Разное

653341041616, 856737003834

Как проверить

• Этикетки импортера легко копируются.
• Неправильная упаковка? Некоторые бренды не поддерживают высокое качество
• Печать, по которой сложно судить.
  Орфографические ошибки на этикетках нового дизайна были сделаны различными брендами (например, Ultimate Nutrition). Подделанные продукты: фальсификаторы вскрывают пломбу и обменивают продукт внутри на некачественный.
• Переупакованные продукты: Использованные / пустые контейнеры часто заполняются продуктами низкого качества. Штрих-коды легко копируются.
• Избегайте ненадежных мелких розничных торговцев, поскольку они вынуждены покупать товары у дистрибьюторов, и иногда их происхождение остается неизвестным.
• Не покупайте тренажеры в тренажерном зале, на онлайн-рынках, а также у людей, которые продают дома.
• индийский? Если вы думаете о покупке индийского продукта, чтобы быть в большей безопасности, эти фальсификаторы даже не оставляют их, но это соотношение относительно низкое.

• Проверьте этикетку импортера на предмет голограммы и MRP, голограмма будет немного более глянцевой, чем MRP.
• Правильные счета GST с датой истечения срока действия.
• Проверьте глянцевые или тисненые части этикетки в зависимости от марки.
• Ищите надежных розничных продавцов или веб-сайты, а затем перекрестную проверку у импортера.
• Орфографические, дизайнерские и грамматические ошибки в зависимости от марки.
• Проверить смешиваемость, при обнаружении больших комков продукт поддельный.
• Перекрестно сверьте номер партии, дату изготовления и срок годности на упаковке с датой, указанной на этикетке импортера, если таковая имеется.
• Напишите письмо бренду с фотографиями, номером партии и сроком годности, и они сообщат о подлинности продукта.
• После снятия этикетки с колпачка проверьте внутреннее покрытие крышки, не повреждено ли оно или было ли повреждено.

Мы в bodyfuelindia.com считаем, что мы несем ответственность за то, чтобы наш клиент получил 100% подлинный и подлинный продукт. Удовлетворение потребностей клиентов является нашей основной целью, мы всегда готовы решать ваши вопросы и держать вас в курсе лучших предложений. Возможно, у нас не самые низкие цены, но мы заверяем вас в 100% подлинности продуктов, которые мы доставляем.Здоровье — это деньги, не рискуйте им по цене, которая слишком хороша, чтобы быть правдой для настоящего продукта. Выбирайте с умом и следите за обновлениями наших аккаунтов в социальных сетях, чтобы узнавать о предложениях и обновлениях мира фитнеса !!

Желаю вам стройного и здорового тела !!!
⛽ Happy Re — Заправка топливом ⛽

Мышцы спины располагаются в несколько слоев, поэтому их подразделяют на глубокие и поверхностные, которые, в свою очередь, также располагаются в два слоя.

По средней линии спины проходит продольная борозда спины (sulcus dorsi). Вдоль нее располагаются легко прощупываемые при пальпации остистые отростки VII шейного и всех залегающих ниже позвонков. По бокам от борозды спины заметен рельеф разгибателя позвоночника.

Рис. 101.
Поверхностные мышцы спины
1 — грудино-ключично-сосцевидная мышца;
2 — ременная мышца головы;
3 — трапециевидная мышца;
4 — дельтовидная мышца;
5 — подостная мышца плеча;
6 — подостная фасция;
7 — малая круглая мышца;
8 — большая круглая мышца;
9 — большая ромбовидная мышца;
10 — трехглавая мышца плеча;
11 — широчайшая мышца спины;
12 — грудопоясничная фасция;
13 — наружная косая мышца живота;
14 — внутренняя косая мышца живота

Поверхностные мышцы спины первого слоя

Трапециевидная мышца (m. trapezius) (рис. 90, 95, 96, 99, 100, 101, 104, 106) называется так потому, что мышцы обеих сторон вместе образуют трапецию. По отдельности каждая из этих крупных плоских мышц имеет форму треугольника, основание которого проходит вдоль позвоночного столба и находится в верхнем отделе спины и затылка. Трапециевидная мышца подразделяется на три части, каждая из которых выполняет свои функции. Верхняя часть мышцы поднимает плечевой пояс и лопатку, средняя часть пододвигает лопатку к позвоночнику, а нижняя часть смещает лопатку вниз. Мышца начинается у верхнего затылочного бугра, верхней выйной линии, выйной связки и надостистой связки грудных позвонков, а прикрепляется к плечевому отростку, акромиальной (латеральной) части ключицы и ости лопатки.

Широчайшая мышца спины (m. latissimus dorsi) (рис. 101, 102, 104, 105, 106, 111, 113), сокращаясь, приближает плечо к туловищу и смещает верхнюю конечность назад, одновременно поворачивая ее внутрь. При фиксированном положении верхней конечности мышца приближает к ней туловище, а также помогает смещать нижние ребра вверх во время дыхательных движений. Мышца располагается в нижнем отделе спины; точка начала находится на грудопоясничной фасции, заднем отделе гребня подвздошной кости и остистых отростках пяти-шести нижних грудных позвонков.

Поверхностные мышцы спины второго слоя

Ременная мышца головы (m. splenius capitis) (рис. 100, 101, 102, 105) при одностороннем сокращении поворачивает голову в свою сторону, а при двустороннем сокращении тянет голову назад. Мышца имеет продолговатую форму, начинается у остистых отростков III—VII шейных позвонков, I—III грудных позвонков и выйной связки, а прикрепляется к боковым отделам верхней выйной линии, доходя до сосцевидного отростка височной кости.

Ременная мышца шеи (m. splenius cervicis) (рис. 96, 100, 102) при двустороннем сокращении тянет шею назад, а при одностороннем вращает шейный отдел позвоночника в свою сторону. Мышца находится под ременной мышцей головы, точкой ее начала служат остистые отростки III—V грудных позвонков, а местом крепления — поперечные отростки двух-трех верхних шейных позвонков.

Мышца, поднимающая лопатку (m. levator scapulae) (рис. 96, 97, 100, 102, 105, 111), при сокращении поднимает медиальный угол лопатки, а при фиксированном положении лопатки наклоняет шейный отдел позвоночника в свою сторону и кзади. Сама мышца располагается под трапециевидной мышцей, начинается на задних бугорках поперечных отростков четырех верхних шейных позвонков и прикрепляется к медиальному краю и углу лопатки.

Малая ромбовидная мышца (m. rhomboidei minor) (рис. 102, 111) придвигает лопатку к позвоночнику, слегка смещая ее кверху. Располагаясь под трапециевидной мышцей, она начинается на двух нижних шейных позвонках и прикрепляется к позвоночному (медиальному) краю лопатки.

Большая ромбовидная мышца (m. rhomboidei major) (рис. 101, 102, 111), так же как и малая, придвигает лопатку к позвоночнику, слегка смещая ее кверху. Располагаясь под трапециевидной мышцей, она имеет точку начала на остистых отростках четырех верхних грудных позвонков, а место крепления, как и малая, — на позвоночном крае лопатки.

Верхняя задняя зубчатая мышца (m. serratus posterior superior) смещает верхние ребра назад и вверх, а также принимает участие в акте вдоха. Прикрывается ромбовидными мышцами, начинается в области нижней части выйной связки, остистых отростков двух верхних грудных позвонков и двух нижних шейных позвонков, а прикрепляется на наружной поверхности II—V ребер, сбоку от их углов.

Нижняя задняя зубчатая мышца (m. serratus posterior inferior) (рис. 102) смещает нижние ребра назад и вниз и принимает участие в акте выдоха. Мышца прикрывается широкой мышцей спины; точка ее начала располагается на поверхностных слоях грудопоясничной фасции на уровне двух верхних поясничных позвонков и двух верхних грудных позвонков, а место крепления — на наружной поверхности четырех нижних ребер.

Узнать еще:

Стабильность кора | KinesioPro

Поясничный отдел позвоночника не смог бы существовать сам по себе. Для движения, восприятия нагрузки и защиты позвоночника и нервных структур нужна стабильность, условия для которой создают мышцы и внутренние органы. Обеспечивается стабильность за счет скоординированной работы активной (мышц), пассивной (поясничного отдела позвоночника) и контролирующей (нервной системой) составляющих. Термин «стабильность кора» является предметом частых дискуссий и вокруг него существует большая путаница. Традиционно к данному термину относят активный компонент стабилизационной системы, включая глубокие (локальные) мышцы, обеспечивающие стабильность отдельных сегментов (к примеру, поперечная мышца живота и многораздельная мышца поясницы), и/или поверхностные (глобальные) мышцы (прямые мышцы живота, мышца, выпрямляющая позвоночник), которые обеспечивают движение туловища, а также помогают удерживать равновесие в более сложных условиях. Авторы предлагают самые разные упражнения на стабилизацию кора, начиная от втягивания пупка до ситапов и планок.

Тренировка глубоких мышц (придуманная физиотерапевтами) – довольно сложный навык, требующий скрупулёзной работы и множества указаний, очень строгой оценки со стороны тренера и постоянной обратной связи. Тренировка поверхностных мышц – не менее сложная задача, над которой работает целый ряд медицинских и спортивных специалистов по самым разным методикам. Альтернативой термину «стабильность кора» является «двигательный контроль», отражающий более глобальный подход к концепции стабильности поясницы. При таком подходе учитываются вопросы, связанные с работой ЦНС, афферентацией, двигательными и приспособительными реакциями.

Клиническая анатомия

Глубокие (локальные) мышцы

Глубокие мышцы начинаются от поясничных позвонков и по этой причине обеспечивают стабилизационный и укрепляющий эффект данной области.

Механизм работы глубоких мышц, а также поддержание стабильности/устойчивости – вопрос довольно противоречивый, однако можно предположить, что поперечная мышца живота вместе с диафрагмой и мышцами тазового дна (МТД) могут выступать в роли своеобразного контейнера. Совместное сокращение указанных мышц увеличивает внутрибрюшное давление и, гипотетически, увеличивает стабильность вследствие связей с пояснично-грудной фасцией. Многораздельные мышцы увеличивают ротационную стабильность сегментов поясничного отдела позвоночника в сагиттальной и горизонтальной плоскостях.  

Нормальное функционирование глубоких мышц нарушается из-за боли в спине. Существуют убедительные доказательства, что специальные тренировки на двигательный контроль и специфическую мышечную активацию эффективны при восстановлении упомянутой функции.

Поверхностные (глобальные) мышцы

Существует целый ряд крупных поверхностных мышц, которые пересекают сразу несколько разных сегментов человеческого тела, но напрямую не прикрепляются к позвоночнику. К ним относятся прямые мышцы живота, наружные косые мышцы и некоторые части мышцы, выпрямляющей позвоночник. Эти мышцы выступают в роли «натяжных тросов», контролирующих положение позвоночника. Также они работают содружественно, чтобы контролировать движения позвоночника, когда тот испытывает внешние нагрузки.

Выявление мышечной дисфункции

Глубокие мышцы

Оценка работы глубоких мышц по сути аналогична проведению лечения. В данном вопросе очень важно понимать, как в норме выполняются втягивание пупка (преднапряжение поперечной мышцы живота), изометрическая активация многораздельной мышцы, диафрагмальное дыхание и активация МТД. В дополнение к клиническим методам диагностики возможно использовать УЗИ.

Поверхностные мышцы

Существует широкий спектр тестов на выявление дисфункции поверхностных мышц в контексте стабилизации кора/двигательного контроля. К специфическим тестам относятся следующие:

1. Тест на нестабильность в положении лежа на животе.
2. Тест на удержание туловища в положении экстензии лежа на животе (параспинальный предел выносливости по Biering-Sorenson).
3. Тест на выносливость квадратной мышцы поясницы (тест на удержание бокового мостика).
4. Мост лежа на спине.
5. Тест опускания ног лежа на спине (на выносливость нижней части брюшного пресса).
6. Скручивание туловища лежа на спине.
7. Наружная ротация бедра.
8. Модифицированный тест Тренделенбурга (приседание на одной ноге с контролем во фронтальной плоскости).
9. Приседание на одной ноге в сагиттальной плоскости.
10. Приседание на одной ноге в поперечной плоскости.

Данные тесты для глубоких и поверхностных мышц следует выполнять и интерпретировать с использованием принципов клинического обоснования, хорошо понимая, что такое двигательный контроль в норме и какие у него бывают отклонения. В настоящее время получены предварительные данные для клинического правила прогнозирования, рассчитанные на людей с болью в спине. Согласно этим данным, пациенты, отвечающие следующим критериям, с большей вероятностью поддаются лечению с помощью специфических упражнений на двигательный контроль/специфической мышечной активации глубоких мышц:

• Возраст моложе 40 лет.
• Более высокая общая гибкость (возможность пациента выпрямить ногу из положения лежа на 90 градусов).
• Послеродовой период.
• Положительный тест на нестабильность в положении лежа.
• Наличие аномальных движений в позвоночнике (болезненные движения, ненормальный пояснично-тазовый ритм, необходимость держаться руками за опору).

Принципы лечения

Вот некоторые примеры упражнений для улучшения двигательного контроля поясничной области/стабильности кора.

Глубокие мышцы

При серьезных патологиях, где явно имеет место дисфункция глубоких мышц, мы рекомендуем врачам сначала сконцентрироваться на тренировке двигательного контроля, а позже переходить к общеукрепляющим упражнениям.

Поверхностные мышцы

Очень важно, чтобы врачи и спортивные специалисты, которые берутся за тренировку поверхностных мышц у своих пациентов, хорошо понимали их патоанатомические особенности, а также были способны спрогнозировать, какой эффект на это окажут физические упражнения. В идеале, все эти упражнения должны выполняться с правильным пояснично-тазовым положением при полном контроле глубоких мышц. Количество повторений и время удержания могут различаться в зависимости от целей тренировок (при условии, что упражнение выполняется с хорошим контролем).

Скручивания

Лечь спиной на пол, согнуть колени, руки скрещены на груди, ступни прижаты к полу. Оторвите от пола плечи и подтяните туловище к коленям. Избегайте полных ситапов и удостоверьтесь, что поясница не отрывается от пола.

Косые скручивания выполняются как обычные скручивания, однако плечами нужно тянуться к противоположному колену.

Планка

Лечь на пол на живот. Сохраняя туловище прямым (как будто вытянутым в одну линию), приподнимитесь на пальцах ног и локтях так, чтобы локти находились ровно под плечами. Задержитесь в этом положении столько, сколько сможете контролировать правильное положение тела. Чтобы усложнить упражнение, можно попробовать немного оторвать ногу от пола.

Мостик

Лечь спиной на пол, колени согнуть, стопы на полу. Оторвите таз от пола и направьте его вверх, упирайтесь в пол плечами и стопами. Усложнить упражнение можно, выполняя мостик на одной ноге (вторая нога выпрямлена и смотрит в потолок).

Подъем ног из положения «кошки»

Примите коленно-локтевое положение, спина прямая. Поднимите одну ногу до горизонтального уровня, повторите на другую ногу.

Супермен

Техника выполнения — как в предыдущем упражнении, однако одновременно с ногой следует поднять противоположную руку до горизонтального уровня. 

Подъемы ног

Лечь на спину, ноги прямые, руки вдоль туловища ладонями вниз. Затем поднимите одну ногу на 10 см, поясница не должна отрываться от пола, не позволяйте ей круглиться. Поменяйте ногу. Усложнить упражнение можно, поднимая сразу две ноги.

Сотня

Лечь на спину, ноги прямые, руки вдоль туловища. Затем поднимите ноги и согните их в коленях (в коленях и тазобедренных суставах угол сгибания должен составить 90 градусов). Далее оторвите руки от пола на несколько сантиметров и начните барабанить руками о землю (необходимо стукнуть руками 100 раз). Фокусируйтесь на том, чтобы ваши бедра и ноги оставались полностью неподвижными, а спина – плоской.

Разгибание ног

Лягте на пол, ноги прямые, руки вдоль туловища. Оторвите одну ногу от пола, сохраняя вторую прямой и прижатой к земле, после чего плавно опустите. Поменяйте ноги.

Также существует множество упражнений, которые выполняются с фитболом. Было доказано, что такие тренировки лучше сказываются на нейрональной активности и способности туловища удерживать баланс, нежели тренировки на полу. Вот советы и примеры упражнений от Akuthota на тренировку стабильности кора:

• Хорошенько изучите анатомию кора.
• Акцент на активное участие.
• Усложняйте тренировку глубоких мышц, как только пациент сможет выполнить 30 повторений с 8-секундной задержкой.
• Преднапряжение глубоких мышц брюшного пресса.
• Скольжение ногами по полу с преднапряжением глубоких мышц.
• Подъем ног из положения лежа на спине (с преднапряжением глубоких мышц).
• Выполнение мостика (с преднапряжением глубоких мышц).
• Преднапряжение глубоких мышц стоя.
• Горизонтальная тяга с преднапряжением глубоких мышц.
• Ходьба с преднапряжением глубоких мышц.
• Подъем рук из положения «кошки» (с преднапряжением глубоких мышц).
• Подъем ног из положения «кошки» (с преднапряжением глубоких мышц).
• Попеременный подъем противоположных ног и рук (с преднапряжением глубоких мышц).
• Упражнения на квадратную мышцу поясницы и косые мышцы живота (усложняйте, если пациент может сделать 30 повторений с задержкой 8 секунд).
• Боковая планка с согнутыми коленями.
• Боковая планка с прямыми ногами.
• Техники фасилитации при скручивании туловища, если это необходимо.
• Сокращение МТД, визуализация, пальпация, работа с наклоном таза, использование УЗИ.
• Функциональные положения тела при тренировках с активацией кора.

