Енергетичні потреби серця. Роль АТФ в енергозабезпеченні серця
Поразка міокарда при алкогольної інтоксикації призводить до порушення його метаболізму і розвитку недостатності серця. Енергетичні потреби серця в зв'язку з його безперервною роботою надзвичайно великі і визначаються зовнішнім навантаженням і розвитком внутрішньої напруги м'язових волокон. Лише 10% загальної потреби серця в енергії припадає на стан спокою. Для забезпечення серцевої діяльності при постійно мінливих навантаженнях потрібна чітка координація процесів утворення, акумуляції енергії і перетворення її в механічну роботу, причому всі ці процеси в свою чергу обумовлені інтенсивністю метаболізму серцевого м'яза.
Основні енергетичні потреби серця реалізуються за рахунок окисного фосфорилювання, забезпечує освіту 38 молекул аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ) з однієї молекули глюкози. Лише дві молекули АТФ утворюються при анаеробному гліколізі; 40% утворюється хімічної енергії перетворюється в енергію механічну.
Основні енергетичні процеси - цикл Кребса і окисне фосфорилювання, завдяки якому в різних ділянках дихального ланцюга утворюється макроергічні фосфат АТФ, - відбуваються в мітохондріях. Фосфорилювання субстратів триває в цитоплазмі. Серце утилізує з крові поряд з глюкозою амінокислоти, кетонові тіла і жирні кислоти, які є основними джерелами енергії. На думку С. Є. Северина (1962), 45% енергетичної потреби серця покривається лактатом і глюкозою і 55% - жирними кислотами.
Молочна і піровиноградна кислоти. кетонові тіла, по даному R. Bing (1954, 1965), J. Siegl, H. Unger і М. Gilbert (1954), L. Opie (1968), постачають серцевому м'язі відповідно 17, 18 і 5% енергії. A. Bensmeier і W. Rudolph (1961) відводять на частку жирних кислот навіть 60-80% енергетичного забезпечення серця, причому основними джерелами енергії є олеат, пальмітат і пальмітоолеат (Н. Airche і Н. Langohr, 1968).
Утворені в міокарді макроергічні фосфати складаються з АТФ і креатинфосфату (КФ). АТФ утворюється при розпаді субстрату з АДФ і неорганічного фосфору (ФН) і являє собою мононуклеотид, побудований з пуринового підстави аденіну, рибози і трьох лінійно розташованих фосфатів.
АТФ необхідний для проведення збудження в міокарді, переходу збудження на м'язові клітини, безпосередньо для процесу скорочення і синтезу білка. КФ - форма, яка акумулює АТФ або енергію, властива тільки м'язах і являє собою фосфорильовану амінокислоту.
Аденіловая система в міокарді представлена в основному трьома з'єднаннями: аденозинмонофосфорной (АМФ), аденозіндіфосфорной (АДФ) і аденозинтрифосфорної (АТФ) кислотами. При відщепленні фосфорних залишків від АТФ виділяється велика кількість вільної енергії. Встановлено, що виділення вільної енергії при реакції гідролізу АТФ в фізіологічних умовах становить 8,4 ккал на 1 моль отщепа фосфорної кислоти. Розщеплення АТФ каталізує актомиозином, що володіє властивостями аденозінтріфосфатази: актин + міозин + АТФ = актоміозін + АДФ + + ФН + М ++.
Виділяється при відщепленні фосфорних залишків енергія використовується миофибриллами для здійснення процесу скорочення.
Слід сказати, що аденіловая система є не тільки джерелом енергії, ряд її похідних входить до складу нуклеїнових кислот і ферментів. Аденілові кислоти в серці становлять 60% загальної кількості всіх нуклеотидів мітохондрій, піридиннуклеотидів - 18%, флавіннуклеотіди- 17%. Неаденіловие нуклеотиди (похідні урідіновой, гуанінових і инозиновой кислот) складають лише близько 3%.
Таким чином, важливим компонентом, що забезпечує освіту скорочувальних білків. є енергетична система, в якій основну роль відіграють мітохондрії і апарат синтезу білків. Умови метаболічного оточення включають ряд факторів; величезне значення при цьому має сталість концентрацій основних метаболітів.