Небілкові речовини м'язової тканини

Ліпіди, що входять до складу м'язових волокон, виконують функції подвійного значення. Частина їх, головним чином фосфоліпіди, є пластичним матеріалом і входить до структурних елементів м'язового волокна — міофібрилів, клітинних мембран, прошарків гранул.

До складу міофібрил входять різні гліцерофосфоліпіди, багато з яких сприяють активності низки ферментів. Особливо великим вмістом фосфоліпідів відзначається саркоплазматичний ретикулум. Гліцерофосфоліпіди містять і сарколемні мембрани. Проте загальний вміст фосфоліпідів у сарколемній мембрані значно нижчим, ніж у мітохондріях, причому якісний склад їх не відрізняється від складу субклітинних структур.

Інша частина ліпідів виконує роль резервного енергетичного матеріалу. Такі ліпіди містяться в саркоплазмі у вигляді дрібних крапельок на полюсах мітохондрій. У великій кількості ліпіди містяться в міжклітинному просторі, між пучками м'язів у сполучних прошарках.

Сумарний вміст тригліцеридів у м'язах різних тварин різко варіює. При напруженій роботі їх вміст у міжклітинному просторі зменшується до мінімуму.

З глицерофосфатидів м'язової тканини виділені холингліцерофосфоліпіди, етанолгліцерофосфоліпіди, плазмогени, сфінгомієлін та ін. Вони містять більше ненасичених жирних кислот (65-75%), ніж гліцерофосфатиди інших тканин. Усього гліцерофосфатидів у м'язах 0,2-1%, на частку зв'язаних білками припадає 20-27%. Звичайно під час роботи м'язів розпадається невелика кількість гліцерофосфатидів; помітний їхній розпад під час виснажливої роботи м'язів.

Із стероїдів у м'язовій тканині міститься вільний і зв'язаний холестерин: у гладких м'язах 0,8% до сухої речовини, в серцевих — 0,5%, у скелетних — 0,3%. Характерною особливістю холестеринбілкових комплексів, виділених із м'язів ссавців, є міцний зв'язок холестерину з білком.

Загальний вміст ліпідів у м'язовій тканині, а також їх компонентів схильний до значних коливань і залежить від стану тварини, її виду, віку, статі, умов утримування та годівлі.

Вуглеводи. В організмі тварин вуглеводи містяться у відносно невеликій кількості. У м'ясі вони зустрічаються у вільному стані, в комплексі з білками та ліпідами і як структурні елементи низки сполук. Вуглеводи м'яса представлені моносахаридами та полісахаридами.

У структурі молекули глікогену залишки глюкози поєднані a -1,4-глікозидними зв'язками, в місцях розгалуження — a -1,6- зв'язками. Його молекулярна маса 1-106. Великий ступінь розгалуженості м'язового глікогену необхідний, оскільки дії ферментів піддаються кінці молекули: чим більше вільних кінців, тим швидше може бути використана молекула глікогену або швидше синтезована під час таких періодів клітинного метаболізму, коли відбувається його регенерація.

Глікоген витрачається при м'язовій роботі та накопичується під час відпочинку. Вміст його залежить від тренованості та вгодованості тварини, а також фізіологічного стану: у м'язах стомленої та голодної тварини міститься мало глікогену.

Глікоген легко розчиняється в гарячій воді з утворенням колоїдного опалесціюючого розчину. З водним розчином йоду глікоген дає червоно-буре забарвлення. При кислотному гідролізі він розпадається до глюкози.

У свіжих м'язах забійних тварин міститься 0,3-0,9% (іноді до 2%) глікогену та 0,05% глюкози.

У м'язових волокнах виявлено певний зв'язок глікогену з міофібрилами. Спостерігається локалізація глікогену в анізотропних дисках і не виявлено в ізотропних. Крім того, глікоген рівномірно розподілений в саркоплазмі (з переважанням в навколоядерній). Можливо, що зв'язок глікогену з міозином анізотропних дисків міофібрил і міогеном саркоплазми забезпечує необхідний темп розщеплення полісахариду при його гліколітичному розпаді.

