Файл: Сикорский, З. Технология продуктов морского происхождения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 150
Скачиваний: 0
ченения и сокращения мышц при работе, названная моделью со осного перемещения структурных элементов миофибрилл. В ос нову модели были положены результаты изучения миофибрилл с помощью электронного микроскопа. Хансон и Хаксли объяс-. няют удлинение мышцы под влиянием внешней силы в период до наступления посмертного окоченения выдвижением тонких актиновых микрофибрилл из полосы А (рис. 15), что удлиняет по лосу Н , а также полосу /, а в результате целый саркомер. В то же время потеря мышцей способности растягиваться в стадии посмертного окоченения, по мнению создателей модели, обу словлена соединением актиновых и миозиновых микрофибрилл, находящихся в соответствующем пространственном расположе нии относительно друг друга. Остаточное удлинение, которое еще сохраняет мышца, связано с небольшой способностью ак тиновых миофибрилл удлиняться и образовывать связи с миози ном актомиозиновых микрофибрилл в полосе А . При. помощи модели Хансона и Хаксли можно объяснить две наиболее харак терные особенности мышцы в состоянии rigor mortis — умень шение способности к растяжению и незавимость ее от удлинения мяса во время наступления периода посмертного окоченения.
Типовому ходу посмертного окоченения сопутствует иногда одновременное сокращение части миофибрилл мышцы, свойст венное их сокращению в живом организме. В этом случае во время сокращения при работе тонкие изотропные актиновые микрофибриллы втягиваются между толстыми днизотропными миозиновыми микрофибриллами, что приводит к исчезновению по лосы ¥/ и укорочению саркомера.
Перемещения микрофибрилл вызывают изменение поперечной полосатости мышц, наблюдаемое через микроскоп (рис. 16).
Биохимический механизм. Ги
стологические или физические изменения мышц, очевидно, обус ловлены биохимическими процес сами, проходящими после смер ти животного. Основными биохи мическими изменениями, которые вызывают посмертное окочене ние, являются реакции, приводя щие к падению содержания аде- нозин-5-трифосфата в мышцах. Явление посмертного окоченения начали связывать с превращени ями АТФ, когда установили, что основные белки мышцы, актин и миозин, проявляют активность
Рис. 15. Схема, показывающая взаимное расположение микрофиб рилл при разной степени релакса ции и сжатии согласно модели Хаксли и Хансона:
1 |
— полоса |
/; |
2 — полоса |
А |
3 |
— линия |
Z; |
4 — полоса |
Н |
5 — актиновый |
микрофибрилл |
|||
6 |
— миозиновый |
микрофибрилл |
6*
|
2 |
J |
АТФ-азы и что АТФ вызывает фи |
|||||
Линия г |
|
' ЛинияZ |
зико-химические изменения актоми- |
|||||
120% |
уШ |
|
озина. |
|
фосфогидролазы |
|||
Ж # ; |
Активность |
|||||||
|
y /' / Z / A i . |
АТФ |
сократительных |
волоконец |
||||
100% |
|
|
сильно |
уменьшается в присутствии |
||||
|
|
больших концентраций |
субстрата, |
|||||
|
|
|
при этом эффект зависит от содер |
|||||
|
|
|
жания ионов Mg++ и Са++. В искус |
|||||
9 0 % |
|
|
ственных условиях |
(in |
vitro) |
фос- |
||
|
|
|
фогидролаза АТФ миозина активи |
|||||
|
|
|
руется под влиянием ионов Li+, Na+, |
|||||
7S% |
|
|
К+, NH4+, С о++, М п++ и Са++, |
а ио |
||||
|
|
|
ны Mg-H- действуют как ингибиторы |
|||||
|
|
|
особенно в присутствии ионов Са++. |
|||||
6 0 % |
|
|
Оптимальный pH для ферментатив |
|||||
|
ш |
ной активности миозина составляет |
||||||
|
|
|||||||
|
|
6,5, а в присутствии ионов кальция |
||||||
|
|
|
||||||
Рис. 16. Схема изменений |
9,2. Ферментативная активность ак- |
|||||||
поперечной |
|
полосатости |
томиозина увеличивается под влия |
|||||
миофибриллы во время со |
нием ионов кальция и |
магния. В |
||||||
кращения: |
|
|
мышце существует еще третий фер |
|||||
1 — полоса |
/; |
2 — полоса |
||||||
мент, гидролизующий АТФ — рас |
||||||||
А: 3 — линия Z. |
|
творимая фосфогидролаза АТФ сар |
||||||
плазменных зернах — это |
коплазмы, находящаяся в сарко- |
|||||||
фермент липопротеидного |
характера, |
который подвергается активированию под воздействием ионов Mg++, имеет оптимальный pH около 6,7 и 8 и теряет активность в присутствии ионов Са++.
