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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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