У процесі інтенсивної м'язової роботи глікоген піддається анаеробному гліколітичному розпаду з утворенням молочної кислоти.

Відразу після припинення життя тварини глікоген починає розпадатися, утворюючи проміжні продукти і кінцевий продукт — молочну кислоту. У післязабійний період перетворення глікогену м'язової тканини є першопричиною багатьох подальших біохімічних процесів.

До складу міжклітинної основної речовини сполучної тканини входять як характерна складова частина високомолекулярні вуглеводи — мукополісахариди. Ці сполуки утворюють стінки клітин, з'єднують клітини одна з одною, утворюючи біологічно активні комплекси поверхні клітин, і є тією рідкою фазою, в якій відбувається рух клітин і якою змащуються частини, що труться.

Екстрактні речовини м'язової тканини беруть участь у процесі утворення специфічного м'ясного смаку та аромату. Під час варіння м'яса у воді ці сполуки переходять у бульйон і, видозмінюючись, надають йому властиві смак і аромат. Специфічні азотисті екстрактні речовини м'язової тканини — карнозин, карнитин, ансерин і креатин — стимулюють діяльність травних залоз.

Розрізняють азотисті та безазотисті екстрактні речовини. До безазотистих відносяться вуглеводи і всі сполуки, що виникають з них у процесі метаболізму м'язової тканини. Загальний вміст їх становить 0,9-1,0%

З азотистих небілкових речовин м'язової тканини в екстракт легко переходять карнозин, ансерин, карнитин, креатин, креатинфосфат (КРФ), АТФ, які за життя тварини виконують специфічні функції в процесі обміну речовин і енергії. Інша частина азотистих екстрактних речовин — пуринові основи, вільні амінокислоти та ін. — є проміжні продукти обміну білків. Частина азотистих екстрактних речовин, наприклад сечовина, сечова кислота і амонійні солі, є кінцевими продуктами обміну білків. Загалом у свіжих м'язах міститься 0,3% небілкового азоту (1,2% з розрахунку на сухий залишок).

Після забою тварин азотисті екстрактні речовини і продукти їх перетворення беруть участь у створенні специфічного смаку та аромату м'яса.

Ансерин (метилкарнозин) — аналог карнозину. Ансерин вперше виділений з м'язової тканини гусака, у зв'язку, з чим і одержав свою назву (лат. anser — гусак), проте він часто трапляється і у м'язах тва­рин. Ансерин має ті самі функції, що й карнозин. У м'язах забійних тварин його вміст становить 90-200 мг%.

Карнитин (похідна g -аміно- b -оксимасляної кислоти). Вважають, що він є одним із джерел метильних груп. У м'язах його міститься 20-50 мг%.

Холін (аміноетиловий спирт з трьома метильними групами в атомі азоту) необхідний для утворення фосфоліпідів і ацетилхоліну — сполука, що відіграє важливу роль у процесі передачі нервового збудження або скорочення м'язів. Вільний холін викликає перистальтику кишок. Як речовині, що надходить з продуктами харчування, йому надають значення вітаміну.

Глютатіон (глютамінілцистеїлгліцин) — специфічний трипептид — сильний відновник і, як цистеїн, легко піддається окисленню. У живих тканинах глютатіон в основному знаходиться у відновленій формі і в міру необхідності переходить в окислену.

Глютатіону, очевидно, належить особлива роль у підтриманні окислювально-відновного потенціалу м'язової клітини та активації ферментів, що містять в активних центрах SH-групи. Так, у м'язах тварин за життя міститься загального глютатіону 25,8-41,5, окисленого — 0,3-5,7, відновленого — 20,1-41,25 мг%.

Креатин — за будовою є метилгуанідиноцтовою кислотою. Синтез креатину пов'язаний з перетвореннями аргініну, метіоніну та ін. Вміст креатину у м'язах різних тварин неоднаковий: у коня його міститься 0,058%, барана — 0,153, свині — 0,239, бика — 0,41%. За життя тварин вільного креатину в м'язах міститься порівняно мало, 70-80% його зв'язано з фосфорною кислотою і креатинфосфатом.

Креатинфосфат (КрФ) — багата на енергію сполука, що виконує роль резерву енергії, яка легко мобілізується. Багато креатинфосфату міститься в інтенсивно працюючих м'язах.

Органічні фосфати. Органічним (небілковим і неліпідним) фосфатам належить особлива роль в обміні енергії. Найважливіші з них є такі нуклеотиди, як АТФ (та інші моно-, ди- та три фосфати). Між різними нуклеотидами і АТФ є постійний обмін лабільними фосфатними групами.

Самостійна робота №2.

Автолітичні перетворення компонентів м’язової тканини.

Теоретичні відомості

Автолітичними називаються процеси розпаду компонентів тканин під впливом ферментів, що знаходяться в них. Автоліз (грец. autos — сам і lysis — розчинення) починається в тканинах тварини відразу ж після забою.

Після припинення життя тварини склад і властивості тканин, насамперед м'язової, істотно змінюються. Внаслідок припинення надходження кисню і призупинення процесів синтезу дезорганізується обмін речовин і енергії в тканинах. Як результат цього, зворотні прижиттєві процеси стають незворотними і протікають в одному напрямку — розпаду. Посмертні зміни м'язової тканини пов'язані з діяльністю ферментів, оскільки з припиненням життя тварини ферменти не інактивуються.

Специфічні автолітичні перетворення в м'язовій тканині протікають відповідно до особливостей метаболізму, концентрації та локалізації ферментів. У початковий період відбуваються, в основному, автолітичні перетворення, пов'язані з тими системами, які відносяться до функцій руху (скорочення-розслаблення м'язових волокон): інтенсивний розпад вуглеводів (забезпечують синтез АТФ), АТФ (постачальник енергії міофібрилам), різкі зміни скоротливого апарату. У цей же період автолізу для білків характерні конформаційні зміни, які стимулюють агрегаційні взаємодії. Надалі переважаючими стають зміни, пов'язані з гідролітичним розпадом. Залежно від складу тканини та концентрації гідролаз, ступінь деструктивних перетворень компонентів для різних видів м'язової тканини неоднаковий.

В основі автолітичних перетворень м'яса лежать зміни вуглеводної системи, системи ресинтезу АТФ і стану міофібрилярних білків, що входять до системи скорочення.

Зміни м'яса, зумовлені автолітичними процесами, трапляються в технології м'яса за найрізноманітніших способів його оброблення, наприклад, під час охолодження та зберігання охолодженого м'яса, заморожування і холодильного зберігання, розморожування, засолювання, подрібнення і т. ін. Характер і глибина автолітичних змін м'яса впливають на його якість і харчову цінність.

Запитання для самоконтролю

1. Дайте характеристику хімічному складу м'язової тканини.

2. Які властивості мають білкові речовини м'язової тканини?

3. Який розподіл білків у структурних елементах м'язової тканини?

4. Дайте характеристику властивостей білків саркоплазми.

5. Яка роль міоглобіну в утворенні забарвлення м'ясопродуктів? Опишіть будову міоглобіну, його форми.

6. Дайте характеристику властивостям білків міофібрил.

7. Опишіть будову міозину, актину та їх комплексу.

8. З яких білків побудовані ядра і саркоплазма?

9. Дайте характеристику ферментам м'язової тканини.

10. Наведіть характеристику, основні функції ліпідів м'язової тканини.

11. Наведіть характеристику, основні функції вуглеводів м'язової тканини.

12. Наведіть характеристику, основні функції екстрактних речовин м'язової тканини.

13. Наведіть характеристику, основні функції мінеральних речовин і вітамінів м'язової тканини.

14. У чому полягає механізм процесу скорочення і розслаблення м'язів?