При добавлении АТФ к волокну актомиозина, осажденному из раствора, оно сокращается, но при условии, что актомиозин сохраняет активность фосфогидролазы. В то же время добавле ние АТФ к среде, в которой имеется волокно актомиозина, ли шенное ферментативной активности, не вызывает сокращения, но увеличивает способность волокна к удлинению. То же самое волокно при отсутствии АТФ не подвергается удлинению под действием растягивающей силы. Следовательно, процесс сокра щения мышцы связан с дефосфорилированием АТФ, а присутст вие негидролизованного АТФ в среде делает волокно актомио зина пластичным. Установлено также, что диссоциацию акто миозина на актин и миозин можно вызвать добавлением пиро фосфатов [38]. Таким образом, гистологическая основа процес са сокращения мышц и посмертного окоченения — образование связей между микрофибриллами актина и миозина — зависит от наличия АТФ в среде и активности мышечных фосфогидролаз.
Гидролиз аденозин-5-трифосфата происходит на различных стадиях посмертного окоченения с неодинаковой скоростью при участии трех упомянутых выше ферментов. Сразу же после убоя
84
животного дефосфорилирование АТФ происходит вероятно только вследствие действия растворимой фосфогидролазы сар коплазмы, тогда как гидролиз под влиянием миофибриллярных ферментов должен был бы вызвать сокращение мышц перед по смертным окоченением. В то же время на долю миофибрилляр ных гидролаз во время посмертного окоченения приходится, по данным Бендалла, менее 3% от общей активности АТФ-аз с уче том того, что в изолированных от мышц системах активность миофибриллярных ферментов в 10—20 раз выше, чем актив ность саркоплазменной фосфогидролазы.
В случае дефосфорилирования АТФ в этой стадии под влия нием миофибриллярных ферментов мыщца должна показывать значительное сокращение (как при работе), которое должно проявляться как большое укорочение мышечных волокон. По Бендаллу, эти ферменты практически не играют никакой роли в процессе посмертного окоченения.
Причиной минимальной активности миофибриллярных АТФаз является присутствие в мышцах так называемого фактора Марша — Бендалла, вызывающего расслабление и локализую щегося в саркоплазменных зернах мышечной клетки. Этот фак тор целиком ингибирует миофибриллярную фосфогидролазу, ак тивированную ионами Mg++ при окоченении, проявляющемся in vivo. Ионы Са++ ингибируют действие фактора Марша — Бен далла. По мере подкисления мышечной ткани после смерти ос вобождается часть ионов кальция, которые могут в определен ной степени ослабить активность фактора расслабления, это свидетельствует о возможном участии миофибриллярных АТФ-аз и сокращении (при работе) мышц в стадии окоченения посредством небольшого количества сократительных волоконец.
Уменьшению АТФ в среде под действием фосфогидролаз АТФ, фосфотрансферазы АТФ:АМФ и аминогидролазы АМФ противодействуют вначале синтез АТФ при трансфорилировании креатина, а затем образование трифосфата при реакциях фосфорилирующего гликолиза. После истощения резервов креатинфосфата примерно до 5 мкмоль/г процесс распада АТФ пре валирует над ресинтезом. При уровне АТФ около 2 мкмоль/г в мышцах появляются признаки посмертного окоченения. Это кри тическое содержание АТФ в начале посмертного окоченения за висит от многих факторов (pH, температура) и бывает несколь ко выше в мясе истощенных животных.
Ход окоченения в мышцах рыбы. В мышцах трески как и В мя се теплокровных животных появление признаков посмертного окоченения сопровождается обычно уменьшением содержания АТФ. Однако оказалось [40], что хотя нормальное посмертное окоченение начинается при содержании АТФ значительно мень шем, чем начальное, тем не менее в некоторых случаях количе ство АТФ возрастает в момент возникновения окоченения. Нет также определенного предела содержания нуклеотида, при ко-
85
„ ш |
|
|
|
|
|
|
|
тором |
бы |
начиналось |
|||
|
|
|
|
|
А * |
|
|
посмертное окоченение. |
|||||
: зоо.Г |
|
к |
|
—»зУ |
А |
\ |
Показано, |
что среднее |
|||||
» |
|
|
содержание |
АТФ во |
|||||||||
|
|
|
|
<5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
время посмертного око |
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
ченения уменьшается с |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
увеличением |
утомлен |
|||||
1 |
/ |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
ности |
упитанной |
трес |
|||||
Ос |
|
|
|
|
|
|
|
ки — у спокойной ры |
|||||
I |
|
|
|
|
|
|
|
бы |
содержание |
АТФ |
|||
I |
|
|
|
|
|
|
|
составляло |
|
|
2,35 |
||
|
|
|
|
|
|
|
мкмоль/г, а у утомлен |
||||||
0 |
■200 |
Ш |
ООО |
60U |
/ООО |
ной |
(усиленная работа |
||||||
Время, прошедшее с момента смерти, |
мин |
мышц в течение . 35 |
|||||||||||
Рис. 17. Изменение содержания молочной |
мин) — только |
0,82 |
|||||||||||
мкмоль/г. |
|
|
|
||||||||||
кислоты |
в мышцах |
трески [40]. Каждая |
|
Содержание АТФ в |
|||||||||
кривая иллюстрирует результаты, получен |
|
||||||||||||
ные на четырех экземплярах рыб. Темпера |
момент |
посмертного |
|||||||||||
тура хранения 273К (0° С ): |
|
|
|
окоченения |
|
зависит от |
|||||||
1 — спокойная |
треска; 2 — треска, утомлен |
упитанности |
|
рыбы. |
|||||||||
ная пятиминутным |
плаванием; |
3 — треска, |
Кроме того, чем боль |
||||||||||
утомленная 11-минутным плаванием; 4 —тре |
ше |
времени |
проходит |
||||||||||
ска, утомленная 33-минутным |
плаванием. |
от момента |
засыпания |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рыбы |
до |
|
появления |
признаков окоченения, тем меньше содержание АТФ в мышцах к началу процесса окоченения. В то же время содержание мо лочной кислоты к началу посмертного окоченения является ве личиной почти постоянной, не зависящей от степени утомленно сти животного, а определяемой количеством молочной кислоты, содержащимся в мышцах сразу после убоя рыбы (рис. 17). По данным Джоунза, в то время как содержание АТФ в начале по смертного окоченения у одной рыбы могло быть в 20 раз боль-
/г о |
4 |
|
сэ |
> п о |
|
V |
1 * > |
|
|
|
|
|
|
ю о |
|
|
7 |
|
||
|
|
90 |
|
' |
У s |
|
|
|
|
'5S |
ь |
t / |
L - |
/ |
77 |
|
|
|
80 |
|
||||||
5Г$ |
70 |
;1\\ |
V,' /, |
|
|
|
|
|
Ч |
* |
V |
|
Л 77 |
|
|
||
I |
I |
60 |
*> *■«* _ |
|
|
|||
|
|
5 0 |
|
|
|
|
||
|
|
40 |
О 5 |
/О 15 ZO 85 3035 |
40 45 50 55 6065 70 75 8085 90 ЮО |
|
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Время с момента вы лова, ч |
|
|
|
Рис. 18. Изменение консистенции рыбы, оставленной после вылова |
на палу |
|||||||
бе [1]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 — треска; 2 — морской окунь; 3 — мерланг; 4 — морская |
камбала; |
5 — ер |
||||||
шоватка. |
|
|
|
|
|
|
|
|
86
ше, чем у другой, то коли |
! 12 |
|
|
|
|
|
||||||
чество |
молочной |
кисло |
а |
|
|
|
|
|
|
|||
ты — только в 3 раза. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Представленные выше |
! 1Q/L5 |
|
|
|
|
|||||||
выводы последних иссле |
|
| |
\ |
|
|
|
|
|||||
дований |
свидетельствуют |
|
>\ |
|
|
|
|
|||||
М1 |
|
|
|
|
||||||||
о том, что посмертное око |
1 |
8 |
\ ° |
О |
|
|
|
|||||
ченение в мышцах рыбы |
! |
|
|
|
|
|
|
|||||
зависит |
не |
только |
от |
|
|
|
|
|
|
|||
уменьшения содержания |
| |
# |
|
1 |
|
|
|
|||||
АТФ. |
Образующаяся мо |
|
а ^ |
|
|
|
||||||
лочная кислота, по-види |
1 |
‘ |
|
ЪА |
|
|
|
|||||
мому, оказывает регули |
|
О |
|
|
Л |
|||||||
рующее действие посред |
|. |
|
|
|
|
|||||||
ством влияния на pH сре |
2 |
|
Д |
|
|
А |
||||||
ды, |
которое |
ограничено |
§ |
|
д |
|
|
д |
||||
буферной |
емкостью |
1 |
|
|
|
|
|
|||||
мышц, |
а также |
продол |
1 |
о |
|
W |
го |
зо |
йо |
|||
жительностью |
биохими |
|
|
|||||||||
ческих |
реакций. |
Кроме |
|
Продолжительность утомления, |
мин |
|||||||
того, некоторые явления, |
Рис. 19. Время начала наступления по |
|||||||||||
наблюдающиеся |
при |
на |
смертного окоченения как функция от |
|||||||||
ступлении у |
рыбы фазы |
продолжительности |
утомления |
хорошо |
||||||||
посмертного |
|
окочене |
упитанной трески [40]. |
|
|
|||||||
ния — очень |
бурное |
за |
|
|
|
|
|
|
|
твердевание под действием минимальных изменений температу ры (выше 299—300К) — указывают на то, что составные элемен ты окоченения могут быть обусловлены разными причинами
(рис. 18).
Время, по истечении которого наступает посмертное окоче нение у хорошо упитанной трески, зависит от степени ее утом ленности, при этом при крайнем истощении рыбы время на ступления посмертного окоченения является величиной посто янной (рис. 19). Обычно посмертное окоченение начинается в частях рыбы, близких к голове и постепенно захватывает хво стовые мышцы. В такой же последовательности происходит разрешение посмертного окоченения. Интенсивность окочене ния (твердость) прямо пропорциональна его продолжительно сти. У убитой рыбы окоченение наступает позже, продолжается дольше и проходит интенсивнее, чем у заснувшей при одинако вых условиях. Продолжительность посмертного окоченения и его интенсивность одинаковы у рыбы одного вида и одинаково го размера. У особей, различающихся по размеру и возрасту, обнаруживаются различия в продолжительности и интенсивно сти окоченения — у небольших рыб rigor mortis обычно про должается более длительное время. С возрастанием интенсив ности обмена веществ укорачивается период окоченения (см.
рис. 19). '
87