Заключение

Не существует одного единственного упражнения для лечения проблем с нижней частью спины и двигательным контролем/стабильностью кора. Как минимум, практикующие врачи и спортивные специалисты должны разбираться в ключевых концепциях в области двигательного контроля и следовать научно обоснованному подходу к назначению упражнений.

В настоящее время собрана убедительная доказательная база в отношении специфических упражнений на двигательный контроль, изолированную мышечную активацию, а также более глобальных и функциональных упражнений.

Источник: Physiopedia — Core stability.

Глубокие аутохтонные мышцы спины. Поверхностные мышцы спины

Поверхностные мышцы спины.

Глубокие аутохтонные мышцы спины.

Мышцы разгибатели спины: анатомия и лучшие упражнения

Спина: анатомия и функции

Выделяют следующие подгруппы спинальных мышц:

• глубокий мышечный корсет;
• поверхностные мышцы.

Внутренние мышцы играют роль связующего материала для всех позвоночных сегментов, тем самым обеспечивая физиологические изгибы позвоночника человека. Наличие адекватно выраженных лордозов и кифозов позволяет прямоходящему человеку равномерно перераспределять нагрузку и избегать механических травм.

Поверхностный слой мышц спины активно задействован при передвижениях, движениях торса, рук и таза. Также его наличие обеспечивает функциональную и механическую защиту внутренних органов, костей и связок.

Именно состояние мышц спины, то есть баланс или дисбаланс в их развитости, определяет нашу осанку, гибкость и подвижность.

От состояния мышц спины зависит общее состояние организма.

С точки зрения анатомии, спинальные мускулы делятся на 5 групп:

• позвоночная;
• лопаточная;
• подлопаточная;
• поясничная;
• крестцовая.

Исходя из расположения, мышцы классифицируют на:

1. Поверхностные – те, которые крепятся с одной стороны к остистым отросткам позвонков, а с другой к участку ребра, лопатки, таза или плечевому поясу.
2. Глубокие – короткие, парные и поперечные, они соединяют позвонки. Волокна отличаются особой прочностью

Полезные советы

В конце мы бы хотели поделиться с вами несколькими полезными рекомендациями, благодаря которым вы сможете быстрее накачать мышцы своей спины:

1. Тренируйте спину не чаще одного раза в неделю. Спина — большая мышечная группа, которая долго восстанавливается после тяжелых тренировочных сессий.
2. Проводите разминку перед каждой тренировкой. Это касается не только мышц спины, а всех мышц вообще. Проводя разминку, вы сможете подготовить свои мускулы к последующим нагрузкам и избежать травм.
3. Выполняйте не более трех-четырех упражнений за тренировку. Например, одно упражнение для широчайших, другое — для трапециевидных, и третье — для мышц-разгибателей. В каждом упражнении делайте 3-4 подхода по 6-12 повторений в каждом.
4. Делайте все упражнения технично. От правильности выполнения зависит эффективность того или иного движения, и, конечно же, ваша безопасность.

На этом можно поставить точку. Надеемся, что наша статья была вам интересна, и вы узнали немало полезной информации. Желаем успехов на тренировках!

Поверхностные мышцы спины

Эта группа мышц человека представлена двумя подслоями: верхний состоит из крупны мышц, нижний – из более мелких.

К первому слою относится трапеция и широчайшая мышца спины. Мышцы другого слоя представлены ромбовидными волокнистыми плоскостями. Они соединяют верхние позвонки с лопатками. Ниже, во втором слое, находятся не очень крупные мускулы.

Широчайшая

Широчайшая мышца спины, верхний ее отдел, расположен под трапецией, а остальная часть продолжается до поясницы. Эти мускулы больше всего работают в процессе поднимания руки или отведения.

Трапециевидная

Трапеция – одна из наиболее широких мышц. Она представляет собой плоскую мышцу, основная задача которой – движение лопаток. Они треугольной формы, а совместно мышцы схожи с перевернутой трапецией, благодаря чему так и названы.

Работает она, когда человек пожимает плечами, запрокидывает голову или работает верхним плечевым поясом.

Ромбовидные: большая и малая

Большая ромбовидная мышца крепится к 4 грудным сегментам грудного отдела и к внутреннему лопаточному углу.

Малая ромбовидная мышца сверху крепится к двум шейным позвонкам и выйной связке. Оканчивается там же, где и большая. Так как работа обеих этих мышц направлена на смещение лопаток в бок и внутрь, во многом именно они определяют осанку человека.

Зубчатые: верхняя и нижняя

Задние зубчатые мышцы составляют мускульную группу и разделены на верхние (принимают активное участие в процессе вдоха, поднимая ребра) и нижние (принимают участие в процессе выдоха, опуская ребра).

Эта мышечная группа имеет тонкую структуру, однако, иннервируются межреберными нервами. Именно их патологическое состояние приводит к межреберной невралгии.

Тяга штанги в наклоне обратным хватом

Базовое упражнение для спины. Основную нагрузку получают широчайшие, косвенно в работе участвуют бицепсы.

Техника выполнения:

1. Поставьте ноги на ширине плеч. Возьмите снаряд обратным хватом немного шире уровня плеч.
2. Выпрямив спину и выпятив грудь, поднимите штангу. Наклонитесь корпусом вперед до образования угла в 30 градусов. Таз отведите назад, ноги в коленных суставах слегка согните. Спина должна быть прогнута, а взгляд направлен вперед.
3. Делая выдох, потяните снаряд вдоль ног до нижней части живота. В верхней точке сведите лопатки вместе и сделайте секундную паузу.
4. Делая вдох, опустите штангу вниз. В нижней точке не выпрямляйте руки до конца, чтобы сохранять напряжение в мышцах.

Рекомендации:

• Не берите слишком большие веса.
• Не делайте рывков и резких движений.
• Ни в коем случае не округляйте спину во время выполнения упражнения!

Глубокие мышцы

Глубокие мышцы спины – это своеобразный каркас, благодаря которому позвоночник находится в правильном физиологическом положении. Они образуют мышечный корсет, который защищает и удерживает позвонки, а также участвует в их трофике. Благодаря этой группе мышц происходит движение головы и туловища.

Группа основных глубоких мышц спины представлена:

• ременной мышцей шеи;
• поперечно-остистой мышцей;
• крестцово-остистой мышцей;
• группой мышечных пучков.

Ременная шейная мышца

Основанием этой мышцы является отросток 7 шейного позвонка и верх 3 и 4 грудных позвонков. Крепится же она к поперечным отросткам 3-х первых позвонков шейного отдела.

Правая часть производит поворот головы в правую сторону, а левая – в левую. Движение головы осуществляется работой обеих половин.

Поперечно-остистая

Анатомия этой мышцы определяет стройность и гибкость человеческого тела. Мускул образован из коротких диагональных волокон и связывает позвонки путем заполнения места между остистыми отростками.

Полуостистая часть поперечно-остистой мышцы образует внутренний корсет вокруг всего позвонка. Таким образом осуществляется амортизирующее действие.

Мультифидус представлен межостистыми пучками вертикального направления и межпоперечными соединениями.

Вращающие пучки мышечных волокон разного размера образуют косые растяжки между соседними сегментами или же через один.

Все вместе эти мышечные образования осуществляют разгибание позвоночника, а работа одной стороны приводит к скручиванию торса в противоположном направлении.

Крестцово-остистая

Крестцово-остистая мышца спины – одна из самых сильных в теле человека. Именно ее работа позволяет нам поворачиваться корпусом или головой, сгибаться и выпрямляться.

Продольные мышцы спины

Они располагаются по обеим сторонам позвоночных сегментов на протяжении всего позвоночного столба.

Мышца, разгибающая позвоночник, разделена на три части:

1. Подвздошно-реберная мышца. Она отходит от подвздошного гребня, и по латеральному краю туловища продолжается до поперечных шейных отростков последних позвонков шеи. В зависимости от зоны расположения, выделяют подвздошно-реберную мышцу шеи и подвздошно-поясничную мышцу.
2. Длинная мышца спины.
3. Остистая мышца.

Что необходимо делать для укрепления мышц спины

Красивая спина имеет эстетическое и физиологическое значение. Красивая талия у женского пола и накачанная мужская спина всегда привлекают взгляды, поэтому огромное количество людей бросаются в качалку.

Однако нужно понимать, что прежде, чем начинать силовые тренировки, необходимо пройти обследование.

Ряд факторов могут повлиять на качество и содержание занятий.

Противопоказаниями к силовым упражнениям являются:

• спинномозговая грыжа;
• онкологические новообразования;
• острое состояние типа невралгий, миалгий и т.д.

Но это не значит, что вам никогда не иметь красивую спину. В таком случае, прежде чем начать активные упражнения на раскачивание мышц спины, нужно пройти курс лечебной физкультуры.

Комплекс упражнений для мышц спины

ЛФК для спины направлен на растягивание позвоночного столба, увеличение амплитуды движения и гибкости, улучшение силовых качеств мышц спины, достижение гармоничного и сбалансированного развития спинальных мышц.

Есть определенные отличия ЛФК от обычной тренировки:

1. Медленный темп. Все упражнения выполняются в медленном темпе для того, чтобы из-за резких движений не травмировать организм.
2. Длительность. Не стоит ожидать результата через два занятия. Проблемы спины возникают не за один месяц, а иногда годами. Чтобы устранить дефект или хотя бы минимизировать его проявление, нужен длительный реабилитационный период.
3. Регулярность. Максимально качественного и долгосрочного результата можно достичь лишь постоянными тренировками. Иногда такой комплекс нужно повторять несколько раз в день.
4. Последовательность. Не нужно сразу начинать с большой нагрузки. Количество повторений и качество тренировки должно меняться постепенно.

Упражнения для декомпрессии позвоночного столба:

1. Разные вариации виса на перекладине или шведской стенке.
2. Потягивания лежа. Возможны варианты лицом вверх или вниз.
3. Потягивание с упором на локти.

Упражнения для увеличения амплитуды движения спины:

• наклоны туловища вперед из положения стоя;
• вращения туловища;
• поочередное разведение бедер из положения стоя;
• поочередное подтягивание бедер из положения стоя;
• поочередные махи ногами с опорой на стул;
• поочередное и парное подтягивание колен к грудной клетке в положении лежа на спине.

Упражнение на увеличение силы мышц спины:

Из положения лежа на спине:

1. С раскинутыми в сторону руками одновременно поднять голову за счет напряжения шеи и потянуть на себя носки. Зафиксировать тело в таком положении на 15 секунд.
2. Положить под поясницу валик или скрученную материю. Прогнуться, держа руки за головой, и оставаться в этом положении несколько секунд.

Из положения лежа на животе:

1. Прогнутся, отрывая от земли руки и ноги. Нужно зафиксировать тело в таком положении на несколько секунд.
2. Прогиб в плечевом поясе за счет локтей. Важно, чтобы остальное тело не отрывалось от земли.

Прогиб туловища из положения стоя на четвереньках.

Тяга вертикального блока

Хорошая альтернатива подтягиваниям. Из-за возможности регулирования веса отлично подходит начинающим спортсменам, которым пока тяжело подтягиваться на турнике. Какие мышцы работают при подтягиваниях широким хватом? Если вы знаете ответ на этот вопрос, то вы автоматически знаете, какие мускулы работают во время выполнения тяги вертикального блока.

Техника выполнения:

1. Возьмитесь за гриф прямым широким хватом.
2. Сядьте перед тренажером и заведите колени за упор.
3. Делая выдох, потяните гриф к верхней части груди. Локти должны быть отведены назад.
4. Делая вдох, плавно вернитесь в изначальное положение.

Рекомендация: не делайте резких рывков и не раскачивайте корпус!

17. МЫШЦЫ ТУЛОВИЩА: СПИНЫ, ГРУДИ, ЖИВОТА. ОБЛАСТИ СПИНЫ, ГРУДИ, ЖИВОТА, БЕЛАЯ ЛИНИЯ ЖИВОТА.

Промежуточные и глубокие мышцы спины — 3D-модели, видеоуроки и примечания назад, так что надеюсь, вам следовало посмотреть это, прежде чем продолжить просмотр этого.

Но промежуточные мышцы спины — это те мышцы, которые прикрепляются к ребрам и участвуют в дыхательной функции, а глубокие мышцы спины также известны как внутренние мышцы, потому что они имеют свое эмбриологическое развитие в спине, и они мышцы иннервируются задними ветвями спинномозговых нервов и участвуют в движении позвоночника и головы.

Промежуточные мышцы

Сначала я просто расскажу о промежуточных мышцах, поэтому просто удалим внешние мышцы, о которых вы все уже должны знать. Хорошо, так что избавился от них — это были внешние мышцы, от которых я только что избавился.

Здесь у нас есть промежуточные мышцы, и есть только две мышцы, которые вам нужно знать, и это serratus posterior superior и serratus posterior inferior .Вы только посмотрите на них, это тот, и у нас есть один, нижняя зубчатая мышца сзади.

Это промежуточные мышцы спины, и, как вы можете видеть, здесь они прикреплены к ребрам и берут начало от остистых отростков, поэтому они поднимают и опускают ребра. Верхняя задняя зубчатая мышца приподнимает ребра, а задняя нижняя зубчатая мышца опускает ребра, что вполне логично. Хорошо, теперь у нас есть глубокие мышцы спины, мы перешли от внешних мышц к промежуточным мышцам, а теперь переходим к глубоким мышцам спины.

Я просто избавлюсь от этих промежуточных мышц спины, а под ними находятся внутренние мышцы.

Внутренние мышцы

Как я сказал ранее, эти мышцы иннервируются задними ветвями спинномозговых нервов, и эти мышцы простираются от таза до черепа, и они развиваются, они развиваются в спине. .

Эти мышцы участвуют в движении позвоночника, а также в движении головы и шеи.Мышцы, которые участвуют в движении головы и шеи, называются спинотрансверсальными мышцами , и у вас есть две спинотрансверсальные мышцы — splenius capitis и splenius cervicis , которые по какой-то причине не показаны. на этой модели. Но здесь splenius capitis — это большая мышца, поэтому я просто щелкну по ней, чтобы вы могли рассмотреть ее более четко.

Здесь берет начало звездочка головы, которая прикрепляется к черепу.

Опять же, пытаюсь представить, какую функцию это имеет. Если я просто наклоню его сюда, вы увидите, что если эта мышца сокращается, череп отводится назад, поэтому шея вытягивается, и это если они оба действуют вместе.

Если они действуют вместе, шея вытягивается, а голова отводится назад. Если одна мышца, если индивидуально сокращается селезенка, вы можете увидеть, что голова будет повернута в одну сторону.

Вместе splenius capitis оттягивает голову назад и вытягивает шею, а если сокращается по отдельности, голова просто поворачивается в одну сторону.

Две спинотрансверсальные мышцы — это splenius capitis, в данном случае эти две мышцы, и splenius cervicis, который по какой-то причине не показан на этой модели, но берет начало чуть ниже splenius capitis и прикрепляется к поперечному отростку. позвонка C1.

Erector Spinae

Хорошо, эти две мышцы двигают голову и шею, и теперь я собираюсь поговорить о мышцах, выпрямляющих позвоночник.

У вас есть мышцы, которые перемещают позвоночник, и у вас есть мышцы , разводящие позвоночник, и , поперечно-спинномозговые, , поэтому сначала я расскажу о мышцах, выпрямляющих позвоночник, потому что они более поверхностные. , а затем перейду к поперечно-костистым мышцам, которые лежат под мышцами, выпрямляющими позвоночник…spinae, как бы вы это ни произносили.

Мышцы, выпрямляющие позвоночник, представляют собой самую большую группу мышц, внутренних мышц спины, и они являются основными разгибателями позвоночного столба и головы. Я просто выделю эти мышцы здесь, чтобы мы могли их более четко рассмотреть. Это мышцы, выпрямляющие позвоночник, просто увеличьте его, чтобы лучше рассмотреть.

Здесь три группы мышц, у вас есть iliocostalis , который является наиболее латеральным, longissimus , а затем у вас есть spinalis , который является наиболее медиальным.

У вас есть три мышцы: подвздошно-реберная, длинная и спинная. И у всех у них есть, они прикрепляются ко всем этим различным областям позвоночника. Один из способов запомнить мышцы, выпрямляющие позвоночник, у вас есть мнемоника — «Я жажду шпината», поэтому «iliocostalis» латерально, «longissimus» в между этими двумя и наиболее медиальным «spinalis». Я очень хочу шпинат. Или вы могли бы вспомнить, как я стараюсь запоминать вещи, так что ребра, ребра — они самые латеральные, позвоночник лежит прямо на позвоночнике, так что медиальнее, а затем длиннейшая мышца лежит между ними.

Это мышцы, выпрямляющие позвоночник, они перемещают позвоночник, вытягивают позвоночник.

Transversospinales

Следующая группа мышц — это мышцы transversospinales , которые лежат под мышцами, выпрямляющими позвоночник, и поэтому их называют transversospinales, если вы посмотрите учебное пособие по индивидуальным особенностям позвонок, вы помните поперечный отросток и остистый отросток, и причина, по которой они называются transversospinales, заключается в том, что они соединяются между поперечным отростком и остистым отростком.

Итак, есть три поперечно-остистых мышцы, у вас самая поверхностная — это semispinalis , затем у вас есть multifidus , и самая глубокая поперечно-остистая мышца — это rotares .

У вас есть semispinalis, multifidus и rotares, и эти мышцы называются transversospinales, потому что они соединяются от поперечного отростка с остистым отростком .

