АТФ (аденозинтрифосфат, аденозинтрифосфорная кислота) – основное макроэргическое соединение организма[1]. Состоит из аденина (азотистого основания), рибозы (углевод) и трех последовательно расположенных фосфатных остатков, причем второй и третий фосфатные остатки присоединяются макроэргической связью. Структура АТФ выглядит следующим образом (рис.1).
История открытия АТФ
АТФ был открыт(а) в 1929 году немецким биохимиком Карлом Ломаном (Karl Lohmann) и, независимо Сайрусом Фиске (Cyrus Fiske) и Йеллапрагада Субба Рао (Yellapragada Subba Rao) из Гарвардской медицинской школы. Однако структура АТФ была установлена только спустя несколько лет. Владимир Александрович Энгельгардт в 1935 году показал, что для сокращения мышц необходимо присутствие АТФ. В 1939 году В. А. Энгельгардт совместно со своей женой М. Н. Любимовой предъявили доказательства, что миозин проявляет ферментную активность при этом расщепляется АТФ и высвобождается энергия. Фриц Альберт Липманн (Fritz Albert Lipmann) в 1941 году показал, что АТФ является основным переносчиком энергии в клетке. Ему принадлежит фраза «богатые энергией фосфатные связи». В 1948 году Александр Тодд (Alexander Todd) (Великобритания) синтезировал АТФ. В 1997 году Пол Д. Бойер (Paul D. Boyer) и Джон Э. Уокер (John E. Walker) получили Нобелевскую премию по химии за разъяснение ферментативного механизма, лежащего в основе синтеза АТФ.
Количество АТФ в тканях организма человека относительно невелико, поскольку он (она) в тканях не запасается. В мышечных волокнах содержится 5 ммоль на кг сырой ткани или 25 ммоль на кг сухой мышечной ткани.
Гидролиз АТФ
Непосредственным источником энергии при мышечной деятельности является АТФ, который (ая) находится в саркоплазме мышечных волокон. Освобождение энергии происходит в результате реакции гидролиза АТФ.
Гидролиз АТФ – реакция, протекающая в мышечных волокнах, при которой АТФ, взаимодействуя с водой распадается на АДФ и фосфорную кислоту (Н3РО4). При этом выделяется энергия. Гидролиз АТФ ускоряется ферментом АТФ-азой. Этот фермент находится на каждой миозиновой головке толстого филамента.
Реакция гидролиза АТФ имеет следующий вид:
В результате гидролиза 1 моль АТФ выделяется энергия, равная 42-50 кДж (10-12 ккал). Скорость протекания реакции гидролиза повышают ионы кальция. Следует отметить, что АДФ (аденозиндифосфат) в мышечных волокнах выполняет роль универсального акцептора (приёмника) высокоэнергетического фосфата и используется для образования АТФ.
Фосфорная кислота (Н3РО4) в саркоплазме мышечных волокон достаточно быстро диссоциирует на ионы водорода и остаток фосфорной кислоты. В настоящее время доказано, что именно реакция гидролиза АТФ приводит к ацидозу, то есть закислению мышцы, а не гликолиз АТФ, в результате которого образуется молочная кислота (или более точно — лактат).
Фермент АТФ-аза
Фермент АТФ-аза расположен на миозиновых головках, что играет существенную роль в сокращении мышечных волокон. Активность фермента АТФ-азы лежит в основе классификации мышечных волокон на медленные (I тип), промежуточные (IIA тип) и быстрые (IIB тип).
Химическая энергия, выделяемая в результате гидролиза в мышечных волокнах, расходуется на: сокращение мышечных волокон (взаимодействие белков актина и миозина) и на их расслабление (работу кальциевого и натрий-калиевого насосов). При взаимодействии с актином одна молекула миозина за одну секунду гидролизует 10 молекул АТФ.
Запасы АТФ в мышечных волокнах невелики и могут обеспечить выполнение интенсивной работы в течение 1-2 с. Дальнейшая мышечная деятельность осуществляется благодаря быстрому восстановлению (ресинтезу) АТФ, поэтому при сокращении мышечных волокон в них одновременно протекают два процесса: гидролиз АТФ, дающий необходимую энергию и ресинтез АТФ, восполняющий запасы АТФ в мышечных волокнах.
Читайте также: С чем связаны функции выполняемые определенным видом ткани
Ресинтез АТФ
Ресинтез АТФ – синтез АТФ в мышечных волокнах из различных энергетических субстратов во время физической работы. Его формула выглядит следующим образом:
Ресинтез АТФ может осуществляться двумя путями:
- без участия кислорода (анаэробный путь);
- с участием кислорода (аэробный путь).
Если в саркоплазме мышечных волокон недостаточно АТФ, то затрудняется процесс их расслабления. Возникают судороги.
Литература
- Михайлов С.С. Спортивная биохимия. – М.: Советский спорт, 2009.– 348 с.
- Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности.- Киев: Олимпийская литература, 2000.- 504 с.
[1] Макроэргические соединения – химические соединения, содержащие связи, при гидролизе которых происходит освобождение значительного количества энергии.
Повышает концентрацию атф в мозговой ткани
ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России, Москва
Дисциркуляторная энцефалопатия (ДЭ) – синдром, включающий комплекс субъективных и объективных признаков, возникающих вследствие хронической недостаточности кровоснабжения мозга, который характеризуется постепенно нарастающими изменениями симптоматики и структурными изменениями головного мозга.
Довольно часто в качестве синонимов ДЭ используют такие термины, как хроническая ишемия мозга, церебральный атеросклероз, гипертензивная энцефалопатия, сосудистая деменция и прочие.
ДЭ является не самостоятельным заболеванием, а проявлением чаще всего таких заболеваний, как артериальная гипертензия (АГ), атеросклероз или их сочетание. Сахарный диабет, сердечная недостаточность также могут вносить неблагоприятный вклад в развитие и течение ДЭ.
При ишемии/гипоксии мозга прежде всего нарушается структурно-функциональное взаимодействие между нейронами и питающими их сосудами, следствием чего является развитие дисфункции «нейроваскулярной единицы», объединяющей астроциты, нейроны, глиальные клетки, перициты, эндотелиоциты и другие клетки мелких сосудов. В основе подобных изменений лежат поражение базальной мембраны, увеличение ее проницаемости, повреждение эндотелиальных клеток и разрушение межэндотелиальных связей, активация внеклеточных металлопротеиназ. Важную роль в этих процессах играют радикалы кислорода, продуцируемые клетками сосудов и нейронами. В результате взаимодействия супероксид-аниона с оксидом азота биодоступность последнего снижается, сужается просвет сосудов, увеличивается их сопротивление, уменьшается кровоток, усиливается ишемия. Образовавшийся пероксинитрит оказывает цитотоксическое воздействие на нейроны, клетки микроокружения, эндотелиальные клетки. Это приводит к нарушению ауторегуляции мозгового кровообращения и регуляции проницаемости гематоэнцефалического барьера. Экстравазация компонентов плазмы крови в стенку сосудов, а также прилегающие области головного мозга вызывает утолщение и дезинтеграцию стенки мелких мозговых сосудов (артерий и артериол), периваскулярный отек и поражение белого вещества мозга. Микроангиопатия приводит к диффузному или многоочаговому поражению головного мозга. В результате повреждения проводящих путей в белом веществе головного мозга происходит разобщение корковых (особенно лобных) и подкорковых структур, что обусловливает нарушение двигательных и психических функций.
Таким образом, именно нарушению межклеточного взаимодействия нейроваскулярных единиц приписывают основную роль в развитии патологических изменений при ДЭ. Диагностические трудности в начале заболевания обусловлены неспецифическими жалобами и малозначимыми объективными признаками.
В дальнейшем по мере прогрессирования заболевания признаки становятся более отчетливыми и при инструментальном обследовании выявляются более грубые признаки структурного поражения головного мозга. Следует помнить, что появление даже первых жалоб и выявление нарушений координации, неравномерности сухожильных рефлексов, признаков орального автоматизма при наличии АГ и атеросклероза сосудов головного мозга могут быть ранним проявлением ДЭ, что требует проведения соответствующих терапевтических мероприятий.
Выделяют три стадии в течении ДЭ:
- I – легкую или умеренную (стадия компенсации);
- II – выраженную (стадия субкомпенсации);
- III – резко выраженную (стадия декомпенсации).
При I стадии заболевания больные могут предъявлять жалобы на головную боль, головокружение, шум в ушах, что часто встречается и у пациентов, страдающих АГ и без признаков энцефалопатии. Однако головная боль при ДЭ не имеет четкой взаимосвязи с изменением артериального давления (АД). Характерны астенические жалобы (снижение работоспособности, повышенная утомляемость, нарушения сна). Появляются легкие когнитивно-мнестические нарушения: снижение оперативной памяти, способности запоминать и выполнять некоторые действия бытового характера, не связанные с профессиональной деятельностью. Возникает раздражительность, может развиваться депрессия. При этом симптомы часто усиливаются после напряженной или длительной работы к вечеру и проходят после отдыха. Как уже упоминалось, при неврологическом обследовании могут выявляться легкие расстройства, в частности глазодвигательных рефлексов, нарушение координации, неравномерность сухожильных рефлексов, признаки орального автоматизма.
Читайте также: Сертификат соответствия негорючие ткани
Во II стадии заболевания количество и выраженность жалоб уменьшаются и неврологическая симптоматика становится отчетливо выраженной. Для этой стадии характерны нарушения двигательной активности: движения становятся маловыразительными, замедленными, нарушается их координация, появляется мелкоразмашистый тремор. Доминирующие неврологические синдромы: пирамидный, дискоординаторный, амиостатический. Нарастают когнитивные нарушения.
При III стадии объективная неврологическая симптоматика преобладает над субъективными проявлениями. Когнитивные нарушения достигают степени реальной деменции и сопровождаются аффективными и поведенческими нарушениями (грубым снижением критики, апатико-абулическим синдромом, расторможенностью, «взрывным» характером). Развиваются выраженные двигательные расстройства, нарушения ходьбы и постурального равновесия. Могут возникать падения, обмороки и генерализованные судорожные припадки. Следует отметить, что при АГ и гипертонической энцефалопатии риск развития деменции возрастает на 45% по сравнению с таковым у пациентов с АГ без ДЭ [1] и в 2 раза возрастает риск развития эпилепсии [2]. В этой стадии ДЭ пациенты теряют не только трудоспособность, но и способность к самостоятельному функционированию. Характерны те же неврологические синдромы, что и при II стадии, но их инвалидизирующее влияние существенно возрастает.
Таким образом, диагностический алгоритм для ДЭ можно представить следующим образом (рис. 1) [3].
Современные методы исследования (компьютерная или магнитно-резонансная томография) позволяют визуализировать изменения в головном мозге на разных стадиях ДЭ (табл. 1).
При проведении компьютерной томографии на I стадии может не быть явных изменений либо выявляются минимальные признаки атрофии мозга и незначительно выраженный лейкоареоз (снижение плотности белого вещества); во II стадии – мелкие очаги пониженной плотности, расширение желудочковой системы и борозд полушарий в связи с атрофическим процессом, в III стадии – множественные очаги различного размера в полушариях: постишемические кисты вследствие перенесенного лакунарного инсульта; выраженная атрофия коры больших полушарий и гиппокампа, выраженный лейкоареоз.
Поскольку развитие ДЭ не только снижает качество жизни людей, но и приводит к инвалидизирующим расстройствам, правильное лечение имеет большое не только медицинское, но и социальное значение.
Лечение при ДЭ
Основные задачи терапии могут быть сформулированы следующим образом:
- коррекция факторов риска развития ДЭ и деменции;
- предупреждение развития транзиторных ишемических атак и инсультов;
- уменьшение темпов прогрессирования ДЭ, развития и прогрессирования деменции;
- устранение или уменьшение выраженности неврологических и психических проявлений заболевания.
Главное, что на ранних стадиях заболевания можно решать поставленные задачи, переход к более тяжелым стадиям снижает эффективность проводимых мероприятий.
В первую очередь речь идет об адекватной терапии состояний – основных причин развития ДЭ: АГ, дислипидемии, сахарного диабета. Однако в отношении лечебной тактики существует много противоречивых данных и постоянно обсуждаются не только позитивные, но и, возможно, отрицательные эффекты проводимой терапии, в частности на когнитивные функции (КФ), скорость наступления деменции. В связи с чем необходимо остановиться на этом несколько подробнее.
Терапия, направленная на уменьшение проявлений атеросклероза
В настоящее время найдены неоспоримые свидетельства того, что интенсивная терапия статинами снижает риск развития макрососудистых сердечно-сосудистых осложнений (инфаркта миокарда, инсультов) как в первичной [4], так и во вторичной профилактике [5]. При этом многие из положительных эффектов связывают не только и не столько с гиполипидемическим эффектом, сколько с плейотропными эффектами статинов, в частности со снижением процессов воспаления, оксидативного стресса и др. [6]. Мета-анализ наблюдательных исследований показал, что люди, принимающие статины, страдают более низким риском развития деменции [7]. В краткосрочных клинических исследованиях не найдено влияния статинов на изменения КФ. В длительно продолжавшихся исследованиях (23 443 пациента, наблюдавшихся в среднем 3,0–24,9 года) снижение частоты случаев возникновения деменции составило 29% (отношение шансов [ОШ]=0,71, 95% доверительный интервал [ДИ] – 0,61–0,82) [8]. Это подтверждают и позже проведенные анализы [9].
Читайте также: В костном мозге преобладает жировая ткань
В то же время прием статинов не оказывает лечебного действия на пациентов с болезнью Альцгеймера [10]. Авторы этого Кокрановского обзора указывают, что отсутствуют публикации, посвященные лечению статинами сосудистой деменции.
Терапия, направленная на нормализацию АД
АГ сама по себе значимо нарушает КФ и ведет к развитию ДЭ [11]. Причем увеличение риска развития деменции связано как с уровнем АД в течение суток, так и с выраженностью ночной гипертензии, величиной пульсового давления (как большой, так и малой), вариабельностью АД, величиной его утреннего подъема. Многие исследования доказали, что антигипертензивная терапия снижает риск развития инсультов, однако оценка ее влияния на ДЭ неоднозначна. Так, в проспективном исследовании CSHA (Canadian Study of Health and Aging) [12] в течение 5 лет оценивали связь между применением антигипертензивных препаратов различных групп и КФ у людей старше 65 лет. Показано, что использование блокаторов кальциевых каналов чаще, чем прием препаратов других групп, приводило к снижению КФ (75 против 59%). ОШ значительного снижения КФ, оцененное как снижение индекса по Modified Mini-Mental State на 10 и более пунктов, составило для людей, использующих блокаторы кальциевых каналов, 2,28 (95% ДИ – 1,12–4,66) относительно β-адреноблокаторов. Однако с учетом других переменных показано, что лишь использование недигидропиридиновых блокаторов кальциевых каналов увеличивало частоту развития когнитивного дефицита у пожилых людей – ОШ=3,72 (95% ДИ – 1,22–11,36). В то же время мета-анализ 14 наблюдательных исследований (32 658 человек, принимавших антигипертензивные препараты, и 36 905 не получавших антигипертензивной терапии) показал, что прием антигипертензивных препаратов значимо снижает риск развития любого типа деменции (относительный риск [ОР]=0,87, 95% ДИ – 0,77–0,96) и сосудистой деменции (ОР=0,67, 95% ДИ – 0,52–0,87), однако не снижает риска деменции, обусловленной болезнью Альцгеймера, и степени ее выраженности [13]. С другой стороны, в систематическом обзоре, созданном Кокрановским союзом [14], объединившим данные о 12 091 пациенте с АГ в трех крупных исследованиях, не установлено значимого влияния антигипертензивной терапии на риск развития деменции. Снижение риска развития деменции составило 11% (ОР=0,89; 95%ДИ – 0,69–1,16) и не было статистически значимым, несмотря на достоверное снижение АД у лиц пожилого возраста, ранее не страдавших снижением КФ.
Полагают, что одной из причин разноречивости полученных данных в рандомизированных клинических исследованиях может быть использование различных групп антигипертензивных препаратов. Так, тиазидоподобные диуретики, несмотря на снижение АД и риска инсульта, не приводили к протективному эффекту в отношении деменции [15, 16].
В большинстве исследований получены данные, свидетельствующие о том, что блокаторы кальциевых каналов могут снижать частоту деменций у пациентов с АГ. Так, в исследовании Vascular Dementia Project of the Syst-Eur trial в группе пожилых людей с изолированной систолической АГ, получавших активную терапию нитрендипином, частота случаев деменции была ниже, чем у получавших плацебо [17] По данным Кокрановского обзора [18], нимодипин приводит к высокодостоверному (р
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом