет к обратимому, либо к необратимому повреждению митохондрий. Главными источниками Е для миокарда являются: глю коза, лактаты и свободные ЖК. В незначительной степени участвуют кетотела (< 10%). Как же меняется Е -обмен при различных экстремальных условиях? Норма льно функционирующее сердце использует для энергетических целей разли ч ные субстраты, в выборе которых сердце весьма лабильно. В условиях покоя важнейшим источником Е является глюкоза крови, (до 30 %).Утилизация глюкозы миока рдом, в основном, определяется не ее концентрацией, а содержанием инсули на. При мышечной работе потребление глюкозы уменьшается – до 10%. Организм экономит глюкозу для мозга и других органов. А при повышении концентр ации глюкозы в крови утилизация ее миокардом возрастает. Окисление жира при этом снижается. 20-30% Е обеспечивают лактаты. Миокард свободно ути лизирует из крови МК и ПВК. При мышечной работе лактаты все больше окисляются в ми окарде, и дают 70% всей Е . Лишь при пульсе 190-200 ударо в в минуту в сердце начинает преобладать анаэробный метаболизм, с выделе нием МК. Сердце окисляет также СЖК, которые при голодании и натощак становятся ос новным источником. Е . В последнее время подчеркивается роль в обмене миокарда ТГ и ЖК. В покое д оля СЖК – 40%, ТГ – 15%. Во время работы доля жиров уменьшается в 2 раза. Такую лабильность следует рассматривать как проявление адаптации миок арда к различным условиям функционирования. Тр анспорт Е В сердечных клетках Е переносится от ми тохондрий К Ф ко всем местам использования: миофибриллам и клеточным мембранам, субк леточным мемб ранам. КФ-пути внутриклеточного транспорта Е в сердечных клетках приве дены на схеме. Схема КФ-пути внутриклеточноготранспорта Е в сердечных клетках 1-2 Главны м макроэргом, выходящим из митохондрий, является КФ. В митохондриях рабо тает замкнутый цикл превращения АТФ и АДФ, связанный через КФК - митохо ндрий. 3А Сила с окращения миофибриллы и длительность ПД корр елирует не с концентрацией АТФ, а с КФ, кот орый, в свою очередь, от креатинина. Таким обр а зом, на силу сокращения влияет не только п оток Са ++ , но и концентраци я КФ. КФ через КФК ми офибриллы рефосфорилируе т АДФ для акта сокращения. 3В Локали зация КФК на мембране клеточного ядра позволяет считать, что Е - КФ использует ся в биосинтетических процессах ядра. Обеспечивая эффективный транспорт Е , КФК - реакции выполняют также регул яторную функцию, у частвуя в системе обратной связи между процессами образования и исполь зования Е . Точное выяснение природы обратной связи требует дальнейшего изучения. 3– й раздел: Реакции использования Е Для того, чтобы понять, как происходит сокращение мышцы сердца, необходимо знать строение кардиального миоцита. Клетка на поперечном срезе содержит : ядро, миофибриллы, митохондрии, Т-с истема, СПР. Основну ю массу клетки занимают миофибриллы. Их число доходит до 400-700 тысяч. Миофибриллы представ ляют длинные нити, к оторые переходят из сарко мера в саркомер. Они состоят из 2 типов нит ей. Толстые, нити миозина, находятся по середине соркомера. Ось миозина об разует легкая субъединица – L -меромиозин. H - меромиозин – главная, тяжелая субъ единица, снабжена головками, на расстоянии 400 А° , которые образу ют мостики с актином. Нити актина – тонкие, расположены между толстыми, в области Z – линии каждая соед инена с 3-4 – мя соседнего саркомера. F - актин за счет Е – АТФ может перех одить в G – А, глоб улярный А. К акт ину прикреплен тропомиозин, который не ф иксирован и может перемещаться. Он блокирует главные центры а ктина. Тропомиозин несет на себе тропонин. Тропонин имеет 3 субъединицы: - TN – C – связыв ающая Са ++ ; - TN – I – инг ибитор актина; - TN – T – при вязывает тропонин к тропомиозину. Та ким образом, тропонин – тропомиозин - в комплексе блокирует актин. Сейчас о роли Са ++ в сокращении. Главн ое депо Са ++ – это T – система, СПР и митохондрии. T – система образуется выпячиваниями сарколеммы в области Z – линии внутрь клетки. СПР состоит из сети продольных трубочек и латеральных цистерн, где и кон центрируется Са ++ для очередного залпа. В цистернах содержится мукоп олисахарид, который быстро связывает Са ++ . Таким образом, свободный Са ++ , попав в продольную сеть , движется к цистернам, где его концентрац ия меньше, а связанного – больше, это – транслокация Са ++ . Запас Са ++ создается только на 1 залп. Цистерны близко прилегают к T – систем е. Во время плато ПД увеличивается проницаемость мембраны для Са ++ , и он входит в клетку через C а – каналы. Это медленный Са ++ ток. Дальше часть Са испол ьзуется в миофибриллах для сокращения, равного 40 % всего Са . Вторая часть пос тупает в СПР, про запас. Когда деполяризация достигает T – системы, сраба тывает Na – триггер, и СПР выбрасывает весь запас Са из цистерн. Это 60 % всего Са . В соркоплазме концентрация Са увеличивается в 100 раз, с 10 -8 до 10 -5 М. Для расслабления необходимо уменьшить его концентрацию в миофибриллах . 1-й механизм: Обмен Na – C а. C а удаляется из клетки против концентрационного град иента за счет Е движения Na внутрь клетки, по концентрационному градиенту. Это Na – C а – насос . 2-й механизм: Кальциевый насос продольных трубочек СПР быстро поглощает Са ++ из миоплазмы. Сам C а активирует свое п оглощение, стимулируя АТФ – азу мембраны СПР. АТФ дает Е для транспорта Са ++ против градиента концентрации. Эти процессы начинаются еще во время систолы и пр епятствуют сильному напряжению. Время транслокации Са ++ в цистерны и определяет восстановл ение сердечной мышцы. Благодаря ему не происходит титанических сокращений. Концентрация Са ++ вблизи миофибри лл уменьшается, C а покидает тропонин – тропо – ми озиновые комплексы, так как СПР поглощает его в 3 раза более активнее, наст упает расслабление. Таким образом, во время ПД медленный ток C а в клетку предопределяет и сокращение, и включение механизма расс лабления. Быстрый ток Na в клетку вызывает в ыход Са ++ из СПР – тригге р и дает Е для удаления C а из клетки. 3-й насос – K - Na , за счет Е АТФ, удаляет Na , и возвра щает K . Нас тупает реполяризация мембраны, и клетка переходит в исходное состояние. Таким образом, необходимо говорить о едином механизме сопряжения возбу ждения с сокращением и расслаблением. Собственно мышечное сокращение происходит следующим образом. Когда Са ++ присоединяется к тропонину – С ( TNC ), в нем происх одят конформационные изменения, в результате чего тропонин - тропомиози н – комплекс сдвигается и обнажает центры актина. Головки H -меромиозина обр азуют мостики с нитью актина. Используются Е – АТФ , ионы Са ++ , Mg ++ . Свойства фермента – АТФ – азы проявляет сам H -меромиозин. Мостики образуются и вновь разрушаются. Таким образом, нити актина сколь зят между миозином к центру соркомера, каждый раз на 1 шаг - 400 А° . Мышца укорачивается, происходит систолическое сокращение. В результат е химическая Е связей АТФ переходит в мех аническую работу. Тропонин - тропомиозин – комплекс (с TN – I ) блокирует актин. Ионы Са ++ проходят через п оры мембраны, и из СПР, C а взаимодействует с TN – C , тропонин – тропомиозин поворачиваются, актин вза имодействует с миозином. C а уходит из клетки или в СПР. З аключение Таким образом, согласованное во времени протекание всех 3-х реакций – образования, транспорта и использования Е – обеспечивается эффективными механизмами их взаимной регуляции. Главный фактор, влияющ ий на Е – метаболизм - сам акт сокращения , регулируемый потоком Са ++ во время плато ПД. Особенность сердца состоит в т ом, что значительное увеличение работы и потребления О2 мало изменяют кон центрацию макроэргов в клетке (АТФ и КФ). В сердце велик метаболический об орот этих соединений, эффективная обратная связь: Синтез Е Расход Е Мы рассмотрели главные пути обмена Е в миокарде. Пока еще не все ясно. Многие во просы еще требуют изучения.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Бабушка, я вас тщательно обследовал, вы здоровы. Объясните ещё раз, на что вы жалуетесь?
- Дык задыхаюсь я.
- А когда?
- Когда автобус догнать не могу.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по медицине и здоровью "Биоэнергетика сердца", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru