Накопление Н+ и лактата- карнозина как компонента мышечной буферной емкости.Часть1

В течение относительно короткого высокоинтен­сивного (> 50 до 60% V02max) мышечного усилия в мышечных волокнах накапливается молочная кислота как результат анаэробного расщепления гликогена. Постепенное образование молочной кислоты давно признается возможной причиной, вызывающей мышечное утомление. Однако при рК 3,86 молочная кислота диссоциирует при внут­риклеточном pH на лактат и Н+. Как считают, уменьшение силы мышц происходит из-за нега­тивного влияния на образование связей между белками повышенной концентрации Н+. Таким образом, способность мышцы нейтрализовать избыток Н+ важна для выполнения высокоинтен­сивной силовой тренировки. Лэмб (Lamb) и со­авт. [19] исследовали эффект pH на активацию- сокращение-связывание (АСС) в волоконном препарате из скелетной мышцы жабы. Деполя- ризационные индуцированные ответы были изу­чены при различных значениях pH (7,1; 7,6; 8,0;6,6 и 6,1). При всех значениях pH первая деполя­ризация вызывала значительный ответ. Последу­ющие деполяризации становятся прогрессивно убывающими за исключением pH 7,1 (подобные ответы наблюдаются между повторяющимися де­поляризациями). Авторы сделали вывод, что при низком значении pH Са2+-АТФаза действовала слабо, и этим можно объяснить следующий, пос­ледовательно меньший ответ, индуцирующий де­поляризацию при кислом значении pH. При ще­лочном pH СР теряет гораздо больше Са2+, чем при pH 7,1, показывая, что выход Са2+ из СР обус­ловлен pH-зависимостью Са2+-активируемого открывания рианодиновых рецепторов (РиР).

В качестве защитного механизма против из­менений внутриклеточного pH в клетках имеют­ся протонные буферные системы. Внутриклеточ­ная небикарбонатная буферная способность мышцы является преобладающей и осуществля­ется с участием имидазольной группы (рис. 1), которая имеется в гистидиновых остатках белков, в свободном гистидине и в гистидин-содержащих дипептидах, таких как карнозин и ансерин.

Имидазольные группы являются сильными протонными буферными составляющими, так как они имеют значения рК, близкие к внутри­клеточному pH; таким образом, один из двух ато­мов азота имидазольного кольца может быть про- тонирован в физиологической области pH. Регу­ляторный процесс, который поддерживает внут­риклеточный pH близким к рК-значениям ими- дазольных групп, называется альфастатной ре­гуляцией. Его роль — поддержание концент­рации альфа-имидазола [в других работах отно­шения непротонированный имидазолДнепрото- нированный имидазол + протонированный ими- дазол)] относительно постоянной.

В 1953 г. Северин (Severin) и соавт. впервые описали функцию карнозина как рН-буфера в мышце. Используя изолированную мышцу ля­гушки, они продемонстрировали, что в присут­ствии карнозина мышца может аккумулировать большие количества лактата, но в отсутствие кар­нозина лактат становится причиной значительно­го закисления ткани [26]. Однако протонная бу­ферная способность карнозина и ансерина замет­но различаются у разных видов животных и ти­пов мышц (в зависимости от способности к анаэ­робной нагрузке). В мышце человека исследова­тели нашли незначительные количества карнози­на, в то время как ансерин не определяется.

Оставьте комментарий