Обнаружение продуктов энергетического обмена в мышечной ткани

Мышцы состоят из ткани, способной сокращаться. Выделяют три основных типа мышц -скелетная, сердечная и гладкая. В мышечных клетках всех трех типов большинство образуемой энергии используется для мышечного сокращения, которое осуществляется за счет скольжения молекул актина вдоль молекул миозина. Помимо этого, энергия используется для перемещения Са²⁺ из саркоплазмы в саркоплазматическую сеть после окончания мышечного сокращения. Энергия требуется и для переноса ионов натрия и калия через мембрану миоцита (мышечной клетки) для поддержания градиента концентрации.

Основное топливо в мышцах – это макроэргическое фосфатное соединение аденозинтрифосфат (АТФ). Однако запаса АТФ в мышцах хватило бы только на 1^_2 с. Креатинфосфат (КФ), который также содержит макроэргическую связь, является быстрым источником энергии для регенерации АТФ. Запасы КФ также ограничены и предоставляемой энергии хватило бы всего на 5~8 с мышечных сокращений. Основной источник энергии для мышц - это глюкоза и жирные кислоты, потребление которых зависит от веса и физического состояния организма, а также от доступности кислорода. Образование АТФ при цитозольном гликолизе, митохондриальном бета-окислении жирных кислот и в цикле трикарбоновых кислот строго регулируется и коррелирует с потребностями мышц в большем количестве АТФ. Когда потребности в энергии превышают возможность скелетной мышцы предоставить АТФ посредством цикла трикарбоновых кислот в окислительных условиях, стимулируется гликолиз и вырабатывается молочная кислота, что приводит к образованию АТФ в анаэробных условиях ^_ без кислорода.

Сердечная мышца может функционировать за счет разных источников энергии, и мало зависит от обмена глюкозы. Гладкая мышца работает более эффективно и требует меньше АТФ, чем сердечная и скелетная мышцы.

Таким образом, один из подходов при изучении энергетического обмена тканей – это исследование реакций цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), путей ввода в ЦТК окисляемых метаболитов (в первую очередь аминокислот), а также изучение скорости обновления глюкозы и гликогена.