Чтобы повторить то, что я вам показал, просто быстро прочтите это. Я показал вам промежуточные, внутренние и глубокие мышцы спины, так что промежуточные мышцы, у вас есть верхняя и нижняя зубчатая мышца, участвуют в подъеме и опускании ребер. У вас есть мышцы, которые двигают голову и шею: сплениус головы, показанный здесь, и сплениус шеи, который здесь, но по какой-то причине не на этой модели. Кроме того, у вас есть мышцы, выпрямляющие позвоночник, так что «я жажду шпината»: подвздошно-костная, длинная и спинальная мышцы.А затем перейдем к тем, у вас есть transversospinales мышцы, так что у вас есть semispinalis, multifidus, а затем у вас есть ротари под ними.

Это промежуточные и глубокие мышцы спины.

Поверхностные мышцы | ShoulderDoc

• Передние (передние) мышцы плеча:

• Большая грудная мышца обеспечивает движение и поддержку в передней части плеча.У мускула две головки; ключичная головка берет начало от середины половины ключицы, а грудинно-реберная головка — от руки и грудины (грудной кости). Эта мышца входит в латеральную губу межбубчатой ​​борозды плечевой кости. Когда две головки большой грудной мышцы действуют вместе, они сгибают, сводят и вращают руку медиально в плечевом суставе.

• Трапециевидная мышца имеет обширное происхождение, которое включает заднюю часть черепа и большую часть позвонков позвоночника.Он вставляется на ключицу, акромион и гребень лопатки. Трапециевидная мышца является мощным подъемником плеча, а также вращает лопатку для увеличения досягаемости вверх.

• Широчайшая мышца спины берет начало от остистого отростка шести нижних грудных позвонков, поясничных позвонков, крестцовых позвонков, подвздошного гребня тазовой кости и трех или четырех нижних ребер. Наконец, он вставляется в нижнюю часть межбубной канавки. Latissimus dorsi разгибает, сводит и вращает руку кнутри.Он также тянет плечо вниз и назад и удерживает нижний угол лопатки напротив грудной стенки.

• Боковые (боковые) мышцы плеча:

• Большая дельтовидная мышца обеспечивает характерный контур плеча и является самой большой и сильной мышцей плеча. Он состоит из трех частей: передней, средней и задней. Передняя часть отходит от передней границы и верхней поверхности ключицы.Средняя часть от акромиального отростка и задняя часть от нижней границы гребня ости лопатки. Эти три части соединяются и вставляются в бугристость дельтовидной кости на стержне плечевой кости. Каждая порция по-разному воздействует на организм. Передняя часть сгибает и поворачивает руку кнутри, а средняя часть отводит руку. Наконец, задняя часть расширяется и поворачивает руку в боковом направлении. Дельтовидная мышца берет на себя подъем руки, когда рука отходит от стороны.

Search ShoulderDoc.co.uk

Навигация по разделам

Последние статьи

Диагностика плеча

Это интерактивное руководство, которое поможет вам найти необходимую информацию о пациенте по поводу вашей проблемы с плечом.

медицинских иллюстраций поверхностных и глубоких мышц спины для получения лицензии — Medical Stock Images Company

Описание изображения:

Мышцы спины можно разделить на три группы — поверхностные, промежуточные и глубокие:

Поверхностный — связан с движениями плеча.

Промежуточный — связан с движениями грудной клетки.

Deep — связано с движениями истинной колонны.

Глубокие мышцы спины развиваются эмбриологически и поэтому описываются как внутренние мышцы. Поверхностные и промежуточные мышцы спины не развиваются и классифицируются как внешние мышцы.

Размеры файла изображения:

Анатомия, видимая на медицинской иллюстрации Включает:

Поверхностные мышцы:

Дельтовидная мышца трапеции.

Latissimus dorsi Infraspinatus.

Тереса мажорная и Тереса мажорная.

Наружный косой и внутренний косой.

Gluteus medius и Gluteus maximus.

Глубокие мышцы:

Splenius capitis.

Splenius cervicis.

Леватор лопатки.

Serratus posterius superior.

Rhomboideus minor и Rhomboideus minor.

Supraspinatus.

Infraspinatus.

Serratus anterior и Serratus posterior.

Iliocostalis lumborum и Iliocostalis thoracis.

Longissimus thoracis.

Spinalis thoracis.

Transversus abdominis.

Quadratus lumborum.

Изображение создано:

Эдуард Мюллер

глубоких и поверхностных волокон многораздельной мышцы поясницы…: Позвоночник

Дизайн исследования.

Было проведено поперечное исследование.

Цель.

Для определения активности глубоких и поверхностных волокон мультифидуса поясницы при произвольном движении руки.

Сводка исходных данных.

Мультифидус способствует устойчивости поясничного отдела позвоночника. Поскольку глубокая и поверхностная части мультифидуса находятся рядом с центром вращения поясничного сустава, поверхностные волокна хорошо подходят для контроля ориентации позвоночника, а глубокие волокна — для контроля межпозвонковых движений.Однако в настоящее время имеется ограниченное количество данных in vivo , подтверждающих это различие.

Методы.

Электромиографическая активность регистрировалась как в глубокой, так и в поверхностной мультифидусной мышце, поперечной мышце живота, выпрямляющей мышце позвоночника и дельтовидной мышце с использованием селективных внутримышечных электродов и поверхностных электродов во время одиночных и повторяющихся движений руки. Латентность начала электромиографии в каждой мышце во время одиночных движений и характер электромиографической активности во время повторяющихся движений сравнивали между мышцами.

Результаты.

При движениях одной рукой начало электромиографии в выпрямляющих позвоночниках и поверхностной мультифидусной мышце относительно дельтовидной мышцы зависело от направления движения, а начало в глубокой мультифидусной и поперечной мышцах живота — нет. При повторяющихся движениях руки пики в электромиографии поверхностной мультифидальной мышцы и выпрямляющего позвоночника у большинства испытуемых наблюдались только во время сгибания, тогда как пики в глубокой мультифидальной электромиографии наблюдались во время движения в обоих направлениях.

Выводы.

Глубокие и поверхностные волокна мультифидуса по-разному активны во время одиночных и повторяющихся движений рукой. Данные этого исследования подтверждают гипотезу о том, что поверхностная мультифидусная мышца способствует контролю ориентации позвоночника и что глубокая мультифидусная мышца играет роль в контроле межсегментарных движений.

Мышцы плеча, Часть 2: Задняя мускулатура

Каждый груз, который переносится, тянется или толкается руками, передает свой вес на осевой скелет, а затем на землю через скелет плеча и мускулатуру.Невозможно оторвать вес от земли без участия плечевых мышц. Вы не можете толкаться над головой без значительного увеличения плеча. Даже такая простая вещь, как сумка с продуктами, задействует мышцы плеча.

Мышцы плеча можно разделить на два слоя: пальпируемые поверхностные мышцы и непальпируемые глубокие мышцы. Они также подразделяются на передние, задние и боковые. Задние мышцы включают трапецию, поднимающую лопатку, ромбовидную мышцу, широчайшую мышцу спины, трехглавую мышцу плеча, двуглавую мышцу плеча, переднюю зубчатую мышцу и дельтовидную мышцу.Обратите внимание, что у некоторых мышц есть передний, боковой и задний аспекты.

Рисунок 1. Задние мышцы плеча: трапеция и нижележащая поднимающая лопатка, ромбовидная мышца и задний аспект дельтовидной мышцы

Трапеция — Трапеция, также называемая спинотрапезией, представляет собой большую и узнаваемую поверхностную мышцу верхней части спины. Его геометрическая форма примерно трапециевидная, отсюда и название мышцы. Он простирается вертикально от затылочной кости и затылочного бугорка до грудных позвонков.Он простирается латерально от позвоночных отростков до лопаток.

Здесь важно отметить, что позвоночник остается стабильным во время большинства движений. Это означает, что лопатки обычно перемещаются относительно их прикрепления к осевому каркасу: они перемещаются к осевому каркасу и от него, а не наоборот. Верхняя трапеция поднимает лопатки и, следовательно, плечи, позволяя плечам пожимать плечами. Средняя трапеция тянет лопатки к средней линии, вызывая втягивание.Нижняя трапеция тянет лопатки вниз, опуская плечи.

Rhomboideus — Ромбоид состоит из двух частей (большой и малой), которые, как следует из префикса ромба, имеют форму ромба. Младший меньше и превосходит мажор. Хотя ромбовидная мышца состоит из двух отдельных мышц, эти мышцы функционируют как единое целое.

Расположенная под трапециевидной мышцей, малая ромбовидная мышца прикрепляется проксимально к остистым отросткам седьмого шейного позвонка, а также первого и второго грудных позвонков.Rhomboideus major прикрепляется проксимально к остистым отросткам второго, третьего, четвертого и пятого грудных позвонков. И большая, и малая прикрепляются дистально к медиальному краю лопатки примерно на уровне лопатки, при этом большая часть прикрепляется к нижнему углу лопатки.

Сокращение ромбовидной мышцы обычно вызывает втягивание лопаток (подтягивание их ближе к средней линии тела и сжатие лопаток вместе).Большой ромбовидный элемент помогает удерживать лопатки (и, следовательно, верхнюю конечность) на грудной клетке. Он также поворачивает лопатки вниз по отношению к плечевому суставу и работает синергетически с поднимающими лопатками, поднимая медиальную границу лопаток.

Levator scapulae — Леватор лопатки — это мышца, расположенная глубоко и ниже трапециевидной мышцы. Он прикрепляется проксимально к поперечным отросткам атланта, оси и третьего и четвертого шейных позвонков. Дистально он прикрепляется к верхней медиальной границе лопатки.Когда осевой скелет и череп остаются стабильными, это несущая мышца, которая поднимает медиальную лопатку. Таким образом, он будет утомлять во время походов или переноски тяжелых грузов, как у фермеров.

Рисунок 2: Широчайшая мышца спины и трицепс плеча

Latissimus dorsi — Хотя многие люди думают о широчайшей мышце спины как об очень широкой («latissimus» означает «самый широкий» на латыни), очень большая поверхностная мышца спины, придающая верхней части тела V-образную форму, на самом деле это очень большая мышца. сильный вклад в функцию плеча.Фактически, он выполняет пять функций движения в плече, некоторые из которых важнее других: разгибание, приведение, горизонтальное отведение, сгибание из выпрямленного положения и внутреннее вращение. Мышца также способствует разгибанию и боковому сгибанию поясничных позвонков.

Широчайшая мышца спины расположена латеральнее и ниже трапеции. Он имеет несколько проксимальных прикреплений на пояснице, включая четыре нижних ребра (боковой и задний аспект), позвоночный столб от крестца до срединно-грудного уровня, очень маленькое прикрепление в нижнем углу лопатки и заднее гребень подвздошной кости.Сухожилие широчайшей мышцы спины на плечевой кости проходит под подмышечной впадиной (подмышкой) вокруг плечевой кости кпереди. Он также прикрепляется дистально вдоль двуглавой борозды между большой грудной мышцей и большой круглой мышцей.

Масса этой мышцы свидетельствует о ее преобладании над плечевой. Он может тянуть плечевую кость кзади и с большой силой вращать кость внутрь. Вместе с дельтовидной мышцей он отвечает как за грубые движения, так и за стабильность суставов во время движений плеч.

Triceps brachii — Трехглавая мышца плеча представляет собой трехглавую мышцу, каждая головка которой возникает из разных проксимальных структур и соединяется вместе по мере приближения головок к локтю. Длинная головка трехглавой мышцы плеча прикрепляется проксимально к лопатке по латеральному краю непосредственно ниже суставной ямки. Он прикрепляется дистально к локтевой кости в области локтевого отростка (точка локтя). Благодаря этому прикреплению трехглавая мышца плеча является плечевой мышцей. Длинная головка трехглавой мышцы плеча может и действительно способствует дистальной функции группы мышц по разгибанию локтя.Однако, если рука остается неподвижной, сокращение длинной головы будет тянуть лопатку вниз и в сторону. Проксимальное прикрепление длинной головки к лопатке дает ей еще одну упускаемую из виду проксимальную функцию: если лопатка остается стабильной, она способствует приведению плечевой кости. Медиальная и боковая головки не активны в плече, поскольку они прикрепляются к верхней трети плечевой кости и локтевой кости. Медиальная головка в основном лежит под длинной и короткой головками.

Рис. 3. Передняя зубчатая мышца имеет передний, латеральный и задний аспекты.

Serratus anterior — Передняя зубчатая мышца может быть охарактеризована как передняя, ​​латеральная и задняя мышца. Его можно идентифицировать по характерному зубчатому виду, с несколькими видимыми и отчетливыми сегментами, прикрепленными проксимально к верхним восьми или девяти ребрам и дистально к передней медиальной поверхности лопатки вдоль ее нижнего края. Мышца и сухожилия каждого из трех его сегментов проходят под лопаткой латеральнее к медиальной стороне.

Зубчатая мышца поворачивает нижний угол лопаток, вытягивает лопатки латерально по направлению к передней части грудной клетки, а также изометрически удерживает лопатки в непосредственной близости от задней части ребер.

Во время большинства сокращений передней зубчатой ​​мышцы ребра будут более стабильными, чем лопатки (изначально они обладают меньшим потенциалом подвижности). Таким образом, лопатки будут двигаться по линии действия, определяемой ориентацией мышечных волокон.

Исключение составляют любые упражнения или спортивные занятия, связанные с подвешиванием тела за руки и руки — например, подтягивания и лазание по канату. В подвешенном состоянии лопатки будут наиболее стабильной структурой в системе, а передние зубчатые мышцы будут использоваться для помощи в подъеме грудного сегмента тела.

Рис. 4. Дельтовидная мышца имеет передний, латеральный и задний аспекты.

Deltoideus — Дельтовидная мышца, чаще называемая дельтовидной, представляет собой умеренно большую перевернутую дельтовидную мышцу (Δ), лежащую над плечевым суставом. Мышца прикрепляется к нескольким элементам скелета, и каждое прикрепление связано с отдельным сегментом мышцы. Передний сегмент мышцы прикрепляется проксимально к нижней боковой трети ключицы.Медиальный сегмент прикрепляется проксимально к верхней поверхности отростка акромиона. Задний сегмент прикрепляется проксимально вдоль нижней части лопатки. Все три сегмента прикрепляются дистально к бугристости дельтовидной кости плечевой кости через общее сухожилие.

Дельтовидная мышца позволяет сгибать, отводить и разгибать прямую руку, преодолевая сопротивление, прикладываемое к передней, боковой и задней сторонам. Совместное функционирование каждого из этих сегментов как единое целое является нормальным явлением. Однако также нормально, что сегменты по-разному задействуются во время сгибания, разгибания и отведения плечевой кости.Например, передняя дельтовидная мышца сильно задействована при сгибании плечевой кости к передней части в сагиттальной плоскости; медиальный сегмент в некоторой степени способствует этому движению, а задний — еще меньше.

Дельтовидная мышца является важным двигателем плечевого сустава из-за большого разнообразия движений, которое возможно благодаря множеству прикреплений вокруг очень подвижного плечевого сустава. Это также очень важный стабилизатор плечевого сустава. Сокращение дельтовидной мышцы стягивает плечевую кость и суставную ямку вместе, и это происходит с большей силой и эффективностью, чем с любой другой мышцей плеча или группой мышц.

Дополнительная литература

Чтобы узнать больше о человеческих движениях и методологии CrossFit, посетите CrossFit Training.

ДЕЙСТВИЕ МЫШЦ

Джиллиан Хиггинс и Лошади наизнанку

Имеет опыт спортивной и лечебной терапии с акцентом на мышечные скелетные проблемы и дисбаланс как у лошадей, так и наездников, страстно увлеченная анатомией и биомеханикой, Джиллиан твердо убежден в том, что, если мы больше узнаем о том, как работает наша лошадь, мы сможем улучшить как нашу производительность, так и наши отношения с нашими партнерами по лошадям.

Как отмечает Герд Хойшманн: «Многие ошибки в тренировках можно было бы предотвратить, если бы всадники научились уважать физическое и физиологическое состояние лошади».

Понимание того, как работают мышцы, является одной из самых фундаментальных концепций, которые может повлиять на то, как мы ездим и тренируем наших лошадей.Движение создается скелетными мышцами, тянущими за кости для работы суставов. Каждая кость приводится в движение мышцей. Мышцы пересекают либо один сустав, либо несколько. Например, longissimus dorsi пересекает все суставы между грудным и поясничным позвонками. Электронные сигналы посылаются из мозга по нервным путям, сообщая мышце, когда сокращаться и расслабляться.

Как правило, глубокие мышцы и мышцы, расположенные рядом с суставами, являются постуральными мышцами, отвечающими за поддержку и стабилизацию суставов.Мышцы, отвечающие за создание силы и большие гимнастические движения, находятся дальше от суставов. Например, массивные поверхностные мышцы задних конечностей обеспечивают движущую силу, необходимую для передвижения.

В самом упрощенном виде мышцы работают парами. Когда одна мышца сокращается, другая удлиняется. Это позволяет движению происходить. Например, в нашей руке бицепс сокращается, а трицепс расслабляется, чтобы согнуть локоть, и наоборот, чтобы разогнуть его.

Однако ни один сустав не обслуживается одной мышцей. Таким образом, движение зависит от групп мышц, работающих вместе, чтобы добиться высокой точности и плавности; когда одна группа сокращается, противоположная группа расслабляется. Две группы мускулов известны как агонистов , которые перемещают часть тела путем укорачивания или сокращения мышцы, или антагонистов , которые расслабляются или растягиваются, чтобы позволить движение происходить.

Мышцы работают не только в парах и группах, но и в цепочках.Это способствует точному управлению и непрерывному плавному движению. Присутствие мышечных цепей помогает объяснить механизмы компенсации и почему, когда в одной части цепи есть ограничение в мышце, движение нарушается в другой.

Есть две основные мышечные цепи, которые влияют на позвоночник и заднюю ногу и участвуют в движении. Это:

Эти мышцы, составляющие верхнюю линию, расположены над позвоночником и позади бедра.Их иногда называют разгибательными цепями, поскольку они расширяют бедро и позвоночник, впадают в спину и поднимают голову. Эта цепь в значительной степени отвечает за движение вперед. Чем лучше подготовлены эти мышцы, тем мощнее движение. Например, лошадь может выполнять действительно мощную расширенную рысь или совершенное пиаффе только тогда, когда эти мышцы достаточно сильны для этого.

Факты — Ключевые мышцы спинной цепи

Мышца Splenius происходит от остистых отростков холки и затылочной связки и прикрепляется к затылку и первым четырем шейным позвонкам.Эти мышцы работают, чтобы расширить и приподнять шею.

Longissimus Dorsi, часть группы мышц, выпрямляющих позвоночник, представляет собой длинную сильную мышцу, которая проходит вдоль верхней части грудного и поясничного отделов позвоночника к тазу и прикрепляется к каждому позвонку. Он поддерживает и разгибает (прогибает) позвоночник и способствует боковому сгибанию.

Группа ягодичных мышц, , состоит из поверхностных, медиальных и глубоких ягодичных мышц. Медиальная ягодичная мышца или Glutimus Maximus — это самая большая и самая мощная гимнастическая мышца задней четверти, участвующая в основном в создании разгибания тазобедренного сустава во время толчка.

Группа мышц подколенного сухожилия состоит из двуглавой мышцы бедра, полусухожильной и полуперепончатой ​​мышц. Эти мощные гимнастические мышцы участвуют в разгибании бедра и коленного сустава во время движения.

2.

Эти мышцы составляют нижнюю линию и лежат под позвоночником перед бедром и включают мышцы живота. Они также известны как цепи сгибателей, поскольку они помогают сгибать тазобедренные и позвоночные суставы, поднимая спину и холку и опуская голову.Как часть «основных» мышц они играют важную роль в поддержке и поддержании правильной осанки спины. Они также важны во всех движениях, требующих сбора.

Факты — Ключевые мышцы брюшной цепи

Брахиоцефальная мышца, берет начало в затылке и вставляется в плечевую кость чуть ниже плеча. Его основные функции — сгибать шейные позвонки, опуская шею вниз и голову назад, и создавать боковое сгибание шеи, перемещая голову из стороны в сторону.Это также основная мышца, тянущая вперед переднюю ногу во время фазы замаха.

Стерноцефальная мышца, идущая от грудины до нижней челюсти, сгибает шею и тянет голову вниз, а также помогает открывать рот и поддерживать челюсть.

Мышцы живота , состоят из прямых мышц живота, поперечных мышц живота, а также внутренних и внешних косых мышц живота. Помимо поддержки внутренних органов брюшной полости, облегчения дыхания и дефекации, эти мышцы также работают вместе, помогая создавать сгибание (подъем) и латеро-сгибание грудно-поясничной области позвоночника.

Группа подвздошно-поясничных мышц , состоящая из большой поясничной мышцы, малой поясничной мышцы и подвздошной кости, лежит и прикрепляется к брюшной стороне поясничного отдела позвоночника и таза, а также к малому трохантору бедренной кости. Эта группа мышц является одним из основных участников сгибания бедра и движения таза за счет сгибания пояснично-крестцового перехода.

Tensor Fascia Lata Muscle проходит от тазиков клубня через фасцию к коленному суставу. Наряду с прямой мышцей бедра (часть группы четырехглавой мышцы) эта мышца является основным сгибателем бедра, который задействуется при продвижении конечности вперед.

Цепи мышц-сгибателей и разгибателей работают вместе и при уравновешивании создают состояние равновесия. Поскольку часто больше внимания уделяется верхним мышцам лошади, тонус брюшных мышц иногда забывается и даже игнорируется.

Напряжение в любой отдельной мышце в цепи может иметь «ударный эффект» в любой точке цепи. Например, если длинная мышца спины находится в спазме, это повлияет на механику всей цепи разгибателей и, в свою очередь, препятствует использованию цепи сгибателей.

Невозможно переоценить важность мышц живота в цепи сгибателей.

Понимание того, как мышцы работают синхронно в цепях, позволяет нам понять, что ни одна часть тела лошади не может быть затронута изолированно. Мышечное влияние на одну часть цепи вызовет эффект как внутри этой, так и агонистической цепи. Например, повышенное сгибание в тазобедренном суставе должно влиять на положение таза, спины и, следовательно, шеи через мышечные цепи.

Понимание сокращения мышц — еще одна концепция, которая позволяет всаднику тренироваться более сочувственно. Мышцы сокращаются с помощью нервных импульсов. Расслабление наступает, когда прекращаются нервные импульсы. Очень просто, как мышцы работают, они выполняют одно из двух действий. Это:

1. Изотонический, , когда сокращение мышц приводит к движению. Этот тип сокращения можно разделить на две категории, хотя все движения используют их сочетание.Это:

• Концентрический, , где мышца укорачивается, чтобы создать движение, и

• Эксцентрический , где мышца постепенно удлиняется для управления движением, поддержки и стабилизации суставов. Этот тип сжатия также действует как амортизатор при резком движении, например при резкой остановке.

2. Изометрический, , когда мышца напряженно работает, но длина мышцы не изменяется, поскольку она сокращается для удержания позиции.

Изометрические и эксцентрические сокращения мышц имеют тенденцию вызывать большую усталость, напряжение и связанный с ними дискомфорт, чем концентрические сокращения мышц, особенно если мышца не кондиционирована должным образом. Связывая эти сокращения с тренировкой, особенно важно понимать значение изометрических сокращений.

Лошади обычно используют изометрические мышечные сокращения во время выездки, особенно при работе с более сложными контурами. Когда мышцы верхней линии шеи, включая селезенку, концентрически сокращаются (длина мышцы укорачивается), они удлиняют шею и поднимают голову.Когда мышцы работают изометрически, они способствуют поддержанию согнутого контура, выдерживая тяжелый вес головы. Когда лошадь работает в более начальном контуре или с длинной и низкой вытянутой шеей, затылочная связка играет большую роль в поддержании веса головы и шеи.

Лошадь использует изометрическое сокращение мышц, особенно мышц брюшного пресса, глубоких мышц спины и подвздошных мышц, чтобы поддерживать спину при переносе груза.

Когда лошадь выполняет движения, требующие высокого уровня сбора и задействования, группы мышц подколенного сухожилия, которые являются частью цепи разгибателей, работают изометрически, чтобы поддерживать суставы в более согнутом положении и нести больший процент веса.

Лошади также используют изометрическое сокращение мышц, чтобы поддерживать себя во время путешествия. Вот почему 1 час в конюшне можно отнести к 20-минутной работе рысью!

Для последовательного и длительного выполнения изометрических сокращений требуются сила и соответствующая подготовка мышц. Представьте, что вас попросили несколько минут поднять гирю на вытянутой руке или встать, согнув все суставы ног. Вскоре вы начнете чувствовать ожог или боль в мышцах в результате выполнения этих изометрических мышечных сокращений.Чтобы облегчить это, вам нужно будет переместить часть тела.

Поскольку изометрическое сокращение мышц требует силы и соответствующей физической подготовки, проблемы могут начать возникать, если молодых или относительно некондиционных лошадей просят работать в слишком продвинутой схеме слишком долго. Лошадь может начать компенсировать это, пытаясь сохранить очертания за счет концентрического сокращения мышц, а не изометрического. Остальные мышцы спинной цепи также могут начать укорачиваться (концентрически) как часть механизма уклонения.Это помогает объяснить, почему так важно дать лошади возможность свободно растягиваться и двигать шеей через равные промежутки времени во время тренировки.

Есть много аспектов, чтобы оценить, как мышцы способствуют движению. Понимание концепции мышечных цепей и того, как изотоническое и изометрическое сокращение влияет на тренировку, — это лишь две очень незначительные составляющие большого и сложного предмета.

Хотите узнать больше о действии мышц: Анатомия лошади для работоспособности и Осанка и работоспособность вас заинтересуют

Мышцы спины — 28 основных 【Мышцы спины】 — Earth’s Lab

Мышцы спину можно разделить на поверхностную, промежуточную и глубокую группы.

Так как все мышцы спины берут свое начало в эмбриональной форме (плода) в других местах, кроме спины, то мышцы в поверхностных, а также промежуточных группах составляют внешних мышц . Их иннервируют передние ветви спинномозгового нерва.

Мышцы, связанные и участвующие в движениях верхней конечности, относятся к поверхностной группе . Промежуточная группа может выполнять дыхательное действие и состоит из мышц, соединенных с ребрами.

Группа глубоких мышц называется собственными мышцами , потому что они развиваются в спине.Они напрямую связаны с работой позвоночника и головы и снабжены задними ветвями спинномозговых нервов.

Поверхностная группа мышц спины

Поверхностный слой мышц спины

Поверхностные мышцы спины расположены глубоко по направлению к коже вместе с поверхностной фасцией . Иногда их называют аппендикулярной группой , поскольку эти мышцы в основном связаны с деятельностью аппендикулярного скелета.Верхняя часть аппендикулярного скелета, которая включает ключицу, лопатку и плечевую кость, прикрепляется этими мышцами к осевому скелету, который состоит из черепа, ребер и позвоночника.

Trapezius

Происхождение: Остистые выступы от CVII до TXII, верхняя затылочная линия, внешний затылочный выступ, выйная связка.

Вставка : Боковая треть ключицы, акромион и ость лопатки.

Иннервация : Двигательная стимуляция происходит за счет добавочного нерва [XI], а сенсорная стимуляция происходит за счет сенсорных нервных окончаний C3 и C4.

Функции : Во время отведения плечевой кости выше горизонтали он помогает вращать лопатку; верхние волокна помогают при подъеме, средние волокна помогают в приведении, а нижние волокна помогают при вдавливании лопатки.

Latissimus Dorsi

Происхождение : Остистые отростки от TVII до LV и крестца, гребня подвздошной кости, ребер с X по XII.

Вставка : дно межбубной борозды плечевой кости.

Иннервация : грудной нерв (от C6 до C8).

Функции : Расширяет, сводит и вращает кнутри плечевую кость.

Levator Scapulae

Происхождение : Поперечные отростки CI в CIV.

Вставка : медиальный край лопатки в верхней части.

Иннервация : от C3 до C4 и дорсальный лопаточный нерв (C4, C5).

Функции : Поднимает лопатку.

Большой ромбовидный

Происхождение : Остистые отростки от TII до TV.

Вставка : медиальная граница лопатки между позвоночником и нижним углом.

Иннервация : дорсальный лопаточный нерв (C4, C5).

Функции : Втягивает (приводит) и поднимает лопатку.

Малый ромбовидный

Происхождение : Нижняя часть выйной связки, остистые отростки CVII и TI.

Вставка : Медиальный край лопатки по ости лопатки.

Иннервация : дорсальный лопаточный нерв (C4, C5).

Функции : Втягивает (приводит) и поднимает лопатку.

Промежуточная группа мышц спины

И Serratus posterior superior , и Serratus posterior inferior перемещаются наклонно наружу через позвоночный столб, чтобы соединиться с ребрами.

Верхняя задняя зубчатая мышца расположена глубоко в ромбовидных мышцах, а нижняя задняя зубчатая мышца расположена глубоко в широчайшей мышце спины. Обе задние зубчатые мышцы прикреплены к позвоночнику и связанным с ними структурам медиально и либо спускаются, как волокна верхней зубчатой ​​мышцы, либо поднимаются вверх по волокнам задней нижней зубчатой ​​мышцы, чтобы соединиться с ребрами.

Эти две мышцы поднимают и опускают ребра. Сегментарные ветви передних ветвей из межреберных нервов иннервируют задние зубчатые мышцы. Межреберные артерии кровоснабжают их.

Serratus Posterior Superior

Происхождение : Нижняя часть выйной связки, остистые отростки от CVII до TIII и надостные связки.

Вставка : верхняя граница ребер со II по V чуть латеральнее их углов.

Иннервация : Передние ветви верхних грудных нервов (от Т2 до Т5).

Функция : поднимает ребра от II до V.

Serratus Posterior Inferior

Промежуточный слой мышц спины

Происхождение : Остистые отростки от TXI до LIII и надостной связок.

Вставка : нижняя граница ребер IX – XII непосредственно латеральнее их углов.

Иннервация : Передние ветви нижних грудных нервов (от Т9 до Т12).

Функция : Сжимает ребра с IX по XII и может предотвратить подъем нижних ребер при сокращении диафрагмы.

Глубокая группа мышц спины

Глубокие или внутренние мышцы спины проходят от таза до черепа и иннервируются сегментарными ветвями задних ветвей спинномозговых нервов. В их состав входят:

1. Разгибатели и вращатели головы и шеи: splenius capitis и cervicis ( spinotransversales, ).
2. Разгибатели и вращатели позвоночника: erector spinae и transversospinales . и
3. Короткие сегментарные мышцы : межостистые и межпереводные.

Сосудистое снабжение этой глубокой группы мышц осуществляется через ветви артерий, таких как:

• Позвоночные
• Глубокие шейные
• Затылочные
• Поперечные шейные
• Задние межреберные
• Подреберные14 суставы
• Подреберные 14 суставов

• Spinotransversales Muscles

  Spinotransversales Muscles

  Две спинотрансверсальные мышцы идут вверх и латерально через остистые отростки и связки nuchae:

  • splenius capitis — это широкая мышца, прикрепленная к затылочной кости и височно-сосцевидному отростку.
  • splenius cervicis — узкая мышца, прикрепленная к поперечным отросткам верхних шейных позвонков.

  Независимо, каждая мышца поворачивает голову в одну сторону, которая является той же стороной, что и сокращающаяся мышца, и все вместе спинотрансверсальные мышцы перемещают голову назад, удлиняя шею.

  Splenius Capitis

  Происхождение: Нижняя половина выйной связки, остистые отростки от CVII до TIV.

  Вставка : сосцевидный отросток, череп ниже латеральной трети верхней затылочной линии.

  Иннервация : Задние ветви средних шейных нервов.

  Функция : вместе они оттягивают голову назад, вытягивая шею, и по отдельности каждый оттягивает и поворачивает голову в одну сторону, то есть поворачивается лицом в одну сторону.

  Splenius Cervicis

  Происхождение : Остистые отростки от TIII до TVI.

  Вставка : Поперечные отростки от CI к CIII.

  Иннервация : Задние ветви нижних шейных нервов.

  Функция : Вместе они расширяют шею, и по отдельности они вытягивают и поворачивают голову в одну сторону, то есть в одну сторону.

  Мышцы, выпрямляющие позвоночник

  Среди внутренних мышц спины мышцы, выпрямляющие позвоночник, остаются самой большой группой. Мышцы расположены медиально среди остистых отростков , заднебоковой по направлению к позвоночнику и латерально по направлению к углам ребер. Внутри грудного и поясничного отделов грудопоясничной фасции, а также задней нижней зубчатой ​​мышцы их окружают ромбовидные и пластинчатые мышцы.

  Мышцы спины: мышцы Erector Spinae

  Iliocostalis Lumborum

  Возникает через крестец, остистые отростки поясничного и двух нижних грудных позвонков и их надостные связки, а также гребень подвздошной кости; и Вставьте внутренние углы нижних шести или семи ребер.

  Iliocostalis Thoracis

  Он берет начало в углах шести нижних ребер и вставляется в углы шести верхних ребер и поперечного отростка CVII.

  Iliocostalis Cervicis

  Он берет начало в углах от III до VI ребер, в то время как вставки в поперечных отростках от CIV до CVI.

  Longissimus Thoracis

  Начинается сращением с подвздошно-ребристой мышцей в поясничной области и прикрепляется к поперечным отросткам поясничных позвонков. В то время как он вставляется в поперечные отростки всех грудных позвонков, латерально по направлению к бугоркам нижних девяти или десяти ребер.

  Longissimus Cervicis

  Возникает в поперечных отростках верхних четырех или пяти грудных позвонков и вставляется в поперечные отростки от CII до CVI.

  Longissimus Capitis

  Возникает в поперечных отростках верхних четырех или пяти грудных позвонков и суставных отростках нижних трех или четырех шейных позвонков и вставляется в задний край сосцевидного отростка.

  Spinalis Thoracis

  Он берет начало в остистых отростках от TX или TXI до LII и вставляется в остистые отростки от TI до TVIII (варьируется).

  Spinalis Cervicis

  Берет начало в нижней части выйной связки и остистом отростке CVII (иногда от TI до TII) и вставляется в остистый отросток CII (ось).

  Spinalis Capitis

  Возникает при смешивании с semispinalis capitis и вставляется в semispinalis capitis.

  Мышцы спины: Transversospinales Muscles

  Transversospinales мышцы переходят от поперечных отростков к остистым отросткам, занимая бороздку между этими двумя позвоночными выступами наклонно вверх и медиально.Они состоят из трех основных подгрупп: semispinalis, multifidus, а также ротаторных мышц и расположены глубоко по направлению к выпрямляющим позвоночникам.

  • Мышцы semispinalis являются наиболее поверхностным скоплением мышечных волокон в группе transversospinales.
  • Глубоко до полуостистой мышцы находится вторая группа мышц, multifidus .
  • Маленькие ротаторов мышц — самые глубокие из группы transversospinales.

  Semispinalis Thoracis

  Он берет начало внутри поперечных отростков TVI до TX и вставляется в остистые отростки четырех верхних грудных и двух нижних шейных позвонков.

  Semispinalis Cervicis

  Возникает в поперечных отростках верхних пяти или шести грудных позвонков и вставляется в остистые отростки от CII (оси) до CV.

  Semispinalis Capitis

  Возникает в поперечных отростках TI к TVI (или TVII) и CVII и суставных отростках от CIV к CVI и вставляется в медиальную область между верхней и нижней затылочной линиями затылочной кости.

  Multifidus

  Он берет свое начало от крестца, отростка позвоночника, задней верхней подвздошной ости, маммиллярных отростков поясничных позвонков, поперечных отростков грудных позвонков и суставных отростков четырех нижних шейных позвонков, когда он вставляется в основание остистых отростков позвонков. все позвонки от LV до CII (ось).

  Rotatores Lumborum

  Начинается в поперечных отростках поясничных позвонков и вставляется в остистые отростки поясничных позвонков.

  Rotatores Thoracis

  Берет начало в поперечных отростках грудных позвонков и вставляет остистые отростки грудных позвонков.

  Rotatores Cervicis

  Возникает в суставных отростках шейных позвонков и вставляется в остистые отростки шейных позвонков.

  Сегментарные мышцы

  Две группы сегментарных мышц иннервируются через задние ветви спинномозговых нервов и расположены глубоко в спине. Первая группа сегментарных мышц, которые возникают через поперечные отростки CVII позвонков и от TI к TXI, — это мышцы levatores costarum .Они вставляются в ребро под исходным позвонком в области бугорка и имеют наклонный латеральный и нисходящий ход. Их сокращение приподнимает ребра. Вторая группа сегментарных мышц называется interspinales, и intertransversarii, , которые проходят между соседними остистыми отростками, являются настоящими сегментарными мышцами спины, которые проходят между соседними поперечными отростками. Они стабилизируют окружающие позвонки, чтобы обеспечить более эффективную активность крупных групп мышц в работе позвоночного столба.

2АДФ → АТФ + АМФ.

В биологии АТФ — это источник энергии и основа жизни. АТФ — аденозинтрифосфат — участвует в процессах метаболизма и регулирует биохимические реакции в организме.

Что это?

Понять, что такое АТФ, поможет химия. Химическая формула молекулы АТФ — C10h26N5O13P3. Запомнить полное название несложно, если разбить его на составные части. Аденозинтрифосфат или аденозинтрифосфорная кислота — нуклеотид, состоящий из трёх частей:

• аденина — пуринового азотистого основания;
• рибозы — моносахарида, относящегося к пентозам;
• трёх остатков фосфорной кислоты.

Рис. 1. Строение молекулы АТФ.

Более подробная расшифровка АТФ представлена в таблице.

АТФ впервые обнаружили гарвардские биохимики Суббарао, Ломан, Фиске в 1929 году. В 1941 году немецкий биохимик Фриц Липман установил, что АТФ является источником энергии живого организма.

Образование энергии

Фосфатные группы соединены между собой высокоэнергетическими связями, которые легко разрушаются. При гидролизе (взаимодействии с водой) связи фосфатной группы распадаются, высвобождая большое количество энергии, а АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту).

Условно химическая реакция выглядит следующим образом:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + энергия

Рис. 2. Гидролиз АТФ.

Часть высвободившейся энергии (около 40 кДж/моль) участвует в анаболизме (ассимиляции, пластическом обмене), часть — рассеивается в виде тепла для поддержания температуры тела. При дальнейшем гидролизе АДФ отщепляется ещё одна фосфатная группа с высвобождением энергии и образованием АМФ (аденозин-монофосфата). АМФ гидролизу не подвергается.

Синтез АТФ

АТФ располагается в цитоплазме, ядре, хлоропластах, в митохондриях. Синтез АТФ в животной клетке происходит в митохондриях, а в растительной — в митохондриях и хлоропластах.

АТФ образуется из АДФ и фосфата с затратой энергии. Такой процесс называется фосфорилированием:

АДФ + Н3РО4 + энергия → АТФ + Н2О

Рис. 3. Образование АТФ из АДФ.

В растительных клетках фосфорилирование происходит при фотосинтезе и называется фотофосфорилированием. У животных процесс протекает при дыхании и называется окислительным фосфорилированием.

В животных клетках синтез АТФ происходит в процессе катаболизма (диссимиляции, энергетического обмена) при расщеплении белков, жиров, углеводов.

Функции

Из определения АТФ понятно, что эта молекула способна давать энергию. Помимо энергетической аденозинтрифосфорная кислота выполняет другие функции:

• является материалом для синтеза нуклеиновых кислот;
• является частью ферментов и регулирует химические процессы, ускоряя или замедляя их протекание;
• является медиатором — передаёт сигнал синапсам (местам контакта двух клеточных мембран).

Что мы узнали?

Из урока биологии 10 класса узнали о строении и функциях АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ состоит из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты. При гидролизе фосфатные связи разрушаются, что высвобождает энергию, необходимую для жизнедеятельности организмов.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 522.

3) Анаэробный гликолиз. В этом процессе катаболизм 1 моль глюкозы без участия митохондриальной дыхательной цепи сопровождается синтезом 2 моль АТФ и 2 моль лактата. АТФ образуется за счёт 2 реакций субстратногофосфорилирования. Поскольку глюкоза распадается на 2 фосфотриозы, то с учётом стехиометрического коэффициента, равного 2, количество моль синтезированного АТФ равно 4. Учитывая 2 моль АТФ, использованных на первом этапе гликолиза, получаем конечный энергетический эффект процесса, равный 2 моль АТФ.

33) Хрусталик глаза является светопреломляющей средой глаза, и митохондрии в нем отсутствуют. В качестве источника энергии в хрусталике используется глюкоза. Какой путь катаболизма глюкозы обеспечивает энергией АТФ хрусталик глаза?

1) Напишите схему метаболического пути, обеспечивающего хрусталик глаза энергией. Укажите ферменты, коферменты реакций

2) Перечислите ткани и клетки, в которых синтез АТФ происходит так же, как в хрусталике, укажите причину только такого способа фосфорилирования и назовите этот способ фосфорилирования

4) Напишите, используя формулы, реакцию дегидрирования, протекающую в этом процессе и реакцию образования конечного продукта

2) эритроциты, хрусталик глаза, мышцах, нет рецепторов инсулина и нет митохондрий

субстратное фосфорилирование

3) 5 реакция дегидрирования и 10 реакция образования конечного продукта.

34) Хрусталик глаза является светопреломляющей средой глаза, и митохондрии в нем отсутствуют. В качестве источника энергии в хрусталике используется глюкоза. Какой путь катаболизма глюкозы обеспечивает энергией АТФ хрусталик глаза?

1) Напишите схему метаболического пути, обеспечивающего хрусталик глаза энергией.

2) Укажите ферменты, коферменты реакций

3) Укажите, каким дальнейшим превращениям может подвергнуться конечный продукт этого процесса и последствия, возникающие при его накоплении

3) Молочная кислота (лактат) — продукт анаэробного метаболизма глюкозы (гликолиза), в ходе которого она образуется из пирувата под действием лактатдегидрогеназы. При достаточном поступлении кислорода пируват подвергается метаболизму в митохондриях до воды и углекислоты. В анаэробных условиях, при недостаточном поступлении кислорода, пируват преобразуется в лактат.

Лактатный ацидоз — один из вариантов метаболического ацидоза, который можно заподозрить при высоком анионном дефиците и отсутствии других причин, таких как почечная недостаточность, приём салицилатов, отравление метанолом, злоупотребление этанолом, значительная кетонемия.

35)Превращение пирувата в лактат – обратимая реакция, которая катализируется лактатдегидрогеназой (ЛДГ), являющейся олигомером. ЛДГ представляет собой тетрамер, состоящий из М- и Н-субъединиц, которые, комбинируясь между собой, образуют пять различных тетрамеров (М4 (ЛДГ1), М3Н1 (ЛДГ2), М2Н2 (ЛДГ3), М1Н3 (ЛДГ4), Н4 (ЛДГ5)). Эти изоферменты отличаются друг от друга первичной структурой и обладают различными физико-химическими свойствами, а следовательно, разным сродством к субстрату. Кроме этого, они имеют различную органную локализацию. Для мышцы сердца характерен изомер Н4, для скелетных мышц – М4. В мышце сердца ЛДГ1 преимущественно катализирует реакцию превращения лактата в пируват.

Объясните роль этого изофермента в метаболизме сердечной мышцы.

1) Напишите реакцию, катализируемую данным ферментом в мышце сердца

2) Напишите схему процесса, обеспечивающего включение продукта этой реакции в дальнейший путь окисления до СО2 и Н2О в мышце сердца

3) Рассчитайте энергетический эффект указанного процесса

1) Изофермент ЛДГ 1 присутствует в большой концентрации в мышце сердца (тетрамер НННН), а также в эритроцитах и корковом веществе почек; Определение изоферментов имеет важное диагностическое значение, т. к. повышение концентрации отдельных изоферментов характеризует повреждение конкретных органов. Повышение активности ЛДГ-1 в течение первых трёх суток после появления болей позволяет с большой вероятностью диагностировать инфаркт миокарда или исключить этот диагноз. Наиболее высокую диагностическую значимость повышение ЛДГ-1 имеет в первые 16 — 20 часов инфаркта миокарда, когда общая активность ЛДГ не превышает нормы. ЛДГ-1 может оставаться увеличенной после того как общая ЛДГ уже возвращается к норме. При небольших инфарктах активность ЛДГ-1 может быть увеличенной, в то время как общая ЛДГ остается в пределах нормы.

2) ЛДГ, и ЛДГ 2 (Н-типы) — в аэробных, когда пируват быстро окисляется до СО 2 и Н 2 О, а не восстанавливается до молочной кислоты.

Аденозинтрифосфорная кислота-АТФ — обязательный энергетический компонент любой живой клетки. АТФ также нуклеотид, состоящий из азотистого основания аденина, сахара рибозы и трех остатков молекулы фосфорной кислоты. Это неустойчивая структура. В обменных процессах от нее последовательно отщепляются остатки фосфорной кислоты путем разрыва богатой энергией, но непрочной связи между вторым и третьим остатками фосфорной кислоты. Отрыв одной молекулы фосфорной кислоты сопровождается выделением около 40 кДж энергии. В этом случае АТФ переходит в аденозиндифосфорную кислоту (АДФ), а при дальнейшем отщеплении остатка фосфорной кислоты от АДФ образуется аденозинмонофосфорная кислота (АМФ).

Схема строения АТФ и превращения ее в АДФ (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)

Следовательно, АТФ — своеобразный аккумулятор энергии в клетке, который «разряжается» при ее расщеплении. Распад АТФ происходит в процессе реакций синтеза белков, жиров, углеводов и любых других жизненных функций клеток. Эти реакции идут с поглощением энергии, которая извлекается в ходе расщепления веществ.

АТФ синтезируется в митохондриях в несколько этапов. Первый из них — подготовительный — протекает ступенчато, с вовлечением на каждой ступени специфических ферментов. При этом сложные органические соединения расщепляются до мономеров: белки — до аминокислот, углеводы — до глюкозы, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов и т. д. Разрыв связей в этих веществах сопровождается выделением небольшого количества энергии. Образовавшиеся мономеры под действием других ферментов могут претерпеть дальнейший распад с образованием более простых веществ вплоть до диоксида углерода и воды.

Схема Синтез АТФ в мвтохондрии клетки

ПОЯСНЕНИЯ К СХЕМЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В ПРОЦЕССЕ ДИССИМИЛЯЦИИ

I этап — подготовительный: сложные органические вещества под действием пищеварительных ферментов распадаются на простые, при этом выделяется только тепловая энергия.
Белки ->аминокислоты
Жиры-> глицерин и жирные кислоты
Крахмал ->глюкоза

II этап-гликолиз (бескислородный): осуществляется в гиалоплазме, с мембранами не связан; в нем участвуют ферменты; расщеплению подвергается глюкоза:

У дрожжевых грибов молекула глюкозы без участия кислорода превращается в этиловый спирт и диоксид углерода (спиртовое брожение):

У других микроорганизмов гликолиз может завершаться образованием ацетона, уксусной кислоты и т, д. Во всех случаях распад одной молекулы глюкозы сопровождается образованием двух молекул АТФ. В ходе бескислородного расщепления глюкозы в виде химической связи в молекуле АТФ сохраняется 40% анергии, а остальная рассеивается в виде теплоты.

III этап-гидролиз (кислородный): осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и внутренней мембраной, в нем участвуют ферменты, расщеплению подвергается молочная кислота: СзН6Оз+ЗН20 —>3СО2+ 12Н. С02 (диоксид углерода) выделяется из митохондрий в окружающую среду. Атом водорода включается в цепь реакций, конечный результат которых — синтез АТФ. Эти реакции идут в такой последовательности:

1. Атом водорода Н с помощью ферментов-переносчиков поступает во внутреннюю мембрану митохондрий, образующую кристы, где он окисляется: Н-е—>H+

2. Протон водорода H+ (катион) выносится переносчиками на наружную поверхность мембраны крист. Для протонов эта мембрана непроницаема, поэтому они накапливаются в межмембранном пространстве, образуя протонный резервуар.

3. Электроны водорода e переносятся на внутреннюю поверхность мембраны крист и тут же присоединяются к кислороду с помощью фермента оксидазы, образуя отрицательно заряженный активный кислород (анион): O2 + е—>O2-

4. Катионы и анионы по обе стороны мембраны создают разноименно заряженное электрическое поле, и когда разность потенциалов достигнет 200 мВ, начинает действовать протонный канал. Он возникает в молекулах ферментов АТФ-синтетаз, которые встроены во внутреннюю мембрану, образующую кристы.

5. Через протонный канал протоны водородаH+ устремляются внутрь митохондрий, создавая высокий уровень энергии, большая часть которой идет на синтез АТФ из АДФ и Ф (АДФ+Ф—>АТФ), а протоны H+ взаимодействуют с активным кислородом, образуя воду и молекулярный 02:
(4Н++202- —>2Н20+02)

Таким образом, О2, поступающий в митохондрии в процессе дыхания организма, необходим для присоединения протонов водорода Н. При его отсутствии весь процесс в митохондриях прекращается, так как электронно-транспортная цепь перестает функционировать. Общая реакция III этапа:

(2СзНбОз + 6Oз + 36АДФ + 36Ф —> 6С02 + 36АТФ + +42Н20)

В результате расщепления одной молекулы глюкозы образуются 38 молекул АТФ: на II этапе — 2 АТФ и на III этапе — 36 АТФ. Образовавшиеся молекулы АТФ выходят за пределы митохондрии и участвуют во всех процессах клетки, где необходима энергия. Расщепляясь, АТФ отдает энергию (одна фосфатная связь заключает 40 кДж) и в виде АДФ и Ф (фосфата) возвращается в митохондрии.

В любой клетке нашего организма протекают миллионы биохимических реакций. Они катализируются множеством ферментов, которые зачастую требуют затрат энергии. Где же клетка ее берет? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть строение молекулы АТФ — одного из основных источников энергии.

АТФ — универсальный источник энергии

АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. Вещество является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. Большинство биохимических реакций может протекать только при участии молекул вещества, особенно это касается Однако АТФ редко непосредственно участвует в реакции: для протекания любого процесса нужна энергия, заключенная именно в аденозинтрифосфата.

Строение молекул вещества таково, что образующиеся связи между фосфатными группами несут огромное количество энергии. Поэтому такие связи также называются макроэргическими, или макроэнергетическими (макро=много, большое количество). Термин впервые ввел ученый Ф. Липман, и он же предложил использовать значок ̴ для их обозначения.

Очень важно для клетки поддерживать постоянный уровень содержания аденозинтрифосфата. Особенно это характерно для клеток мышечной ткани и нервных волокон, потому что они наиболее энергозависимы и для выполнения своих функций нуждаются в высоком содержании аденозинтрифосфата.

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков

Рибоза — углевод, который относится к группе пентоз. Это значит, что в составе рибозы 5 атомов углерода, которые заключены в цикл. Рибоза соединяется с аденином β-N-гликозидной связь на 1-ом атоме углерода. Также к пентозе присоединяются остатки фосфорной кислоты на 5-ом атоме углерода.

Аденин — азотистое основание. В зависимости от того, какое азотистое основание присоединяется к рибозе, выделяют также ГТФ (гуанозинтрифосфат), ТТФ (тимидинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат). Все эти вещества схожи по строению с аденозинтрифосфатом и выполняют примерно такие же функции, однако они встречаются в клетке намного реже.

Остатки фосфорной кислоты . К рибозе может присоединиться максимально три остатка фосфорной кислоты. Если их два или только один, то соответственно вещество называется АДФ (дифосфат) или АМФ (монофосфат). Именно между фосфорными остатками заключены макроэнергетические связи, после разрыва которых высвобождается от 40 до 60 кДж энергии. Если разрываются две связи, выделяется 80, реже — 120 кДж энергии. При разрыве связи между рибозой и фосфорным остатком выделяется всего лишь 13,8 кДж, поэтому в молекуле трифосфата только две макроэргические связи (Р ̴ Р ̴ Р), а в молекуле АДФ — одна (Р ̴ Р).

Вот каковы особенности строения АТФ. По причине того, что между остатками фосфорной кислоты образуется макроэнергетическая связь, строение и функции АТФ связаны между собой.

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Кроме энергетической, АТФ может выполнять множество других функций в клетке. Наряду с другими нуклеотидтрифосфатами трифосфат участвует в построении нуклеиновый кислот. В этом случае АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ и УТФ являются поставщиками азотистых оснований. Это свойство используется в процессах и транскрипции.

Также АТФ необходим для работы ионных каналов. Например, Na-K канал выкачивает 3 молекулы натрия из клетки и вкачивает 2 молекулы калия в клетку. Такой ток ионов нужен для поддержания положительного заряда на наружной поверхности мембраны, и только с помощью аденозинтрифосфата канал может функционировать. То же касается протонных и кальциевых каналов.

АТФ является предшественником вторичного мессенжера цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) — цАМФ не только передает сигнал, полученный рецепторами мембраны клетки, но и является аллостерическим эффектором. Аллостерические эффекторы — это вещества, которые ускоряют или замедляют ферментативные реакции. Так, циклический аденозинтрифосфат ингибирует синтез фермента, который катализирует расщепление лактозы в клетках бактерии.

Сама молекула аденозинтрифосфата также может быть аллостерическим эффектором. Причем в подобных процессах антагонистом АТФ выступает АДФ: если трифосфат ускоряет реакцию, то дифосфат затормаживает, и наоборот. Таковы функции и строение АТФ.

Как образуется АТФ в клетке

Функции и строение АТФ таковы, что молекулы вещества быстро используются и разрушаются. Поэтому синтез трифосфата — это важный процесс образования энергии в клетке.

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

Субстратное фосфорилирование основано на множественных реакциях, протекающих в цитоплазме клетки. Эти реакции получили название гликолиза — анаэробный этап В результате 1 цикла гликолиза из 1 молекулы глюкозы синтезируется две молекулы которые дальше используются для получения энергии, и также синтезируются два АТФ.

• С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн —> 2С 3 Н 4 O 3 + 2АТФ + 4Н.

Дыхание клетки

Окислительное фосфорилирование — это образование аденозинтрифосфата путем передачи электронов по электронно-транспортной цепи мембраны. В результате такой передачи формируется градиент протонов на одной из сторон мембраны и с помощью белкового интегрального комплекта АТФ-синтазы идет построение молекул. Процесс протекает на мембране митохондрий.

Последовательность стадий гликолиза и окислительного фосфорилирования в митохондриях составляет общий процесс под названием дыхание. После полного цикла из 1 молекулы глюкозы в клетке образуется 36 молекул АТФ.

Фотофосфорилирование

Процесс фотофосфорилирования — это то же окислительное фосфорилирование лишь с одним отличием: реакции фотофосфорилирования протекают в хлоропластах клетки под действием света. АТФ образуется во время световой стадии фотосинтеза — основного процесса получения энергии у зеленых растений, водорослей и некоторых бактерий.

В процессе фотосинтеза все по той же электронно-транспортной цепи проходят электроны, в результате чего формируется протонный градиент. Концентрация протонов на одной из сторон мембраны является источником синтеза АТФ. Сборка молекул осуществляется посредством фермента АТФ-синтазы.

В среднестатистической клетке содержится 0,04% аденозинтрифосфата от всей массы. Однако самое большое значение наблюдается в мышечных клетках: 0,2-0,5%.

В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

В сумме за сутки организм человека синтезирует 40 кг аденозинтрифосфата, и в каждый момент времени запас АТФ составляет 250 г.

Заключение

Строение АТФ и биологическая роль его молекул тесно связаны. Вещество играет ключевую роль в процессах жизнедеятельности, ведь в макроэргических связях между фосфатными остатками содержится огромное количество энергии. Аденозинтрифосфат выполняет множество функций в клетке, и поэтому важно поддерживать постоянную концентрацию вещества. Распад и синтез идут с большой скоростью, т. к. энергия связей постоянно используется в биохимических реакциях. Это незаменимое вещество любой клетки организма. Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о том, какое строение имеет АТФ.

Ученые открыли еще один путь заражения коронавирусом

https://ria.ru/20200318/1568785423.html

Ученые открыли еще один путь заражения коронавирусом

Ученые открыли еще один путь заражения коронавирусом — РИА Новости, 18.03.2020

Ученые открыли еще один путь заражения коронавирусом

Китайские ученые выяснили, что новый коронавирус SARS-CoV-2 может проникать в клетки человека не только через рецепторы белка ACE2, как считалось раньше, но и… РИА Новости, 18.03.2020

2020-03-18T14:14

2020-03-18T14:14

2020-03-18T15:08

наука

китай

здоровье

биология

коронавирус covid-19

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e4/03/12/1568785111_0:0:1920:1080_1920x0_80_0_0_e176ca91db06744ed0a7056a13c62b79.jpg

МОСКВА, 18 мар — РИА Новости. Китайские ученые выяснили, что новый коронавирус SARS-CoV-2 может проникать в клетки человека не только через рецепторы белка ACE2, как считалось раньше, но и другим путем — через белковый вырост молекулы CD147. Это важный результат, который поможет создать более эффективную и безопасную вакцину. Результаты исследования опубликованы в библиотеке препринтов bioRxiv.Считалось, что коронавирус SARS-CoV-2, вызывающий заболевание COVID-19, проникает в клетки человека, используя белок ACE2, поэтому основная стратегия в разработке вакцины против нового коронавируса была направлена на создание ингибиторов ACE2 или формирование иммунного ответа на этот белок.Но ACE2 играет важную роль в организме, присутствуя в клетках легких, сердца, почек и половой системы, поэтому попытка справиться с вирусом через этот белок может негативно отразиться на работе данных органов.Теперь же китайские биологи из Четвертого медицинского военного университета в Сиане и Института биотехнологий в Пекине обнаружили еще один путь проникновения SARS-CoV-2 в клетки человека, что открывает для ученых дополнительные возможности в борьбе с коронавирусом.»Мы хорошо знаем, что для проникновения в организм вирус использует рецептор ACE2. Мы выделили еще один рецептор, молекулы которого атакует вирус. Это расширяет возможный арсенал средств для подавления инфекции», — пишут авторы в статье.Исследователи заметили, что вирус SARS-COV-2 связывается с молекулами CD147 — рецепторами на поверхности клеток, которые используют для проникновения некоторые другие вирусные инфекции и плазмодии малярии. Белок CD147 (кластер дифференцировки 147), также известный как базигин (BSG) или индуктор внеклеточной матрицы металлопротеиназы (EMMPRIN), относится к суперсемейству иммуноглобулинов, присутствующих в крови человека. Связывание коронавируса с CD147 происходит через так называемые спайковые белки — шиповидные выросты на поверхности вируса. Ранее этот путь был доказан для другого коронавируса SARS-CoV — возбудителя острого респираторного синдрома SARS, известного также как атипичная пневмония.Ученые обработали культуру клеток в пробирке легких антителами, содержащимися в веществе меплазумаб, которые блокируют работу CD147, и попытались заразить эти клетки коронавирусом SARS-CoV-2. Даже небольшой концентрации антител оказалось достаточно, чтобы полностью остановить распространение вируса в клетках. Исследования с помощью иммуноэлектронной микроскопии подтвердили на молекулярном уровне слияние оболочки коронавируса и CD147.Полученные результаты говорят о том, что имеющиеся препараты для борьбы с малярией и атипичной пневмонией, возможно, будут эффективными и против нового коронавируса.

https://ria.ru/20200317/1568726738.html

https://ria.ru/20200316/1568691674.html

китай

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

китай, здоровье, биология, коронавирус covid-19

Считалось, что коронавирус SARS-CoV-2, вызывающий заболевание COVID-19, проникает в клетки человека, используя белок ACE2, поэтому основная стратегия в разработке вакцины против нового коронавируса была направлена на создание ингибиторов ACE2 или формирование иммунного ответа на этот белок.

Но ACE2 играет важную роль в организме, присутствуя в клетках легких, сердца, почек и половой системы, поэтому попытка справиться с вирусом через этот белок может негативно отразиться на работе данных органов.

Теперь же китайские биологи из Четвертого медицинского военного университета в Сиане и Института биотехнологий в Пекине обнаружили еще один путь проникновения SARS-CoV-2 в клетки человека, что открывает для ученых дополнительные возможности в борьбе с коронавирусом.

«Мы хорошо знаем, что для проникновения в организм вирус использует рецептор ACE2. Мы выделили еще один рецептор, молекулы которого атакует вирус. Это расширяет возможный арсенал средств для подавления инфекции», — пишут авторы в статье.

Исследователи заметили, что вирус SARS-COV-2 связывается с молекулами CD147 — рецепторами на поверхности клеток, которые используют для проникновения некоторые другие вирусные инфекции и плазмодии малярии.

Белок CD147 (кластер дифференцировки 147), также известный как базигин (BSG) или индуктор внеклеточной матрицы металлопротеиназы (EMMPRIN), относится к суперсемейству иммуноглобулинов, присутствующих в крови человека.

Связывание коронавируса с CD147 происходит через так называемые спайковые белки — шиповидные выросты на поверхности вируса. Ранее этот путь был доказан для другого коронавируса SARS-CoV — возбудителя острого респираторного синдрома SARS, известного также как атипичная пневмония.

Ученые обработали культуру клеток в пробирке легких антителами, содержащимися в веществе меплазумаб, которые блокируют работу CD147, и попытались заразить эти клетки коронавирусом SARS-CoV-2. Даже небольшой концентрации антител оказалось достаточно, чтобы полностью остановить распространение вируса в клетках. Исследования с помощью иммуноэлектронной микроскопии подтвердили на молекулярном уровне слияние оболочки коронавируса и CD147.

Полученные результаты говорят о том, что имеющиеся препараты для борьбы с малярией и атипичной пневмонией, возможно, будут эффективными и против нового коронавируса.

Атф и витамины. II. Изучение нового материала

В любой клетке нашего организма протекают миллионы биохимических реакций. Они катализируются множеством ферментов, которые зачастую требуют затрат энергии. Где же клетка ее берет? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть строение молекулы АТФ — одного из основных источников энергии.

АТФ — универсальный источник энергии

АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. Вещество является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. Большинство биохимических реакций может протекать только при участии молекул вещества, особенно это касается Однако АТФ редко непосредственно участвует в реакции: для протекания любого процесса нужна энергия, заключенная именно в аденозинтрифосфата.

Строение молекул вещества таково, что образующиеся связи между фосфатными группами несут огромное количество энергии. Поэтому такие связи также называются макроэргическими, или макроэнергетическими (макро=много, большое количество). Термин впервые ввел ученый Ф. Липман, и он же предложил использовать значок ̴ для их обозначения.

Очень важно для клетки поддерживать постоянный уровень содержания аденозинтрифосфата. Особенно это характерно для клеток мышечной ткани и нервных волокон, потому что они наиболее энергозависимы и для выполнения своих функций нуждаются в высоком содержании аденозинтрифосфата.

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков

Рибоза — углевод, который относится к группе пентоз. Это значит, что в составе рибозы 5 атомов углерода, которые заключены в цикл. Рибоза соединяется с аденином β-N-гликозидной связь на 1-ом атоме углерода. Также к пентозе присоединяются остатки фосфорной кислоты на 5-ом атоме углерода.

Аденин — азотистое основание. В зависимости от того, какое азотистое основание присоединяется к рибозе, выделяют также ГТФ (гуанозинтрифосфат), ТТФ (тимидинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат). Все эти вещества схожи по строению с аденозинтрифосфатом и выполняют примерно такие же функции, однако они встречаются в клетке намного реже.

Остатки фосфорной кислоты . К рибозе может присоединиться максимально три остатка фосфорной кислоты. Если их два или только один, то соответственно вещество называется АДФ (дифосфат) или АМФ (монофосфат). Именно между фосфорными остатками заключены макроэнергетические связи, после разрыва которых высвобождается от 40 до 60 кДж энергии. Если разрываются две связи, выделяется 80, реже — 120 кДж энергии. При разрыве связи между рибозой и фосфорным остатком выделяется всего лишь 13,8 кДж, поэтому в молекуле трифосфата только две макроэргические связи (Р ̴ Р ̴ Р), а в молекуле АДФ — одна (Р ̴ Р).

Вот каковы особенности строения АТФ. По причине того, что между остатками фосфорной кислоты образуется макроэнергетическая связь, строение и функции АТФ связаны между собой.

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Кроме энергетической, АТФ может выполнять множество других функций в клетке. Наряду с другими нуклеотидтрифосфатами трифосфат участвует в построении нуклеиновый кислот. В этом случае АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ и УТФ являются поставщиками азотистых оснований. Это свойство используется в процессах и транскрипции.

Также АТФ необходим для работы ионных каналов. Например, Na-K канал выкачивает 3 молекулы натрия из клетки и вкачивает 2 молекулы калия в клетку. Такой ток ионов нужен для поддержания положительного заряда на наружной поверхности мембраны, и только с помощью аденозинтрифосфата канал может функционировать. То же касается протонных и кальциевых каналов.

АТФ является предшественником вторичного мессенжера цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) — цАМФ не только передает сигнал, полученный рецепторами мембраны клетки, но и является аллостерическим эффектором. Аллостерические эффекторы — это вещества, которые ускоряют или замедляют ферментативные реакции. Так, циклический аденозинтрифосфат ингибирует синтез фермента, который катализирует расщепление лактозы в клетках бактерии.

Сама молекула аденозинтрифосфата также может быть аллостерическим эффектором. Причем в подобных процессах антагонистом АТФ выступает АДФ: если трифосфат ускоряет реакцию, то дифосфат затормаживает, и наоборот. Таковы функции и строение АТФ.

Как образуется АТФ в клетке

Функции и строение АТФ таковы, что молекулы вещества быстро используются и разрушаются. Поэтому синтез трифосфата — это важный процесс образования энергии в клетке.

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

Субстратное фосфорилирование основано на множественных реакциях, протекающих в цитоплазме клетки. Эти реакции получили название гликолиза — анаэробный этап В результате 1 цикла гликолиза из 1 молекулы глюкозы синтезируется две молекулы которые дальше используются для получения энергии, и также синтезируются два АТФ.

• С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн —> 2С 3 Н 4 O 3 + 2АТФ + 4Н.

Дыхание клетки

Окислительное фосфорилирование — это образование аденозинтрифосфата путем передачи электронов по электронно-транспортной цепи мембраны. В результате такой передачи формируется градиент протонов на одной из сторон мембраны и с помощью белкового интегрального комплекта АТФ-синтазы идет построение молекул. Процесс протекает на мембране митохондрий.

Последовательность стадий гликолиза и окислительного фосфорилирования в митохондриях составляет общий процесс под названием дыхание. После полного цикла из 1 молекулы глюкозы в клетке образуется 36 молекул АТФ.

Фотофосфорилирование

Процесс фотофосфорилирования — это то же окислительное фосфорилирование лишь с одним отличием: реакции фотофосфорилирования протекают в хлоропластах клетки под действием света. АТФ образуется во время световой стадии фотосинтеза — основного процесса получения энергии у зеленых растений, водорослей и некоторых бактерий.

В процессе фотосинтеза все по той же электронно-транспортной цепи проходят электроны, в результате чего формируется протонный градиент. Концентрация протонов на одной из сторон мембраны является источником синтеза АТФ. Сборка молекул осуществляется посредством фермента АТФ-синтазы.

В среднестатистической клетке содержится 0,04% аденозинтрифосфата от всей массы. Однако самое большое значение наблюдается в мышечных клетках: 0,2-0,5%.

В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

В сумме за сутки организм человека синтезирует 40 кг аденозинтрифосфата, и в каждый момент времени запас АТФ составляет 250 г.

Заключение

Строение АТФ и биологическая роль его молекул тесно связаны. Вещество играет ключевую роль в процессах жизнедеятельности, ведь в макроэргических связях между фосфатными остатками содержится огромное количество энергии. Аденозинтрифосфат выполняет множество функций в клетке, и поэтому важно поддерживать постоянную концентрацию вещества. Распад и синтез идут с большой скоростью, т. к. энергия связей постоянно используется в биохимических реакциях. Это незаменимое вещество любой клетки организма. Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о том, какое строение имеет АТФ.

В биологии АТФ — это источник энергии и основа жизни. АТФ — аденозинтрифосфат — участвует в процессах метаболизма и регулирует биохимические реакции в организме.

Что это?

Понять, что такое АТФ, поможет химия. Химическая формула молекулы АТФ — C10h26N5O13P3. Запомнить полное название несложно, если разбить его на составные части. Аденозинтрифосфат или аденозинтрифосфорная кислота — нуклеотид, состоящий из трёх частей:

• аденина — пуринового азотистого основания;
• рибозы — моносахарида, относящегося к пентозам;
• трёх остатков фосфорной кислоты.

Рис. 1. Строение молекулы АТФ.

Более подробная расшифровка АТФ представлена в таблице.

АТФ впервые обнаружили гарвардские биохимики Суббарао, Ломан, Фиске в 1929 году. В 1941 году немецкий биохимик Фриц Липман установил, что АТФ является источником энергии живого организма.

Образование энергии

Фосфатные группы соединены между собой высокоэнергетическими связями, которые легко разрушаются. При гидролизе (взаимодействии с водой) связи фосфатной группы распадаются, высвобождая большое количество энергии, а АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту).

Условно химическая реакция выглядит следующим образом:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + энергия

Рис. 2. Гидролиз АТФ.

Часть высвободившейся энергии (около 40 кДж/моль) участвует в анаболизме (ассимиляции, пластическом обмене), часть — рассеивается в виде тепла для поддержания температуры тела. При дальнейшем гидролизе АДФ отщепляется ещё одна фосфатная группа с высвобождением энергии и образованием АМФ (аденозин-монофосфата). АМФ гидролизу не подвергается.

Синтез АТФ

АТФ располагается в цитоплазме, ядре, хлоропластах, в митохондриях. Синтез АТФ в животной клетке происходит в митохондриях, а в растительной — в митохондриях и хлоропластах.

АТФ образуется из АДФ и фосфата с затратой энергии. Такой процесс называется фосфорилированием:

АДФ + Н3РО4 + энергия → АТФ + Н2О

Рис. 3. Образование АТФ из АДФ.

В растительных клетках фосфорилирование происходит при фотосинтезе и называется фотофосфорилированием. У животных процесс протекает при дыхании и называется окислительным фосфорилированием.

В животных клетках синтез АТФ происходит в процессе катаболизма (диссимиляции, энергетического обмена) при расщеплении белков, жиров, углеводов.

Функции

Из определения АТФ понятно, что эта молекула способна давать энергию. Помимо энергетической аденозинтрифосфорная кислота выполняет другие функции:

• является материалом для синтеза нуклеиновых кислот;
• является частью ферментов и регулирует химические процессы, ускоряя или замедляя их протекание;
• является медиатором — передаёт сигнал синапсам (местам контакта двух клеточных мембран).

Что мы узнали?

Из урока биологии 10 класса узнали о строении и функциях АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ состоит из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты. При гидролизе фосфатные связи разрушаются, что высвобождает энергию, необходимую для жизнедеятельности организмов.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 621.

АТФ и другие соединения клетки (витамины)

Особо важную роль в биоэнергетике клетки играет адениловый нуклеотид, к которому присоединены два остатка фосфорной кислоты. Такое вещество называют аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ).

В химических связях между остатками фосфорной кислоты молекулы АТФ запасена энергия, которая освобождается при отщеплении органического фосфата: АТФ = АДФ + Ф + Е, где Ф — фермент, Е — освобождающаяся энергия. В этой реакции образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) — остаток молекулы АТФ и органический фосфат.

Энергию АТФ все клетки используют для процессов биосинтеза, движения, производства тепла, нервных импульсов, свечений (например, у люминесцентных бактерий), т.е. для всех процессов жизнедеятельности.

АТФ — универсальный биологический аккумулятор энергии, который синтезируется в митохондриях (внутриклеточных органоидах).

Митохондрия, таким образом, исполняет в клетке роль «энергетической станции». Принцип образования АТФ в хлоропластах клеток растений в общем тот же — использование протонного градиента и преобразование энергии электрохимического градиента в энергию химических связей.

Световая энергия Солнца и энергия, заключенная в потребляемой пище, запасается в молекулах АТФ. Запас АТФ в клетке невелик. Так, в мышце запаса АТФ хватает на 20-30 сокращений. При усиленной, но кратковременной работе мышцы работают исключительно за счет расщепления содержащейся в них АТФ. После окончания работы человек усиленно дышит — в этот период происходит расщепление углеводов и других веществ (происходит накопление энергии) и запас АТФ в клетках восстанавливается протонов. Протоны проходят через этот канал под действием движущей силы электрохимического градиента. Энергия этого процесса используется ферментом, содержащимся в тех же самых белковых комплексах и способным присоединить фосфатную группу к аденозиндифосфату (АДФ), что и приводит к синтезу АТФ.

Витамины: Vita — жизнь.

Витамины — биологически активные вещества, синтезирующиеся в организме или поступающие с пищей, которые в малых количествах необходимы для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма.

В 1911г. Польский химик К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее параличи голубей, питавшихся только полированным рисом. Химический анализ этого вещества показал, что в его состав входит азот.

Открытое им вещество Функ назвал витамином (от слов «вита»- жизнь и «амин»- содержащий азот.

Биологическая роль витаминов заключается в их регулярном действии на обмен веществ. Витамины обладают каталитическими свойствами, то есть способностью стимулировать химические реакции, протекающие в организме, а также активно участвуют в образовании и функции ферментов. Витамины влияют на усвоение организмом питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность. Таким образом, недостаток в организме какого-либо витамина ведет к нарушению процессов обмена веществ.

Группы витаминов:

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНАХ

С — аскорбиновая кислота: 70 — 100 мг.

В — тиамин: 1,5 — 2,6 мг.

В — рибофлавин: 1,8 — 3 мг.

А — ретинол: 1,5 мг.

D — кальциферол: для детей и взрослых 100 МЕ,

до 3 лет 400 МЕ.

Е — токоферол: 15 — 20 мг.

АТФ — это сокращённое название Аденозин Три-Фосфорной кислоты. А также можно встретить название Аденозинтрифосфат. Это нуклеоид, который играет огромную роль в обмене энергией в организме. Аденозин Три-Фосфорная кислота — это универсальный источник энергии, участвующий во всех биохимических процессах организма. Открыта эта молекула была в 1929 году учёным Карлом Ломанном. А значимость ее была подтверждена Фрицем Липманом в 1941 году.

Структура и формула АТФ

Если говорить об АТФ более подробно , то это молекула, которая даёт энергию всем процессам, происходящим в организме, в том числе она же даёт энергию для движения. При расщеплении молекулы АТФ происходит сокращение мышечного волокна, вследствие чего выделяется энергия, позволяющая произойти сокращению. Синтезируется Аденозинтрифосфат из инозина — в живом организме.

Для того чтобы дать организму энергию Аденозинтрифосфату необходимо пройти несколько этапов. Вначале отделяется один из фосфатов — с помощью специального коэнзима. Каждый из фосфатов даёт десять калорий. В процессе вырабатывается энергия и получается АДФ (аденозин дифосфат).

Если организму для действия нужно больше энергии , то отделяется ещё один фосфат. Тогда формируется АМФ (аденозин монофосфат). Главный источник для выработки Аденозинтрифосфата — это глюкоза, в клетке она расщепляется на пируват и цитозол. Аденозинтрифосфат насыщает энергией длинные волокна, которые содержат протеин — миозин. Именно он формирует мышечные клетки.

В моменты, когда организм отдыхает, цепочка идёт в обратную сторону, т. е. формируется Аденозин Три-Фосфорная кислота. Опять же в этих целях используется глюкоза. Созданные молекулы Аденозинтрифосфата будут вновь использоваться, как только это станет необходимо. Когда энергия не нужна, она сохраняется в организме и высвобождается как только это потребуется.

Молекула АТФ состоит из нескольких, а точнее, трёх компонентов:

1. Рибоза — это пятиуглеродный сахар, такой же лежит в основе ДНК.
2. Аденин — это объединённые атомы азота и углерода.
3. Трифосфат.

В самом центре молекулы Аденозинтрифосфата находится молекула рибозы, а её край является основной для аденозина. С другой стороны рибозы расположена цепочка из трёх фосфатов.

Системы АТФ

При этом нужно понимать, что запасов АТФ будет достаточно только первые две или три секунды двигательной активности, после чего её уровень снижается. Но при этом работа мышц может осуществляться только с помощью АТФ. Благодаря специальным системам в организме постоянно синтезируются новые молекулы АТФ. Включение новых молекул происходит в зависимости от длительности нагрузки.

Молекулы АТФ синтезируют три основные биохимические системы:

1. Фосфагенная система (креатин-фосфат).
2. Система гликогена и молочной кислоты.
3. Аэробное дыхание.

Рассмотрим каждую из них в отдельности.

Фосфагенная система — в случае если мышцы будут работать недолго, но крайне интенсивно (порядка 10 секунд), будет использоваться фосфагенная система. В этом случае АДФ связывается с креатин фосфатом. Благодаря этой системе происходит постоянная циркуляция небольшого количества Аденозинтрифосфата в мышечных клетках. Так как в самих мышечных клетках тоже имеется фосфат креатина, он используется, чтобы восстановить уровень АТФ после высокоинтенсивной короткой работы. Но уже секунд через десять уровень креатин фосфата начинает снижаться — такой энергии хватает на короткий забег или интенсивную силовую нагрузку в бодибилдинге.

Гликоген и молочная кислота — снабжает энергией организм медленнее, чем предыдущая. Она синтезирует АТФ, которой может хватить на полторы минуты интенсивной работы. В процессе глюкоза в мышечных клетках формируется в молочную кислоту за счёт анаэробного метаболизма .

Так как в анаэробном состоянии кислород организмом не используется, то данная система даёт энергию так же как и в аэробной системе, но время экономится. В анаэробном режиме мышцы сокращаются крайне мощно и быстро. Такая система может позволить пробежать четыреста метров спринта или более длительную интенсивную тренировку в зале. Но долгое время работать таким образом не позволит болезненность в мышцах, которая появляется из-за переизбытка молочной кислоты.

Аэробное дыхание — эта система включается, если тренировка продолжается более двух минут. Тогда мышцы начинают получать Аденозинтрифосфат из углеводов, жиров и протеинов. В этом случае АТФ синтезируется медленно, зато энергии хватает надолго — физическая активность может продолжаться несколько часов. Это происходит благодаря тому, что глюкоза распадается без препятствий, у неё нет никаких противодействий, препятствующих со стороны — как препятствует молочная кислота в анаэробном процессе.

Роль АТФ в организме

Из предыдущего описания понятно, что основная роль аденозинтрифосфата в организме — это обеспечение энергией всех многочисленных биохимических процессов и реакций в организме. Большинство энергозатратных процессов у живых существ происходят благодаря АТФ.

Но помимо этой главной функции, аденозинтрифосфат выполняет и другие:

Роль АТФ в организме и жизни человека хорошо известна не только учёным, но и многим спортсменам и бодибилдерам, так как её понимание помогает сделать тренировки более эффективными и правильно рассчитывать нагрузки. Для людей, которые занимаются силовыми тренировками в зале, спринтерскими забегами и другими видами спорта, очень важно понимать, какие упражнения требуется выполнять в тот или иной момент времени. Благодаря этому можно сформировать желаемое строение тела, проработать мышечную структуру, снизить излишний вес и добиться других желаемых результатов.

Продолжение. См. № 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Расширенное планирование, 10 класс

Урок 19. Химическое строение и биологическая роль АТФ

Оборудование: таблицы по общей биологии, схема строения молекулы АТФ, схема взаимосвязи пластического и энергетического обменов.

I. Проверка знаний

Проведение биологического диктанта «Органические соединения живой материи»

Учитель читает тезисы под номерами, учащиеся записывают в тетрадь номера тех тезисов, которые подходят по содержанию их варианту.

Вариант 1 – белки.
Вариант 2 – углеводы.
Вариант 3 – липиды.
Вариант 4 – нуклеиновые кислоты.

1. В чистом виде состоят только из атомов С, Н, О.

2. Кроме атомов С, Н, О содержат атомы N и обычно S.

3. Кроме атомов С, Н, О содержат атомы N и Р.

4. Обладают относительно небольшой молекулярной массой.

5. Молекулярная масса может быть от тысяч до нескольких десятков и сотен тысяч дальтон.

6. Наиболее крупные органические соединения с молекулярной массой до нескольких десятков и сотен миллионов дальтон.

7. Обладают различными молекулярными массами – от очень небольшой до весьма высокой, в зависимости от того, является ли вещество мономером или полимером.

8. Состоят из моносахаридов.

9. Состоят из аминокислот.

10. Состоят из нуклеотидов.

11. Являются сложными эфирами высших жирных кислот.

12. Основная структурная единица: «азотистое основание–пентоза–остаток фосфорной кислоты».

13. Основная структурная единица: «аминокислот».

14. Основная структурная единица: «моносахарид».

15. Основная структурная единица: «глицерин–жирная кислота».

16. Молекулы полимеров построены из одинаковых мономеров.

17. Молекулы полимеров построены из сходных, но не вполне одинаковых мономеров.

18. Не являются полимерами.

19. Выполняют почти исключительно энергетическую, строительную и запасающую функции, в некоторых случаях – защитную.

20. Помимо энергетической и строительной выполняют каталитическую, сигнальную, транспортную, двигательную и защитную функции;

21. Осуществляют хранение и передачу наследственных свойств клетки и организма.

Вариант 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
Вариант 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
Вариант 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
Вариант 4 – 3; 6; 10; 12; 17; 21.

II. Изучение нового материала

1. Строение аденозинтрифосфорной кислоты

Кроме белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов в живом веществе синтезируется большое количество других органических соединений. Среди них важнуую роль в биоэнергетике клетки играет аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). АТФ содержится во всех клетках растений и животных. В клетках чаще всего аденозинтрифосфорная кислота присутствует в виде солей, называемых аденозинтрифосфатами . Количество АТФ колеблется и в среднем составляет 0,04% (в клетке в среднем находится около 1 млрд молекул АТФ). Наибольшее количество АТФ содержится в скелетных мышцах (0,2–0,5%).

Молекула АТФ состоит из азотистого основания – аденина, пентозы – рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, т.е. АТФ – особый адениловый нуклеотид. В отличие от других нуклеотидов АТФ содержит не один, а три остатка фосфорной кислоты. АТФ относится к макроэргическим веществам – веществам, содержащим в своих связях большое количество энергии.

Пространственная модель (А) и структурная формула (Б) молекулы АТФ

Из состава АТФ под действием ферментов АТФаз отщепляется остаток фосфорной кислоты. АТФ имеет устойчивую тенденцию к отделению своей концевой фосфатной группы:

АТФ 4– + Н 2 О ––> АДФ 3– + 30,5 кДж + Фн,

т.к. это приводит к исчезновению энергетически невыгодного электростатического отталкивания между соседними отрицательными зарядами. Образовавшийся фосфат стабилизируется за счет образования энергетически выгодных водородных связей с водой. Распределение заряда в системе АДФ + Фн становится более устойчивым, чем в АТФ. В результате этой реакции высвобождается 30,5 кДж (при разрыве обычной ковалентной связи высвобождается 12 кДж).

Для того, чтобы подчеркнуть высокую энергетическую «стоимость» фосфорно-кислородной связи в АТФ, ее принято обозначать знаком ~ и называть макроэнергетической связью. При отщеплении одной молекулы фосфорной кислоты АТФ переходит в АДФ (аденозиндифосфорная кислота), а если отщепляются две молекулы фосфорной кислоты, то АТФ переходит в АМФ (аденозинмонофосфорная кислота). Отщепление третьего фосфата сопровождается выделением всего 13,8 кДж, так что собственно макроэргических связей в молекуле АТФ только две.

2. Образование АТФ в клетке

Запас АТФ в клетке невелик. Например, в мышце запасов АТФ хватает на 20–30 сокращений. Но ведь мышца способна работать часами и производить тысячи сокращений. Поэтому наряду с распадом АТФ до АДФ в клетке должен непрерывно идти обратный синтез. Существует несколько путей синтеза АТФ в клетках. Познакомимся с ними.

1. Анаэробное фосфорилирование. Фосфорилированием называют процесс синтеза АТФ из АДФ и низкомолекулярного фосфата (Фн). В данном случае речь идет о бескислородных процессах окисления органических веществ (например, гликолиз – процесс бескислородного окисления глюкозы до пировиноградной кислоты). Примерно 40% выделяемой в ходе этих процессов энергии (около 200 кДж/моль глюкозы), расходуется на синтез АТФ, а остальная часть рассеивается в виде тепла:

С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн ––> 2С 3 Н 4 O 3 + 2АТФ + 4Н.

2. Окислительное фосфорилирование – это процесс синтеза АТФ за счет энергии окисления органических веществ кислородом. Этот процесс был открыт в начале 1930-х гг. XX в. В.А. Энгельгардтом. Кислородные процессы окисления органических веществ протекают в митохондриях. Примерно 55% выделяющейся при этом энергии (около 2600 кДж/моль глюкозы) превращается в энергию химических связей АТФ, а 45% рассеивается в виде тепла.

Окислительное фосфорилирование значительно эффективнее анаэробных синтезов: если в процессе гликолиза при распаде молекулы глюкозы синтезируется всего 2 молекулы АТФ, то в ходе окислительного фосфорилирования образуется 36 молекул АТФ.

3. Фотофосфорилирование – процесс синтеза АТФ за счет энергии солнечного света. Этот путь синтеза АТФ характерен только для клеток, способных к фотосинтезу (зеленые растения, цианобактерии). Энергия квантов солнечного света используется фотосинтетиками в световую фазу фотосинтеза для синтеза АТФ.

3. Биологическое значение АТФ

АТФ находится в центре обменных процессов в клетке, являясь связующим звеном между реакциями биологического синтеза и распада. Роль АТФ в клетке можно сравнить с ролью аккумулятора, так как в ходе гидролиза АТФ выделяется энергия, необходимая для различных процессов жизнедеятельности («разрядка»), а в процессе фосфорилирования («зарядка») АТФ вновь аккумулирует в себе энергию.

За счет выделяющейся при гидролизе АТФ энергии происходят почти все процессы жизнедеятельности в клетке и организме: передача нервных импульсов, биосинтез веществ, мышечные сокращения, транспорт веществ и др.

III. Закрепление знаний

Решение биологических задач

Задача 1. При быстром беге мы часто дышим, происходит усиленное потоотделение. Объясните эти явления.

Задача 2. Почему на морозе замерзающие люди начинают притопывать и подпрыгивать?

Задача 3. В известном произведении И.Ильфа и Е.Петрова «Двенадцать стульев» среди многих полезных советов можно найти и такой: «Дышите глубже, вы взволнованы». Попробуйте обосновать этот совет с точки зрения происходящих в организме энергетических процессов.

IV. Домашнее задание

Начать подготовку к зачету и контрольной работе (продиктовать вопросы зачета – см. урок 21).

Урок 20. Обобщение знаний по разделу «Химическая организация жизни»

Оборудование: таблицы по общей биологии.

I. Обобщение знаний раздела

Работа учащихся с вопросами (индивидуально) с последующими проверкой и обсуждением

1. Приведите примеры органических соединений, в состав которых входят углерод, сера, фосфор, азот, железо, марганец.

2. Как по ионному составу можно отличить живую клетку от мертвой?

3. Какие вещества находятся в клетке в нерастворенном виде? В какие органы и ткани они входят?

4. Приведите примеры макроэлементов, входящих в активные центры ферментов.

5. Какие гормоны содержат микроэлементы?

6. Какова роль галогенов в организме человека?

7. Чем белки отличаются от искусственных полимеров?

8. Чем отличаются пептиды от белков?

9. Как называется белок, входящий в состав гемоглобина? Из скольких субъединиц он состоит?

10. Что такое рибонуклеаза? Сколько аминокислот входит в ее состав? Когда она была синтезирована искусственно?

11. Почему скорость химических реакций без ферментов мала?

12. Какие вещества транспортируются белками через клеточную мембрану?

13. Чем отличаются антитела от антигенов? Содержат ли вакцины антитела?

14. На какие вещества распадаются белки в организме? Сколько энергии выделяется при этом? Где и как обезвреживается аммиак?

15. Приведите пример пептидных гормонов: как они участвуют в регуляции клеточного метаболизма?

16. Какова структура сахара, с которым мы пьем чай? Какие еще три синонима этого вещества вы знаете?

17. Почему жир в молоке не собирается на поверхности, а находится в виде суспензии?

18. Какова масса ДНК в ядре соматической и половой клеток?

19. Какое количество АТФ используется человеком в сутки?

20. Из каких белков люди изготавливают одежду?

Первичная структура панкреатической рибонуклеазы (124 аминокислоты)

II. Домашнее задание.

Продолжить подготовку к зачету и контрольной работе по разделу «Химическая организация жизни».

Урок 21. Зачетный урок по разделу «Химическая организация жизни»

I. Проведение устного зачета по вопросам

1. Элементарный состав клетки.

2. Характеристика органогенных элементов.

3. Структура молекулы воды. Водородная связь и ее значение в «химии» жизни.

4. Свойства и биологические функции воды.

5. Гидрофильные и гидрофобные вещества.

6. Катионы и их биологическое значение.

7. Анионы и их биологическое значение.

8. Полимеры. Биологические полимеры. Отличия периодических и непериодических полимеров.

9. Свойства липидов, их биологические функции.

10. Группы углеводов, выделяемые по особенностям строения.

11. Биологические функции углеводов.

12. Элементарный состав белков. Аминокислоты. Образование пептидов.

13. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белков.

14. Биологические функция белков.

15. Отличия ферментов от небиологических катализаторов.

16. Строение ферментов. Коферменты.

17. Механизм действия ферментов.

18. Нуклеиновые кислоты. Нуклеотиды и их строение. Образование полинуклеотидов.

19. Правила Э.Чаргаффа. Принцип комплементарности.

20. Образование двухцепочечной молекулы ДНК и ее спирализация.

21. Классы клеточной РНК и их функции.

22. Отличия ДНК и РНК.

23. Репликация ДНК. Транскрипция.

24. Строение и биологическая роль АТФ.

25. Образование АТФ в клетке.

II. Домашнее задание

Продолжить подготовку к контрольной работе по разделу «Химическая организация жизни».

Урок 22. Контрольный урок по разделу «Химическая организация жизни»

I. Проведение письменной контрольной работы

Вариант 1

1. Имеются три вида аминокислот – А, В, С. Сколько вариантов полипептидных цепей, состоящих из пяти аминокислот, можно построить. Укажите эти варианты. Будут ли эти полипептиды обладать одинаковыми свойствами? Почему?

2. Все живое в основном состоит из соединений углерода, а аналог углерода – кремний, содержание которого в земной коре в 300 раз больше, чем углерода, встречается лишь в очень немногих организмах. Объясните этот факт с точки зрения строения и свойств атомов этих элементов.

3. В одну клетку ввели молекулы АТФ, меченные радиоактивным 32Р по последнему, третьему остатку фосфорной кислоты, а в другую – молекулы АТФ, меченные 32Р по первому, ближайшему к рибозе остатку. Через 5 минут в обеих клетках померили содержание неорганического фосфат-иона, меченного 32Р. Где оно окажется значительно выше?

4. Исследования показали, что 34% общего числа нуклеотидов данной иРНК приходится на гуанин, 18% – на урацил, 28% – на цитозин и 20% – на аденин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочечной ДНК, слепком с которой является указанная иРНК.

Вариант 2

1. Жиры составляют «первый резерв» в энергетическом обмене и используются, когда исчерпан резерв углеводов. Однако в скелетных мышцах при наличии глюкозы и жирных кислот в большей степени используются последние. Белки же в качестве источника энергии всегда используются лишь в крайнем случае, при голодании организма. Объясните эти факты.

2. Ионы тяжелых металлов (ртути, свинца и др.) и мышьяка легко связываются сульфидными группировками белков. Зная свойства сульфидов этих металлов, объясните, что произойдет с белком при соединении с этими металлами. Почему тяжелые металлы являются ядами для организма?

3. В реакции окисления вещества А в вещество В освобождается 60 кДж энергии. Сколько молекул АТФ может быть максимально синтезировано в этой реакции? Как будет израсходована остальная энергия?

4. Исследования показали, что 27% общего числа нуклеотидов данной иРНК приходится на гуанин, 15% – на урацил, 18% – на цитозин и 40% – на аденин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочечной ДНК, слепком с которой является указанная иРНК.

Продолжение следует

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Расшифровка сигнала Ca2 + L-типа: история регуляции транскрипции

Вольт-чувствительные каналы L-типа Ca ²⁺ (Ca _V ) на плазматической мембране различных типов клеток играют фундаментальную роль в Ca ^{2 +} сигнально-сотовая функция. Во многих случаях сигналы канала Ca _V связаны с транскрипцией гена. Этот сигнал имеет отличительные свойства, которые включают в себя субклеточную локализацию, амплитуду и длительность участка входа.В этом мини-обзоре кратко описывается, как регуляция сигнала Ca ²⁺ с помощью Ca _V 1 используется для преобразования определенных паттернов возбуждения в качественно и количественно различные ядерные функции.

Введение

Многие типы каналов Ca ²⁺ были описаны как в нервной системе, так и в периферических тканях, таких как эндокринные, скелетные, сердечные и гладкие мышцы (рис. 5-7). Канал Ca _V 1 связывает деполяризацию мембраны со стимулами рецептора клеточной поверхности, чтобы регулировать множество процессов, включая экспрессию генов, синаптическую эффективность, стабильность мРНК и выживаемость клеток.Они экспрессируются исключительно в возбудимых клетках, таких как скелетные, сердечные, гладкие мышцы, нейроны и эндокринные клетки. ^1-6 Повышение внутриклеточной концентрации Ca ²⁺ индуцируется электрическими или рецепторными стимулами, вызванными активацией Ca _V 1, часто происходит в виде повторяющихся всплесков Ca ²⁺ или колебаний Ca ²⁺ . Параметры входа Ca ²⁺ , такие как амплитуда, частота, внутриклеточное расположение и скорость волн Ca ²⁺ , регулируются типом и интенсивностью стимула в одной и той же клетке. ^7,8 Эти различные способы проникновения Ca ²⁺ в клетку играют ключевую роль в определении того, какие сигнальные пути активируются, и, таким образом, определяют клеточный ответ и индуцируют селективную клеточную функцию. ⁹

Ca

в основном используют две стратегии для связывания стимула Ca ²⁺ с транскрипцией. Во-первых, Ca ²⁺ (в месте входа) активирует цитоплазматические сигнальные молекулы, которые передают сигнал ядру.Эти сигналы можно заблокировать с помощью ингибиторов, специфичных для Ca _V 1 (FS-2 (# F-700), кальцисептина (# C-500) и Calcicludine (# C-650, заменено на # SPC- 650)). Кроме того, было показано, что активатор Ca _V 1 (±) -Bay K8644 (# B-350) модулирует внеклеточный сигнал, регулируемый серин / треонинкиназой (ERK) / митоген-активируемой протеинкиназой (P42 / 44 MAPK) во многих типах клеток (рис. 1, 2). Этот сигнальный путь играет фундаментальную роль в пролиферации, дифференцировке, подвижности, выживании и апоптозе клеток посредством зависимых от транскрипции и независимых механизмов в различных типах клеток. ^10-12 Например, в островках человека глюкоза, индуцированная Ca ²⁺ сверх стимуляции, отвечает за дисфункцию β-клеток и индукцию апоптоза (рис. 2). ¹³

Во-вторых, Ca ²⁺ может действовать непосредственно в ядре. Например, было показано, что активация притока Ca _V 1 и Ca ²⁺ активирует фактор транскрипции Cyclic Adenosine 3 ’, 5’-Monophosphate Response Element Element Binding Element, связывающий белок (CREB) (фиг. 3). ¹⁴ Этот фактор транскрипции регулирует экспрессию непосредственных ранних генов ¹⁵ и считается важным в формировании долговременной памяти в головном мозге. ¹⁶

Внутриклеточным рецептором для Ca ²⁺ является кальмодулин.Этот белок является очень чувствительным датчиком концентрации Ca ²⁺ , способным различать сигналы, которые различаются по частоте, амплитуде и продолжительности спайков, благодаря его влиянию на различные кальмодулин-связывающие белки. Изменения внутриклеточной концентрации Ca ²⁺ влияют на кальмодулин тремя различными способами: изменяя его внутриклеточное распределение; путем управления различными конформационными состояниями кальмодулина, которые приводят к целевой активации, и путем создания различных способов ассоциации со многими белками-мишенями. ¹⁷

Связывание Ca ²⁺ с кальмодулином позволяет клетке связывать изменения Ca ²⁺ с фосфорилированием путем активации многофункциональной Ca ²⁺ / кальмодулин-зависимой протеинкиназы (CaMK, рис. 4). Эта киназа обладает способностью напрямую связываться с порообразующей субъединицей α _1C Ca _V 1. Частотная характеристика и состояние активации CaMK сильно модулируются Ca ²⁺ , и это отражает частоту и амплитуда спайков Ca ²⁺ .Было показано, что CaMK играет ключевую роль в синаптической пластичности, обучении и памяти, а в сердце участвует в регуляции экспрессии генов. ¹⁸

Ca _V 1 содержит два сайта связывания кальмодулина, мотив «IQ» и расположенный выше кальмодулин-связывающий домен — мотив «LA» на карбокси-конце. В состояниях покоя кальмодулин, свободный от Ca ²⁺ , связан с мотивом LA и расположен близко к области пор. Во время активации Ca _V 1, когда Ca ²⁺ проникает через поры, он захватывается кальмодулином. Комплекс Ca ²⁺ / кальмодулин переключается на нижележащий мотив IQ, который имеет сайт с высоким сродством к комплексу.Комплекс Ca ²⁺ / кальмодулин имеет решающее значение для передачи сигнала от устья поры Ca _V 1 к ядру. Связывание Ca ²⁺ / кальмодулина с IQ-областью Ca _V 1.2 необходимо для его активации и для доставки пути Ras / P42 / 44 MAPK, который передает сигналы в ядро ​​путем активации факторов транскрипции ( Рис.5). ^19-21 В нервной системе этот процесс важен для выживания нейронов, синаптической пластичности и формирования памяти. ^20,22 Например, во многих типах клеток активация напряжением Ca _V 1 деполяризацией K ⁺ положительно стимулирует путь ERK. В головном мозге эта активация имеет решающее значение для повторного фосфорилирования белка синаптических пузырьков синапсина I и для активации нескольких факторов транскрипции. ²³

Транспорт Ca ²⁺ в ядро, вероятно, будет опосредован его высвобождением из внутренних хранилищ Ca ²⁺ , хотя это может быть результатом транслокации комплекса Ca ²⁺ / кальмодулин из Поверхность клетки к ядру ¹⁴ (особенно в нервах за счет ретроградных потенциалов дендритного действия) для поддержки активации CREB, которая тесно связана с развитием дендритов, выживанием нейронов и познанием. ^23,24 Ядерной мобилизации Ca ²⁺ / кальмодулина способствует исключительно Ca _V 1 и активность рецептора глутамата, ¹⁴ , но она модулируется другими клеточными сигналами, которые контролируют состояние фосфорилирования кальмодулина. Действие фосфокальмодулина отличается от действия нефосфорилированных видов. ^25–26

Заключение

В биологических системах сигнал Ca ²⁺ служит универсальным внутриклеточным мессенджером, который модулирует множественные процессы, регулируемые Ca ²⁺ .Внутриклеточные механизмы, которые декодируют этот сигнал Ca ²⁺ , сложны и зависят от процессов, которые задействуют широкий спектр ферментативной активности. Сигнал Ca _V 1 представляет собой уникальное сообщение, которое включает внутриклеточные колебания Ca ²⁺ вместе с прямым контролем Ca ²⁺ , связывающего белок-кальмодулин, путем инициирования специфических путей передачи сигнала и транскрипции генов.

1. Эшкрофт, Ф.М. et ​​al. (1994) J. Cell Biochem. 55 , 54.
2. Bading, H. et ​​al. (1993) Science 260 , 181.
3. Бин, Б.П. (1989) Annu. Rev. Physiol. 51 , 367.
4. Charles, A.C. et ​​al. (1999) J. Biol. Chem. 274 , 7508.
5. Де Конинк П. и Купер Э. (1995) J. Neurosci. 15 , 7966.
6. Кристи, Б.R. et ​​al. (1997) J. Neurophysiol. 77 , 1651.
7. Berridge, M.J. et ​​al. (2000) Нат. Rev. Mol. Cell Biol. 1 , 11.
8. Cruzalegui, F.H. and Bading, H. (2000) Cell. Мол. Life Sci. 57 , 402.
9. Киселев К. и др. (2003) Ячейка. Сигнал. 15 , 243.
10. Shimamura, A. et ​​al. (2000) Curr. Биол. 10 , 127.
11. Bonni, A. et ​​al. (1999) Science 286 , 1358.
12. Ballif, B.A. и Blenis, J. (2001), Cell Growth Differ. 12 , 397.
13. Maedler, K. et ​​al. (2004) Диабет 53 , 1706.
14. Deisseroth, K. et ​​al. (1998) Nature 392 , 198.
15. Wantanabe, S. et ​​al. (1997) Кровь 89 , 1197.
16. Abel, T. et ​​al. (1998) Science , 279 , 338.
17. Чин, Д. и Минс, А. (2000) Trends Cell Biol. 10 , 322.
18. Де Конинк, П. и Шульман, Х. (1998) Science 279 , 227.
19. Tebar, F. et ​​al. (2002) Мол. Биол. Ячейка 13 , 2057.
20. Dolmetsch, R.E. et ​​al. (2001) Наука 294 , 333.
21. Каллен П.Дж. и Локьер П.Дж. (2002) Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 3 , 339.
22. Selcher, J.C. et ​​al. (2002) Neuroscientist 8 , 122.
23. Cruzalegui, F.H. и Bading, H. (2000) Cell. Мол. Life Sci. 57 , 402.
24. Gao, L. et ​​al. (2006) J. Neurosci. 26 , 6259.
25. Nakamura, T. et ​​al. (1999) Нейрон 24 , 727.
26. Benaim, G. and Villalobo, A. (2002) Eur. J. Biochem. 269 , 3619.

Исследования | Медицинская системная биология

Здесь вы можете найти информацию о новых открытиях, сделанных в лаборатории Тайпале.

Основные публикации (Pubmed)

Все публикации (Google Scholar)

Zhu, F., Farnung, L., Kaasinen, E., Sahu, B., Yin, Y., Wei, B., Dodonova, S., Nitta, K., Morgunova, E., Taipale, M., Cramer, P. И

Упаковка ДНК в нуклеосомы затрудняет доступ к ДНК факторам транскрипции. Это новое исследование показывает, что эти белки разработали несколько различных механизмов, позволяющих обойти проблему, что позволяет им читать важные сообщения в нашем геноме, которые сообщают клеткам, как строить и поддерживать наши ткани и органы.

Полученные результаты раскрывают богатый интерактивный ландшафт между факторами транскрипции и нуклеосомой, тем самым открывая путь к полному пониманию сложных механизмов декодирования ДНК у высших организмов. Полученные данные также обеспечивают основу для будущих исследований, направленных на понимание регуляции транскрипции, основанной на биохимических принципах. Поскольку аберрантная активность фактора транскрипции связана со многими заболеваниями человека, включая рак, полученные данные также имеют отношение к пониманию механизмов заболевания человека.

Вэй, Б., Джолма, А., Саху, Б., Орре, Л. М., Чжун, Ф., Чжу, Ф., Кивиоджа, Т., Сур, И. К., Лехтио, Дж., Тайпале, М., и

Мы разработали массовый параллельный анализ активности белков (активная идентификация фактора транскрипции, ATF), который может измерять активность связывания ДНК всех ТФ в конкретном типе клеток.Применяя эту технику к тканям мыши и эмбриональным стволовым клеткам, мы обнаружили, что только небольшое количество ТФ продемонстрировало сильное связывание с ДНК в каждой из исследованных тканей. Эти результаты предполагают, что, несмотря на то, что в большинстве тканей присутствует огромное количество TF, всего несколько TF могут определять ландшафт экспрессии генов в клетке, и что паттерн регуляторных взаимодействий генов может быть гораздо менее сложным и более иерархическим, чем думал ранее.

Говоря об исследовании, профессор Юсси Тайпале объяснил: «Открытие того, что некоторые факторы транскрипции намного более активны, чем другие, указывает на то, что регуляторная система намного проще, чем мы предполагали.Ранее мы думали, что все факторы транскрипции могут работать вместе миллионами различных способов регуляции генов. Вместо этого теперь похоже, что более слабые факторы транскрипции должны работать с сильными, чтобы что-то сделать. Это делает систему регулирования очень иерархической и упрощает задачу эволюции. В иерархической системе легче развить наборы коэкспрессируемых генов, которые работают вместе для выполнения конкретной задачи ».

Митохондриальные заболевания: вклад стрессовых реакций органелл в патологию

Опосредованная mTORC1 активация ATF4 способствует синтезу белка и глутатиона ниже сигналов роста

Существенные изменения:

1) Это исследование идентифицирует перекрытие между ATF4-зависимой экспрессией гена в ответ на пути ISR и mTORC1.Однако анализ не дает понимания лежащего в основе механизма. Что объясняет различные подмножества экспрессии ATF4-зависимых генов в этих условиях? В разделе «Обсуждение» рукописи предполагается, что это может быть связано с различиями в экспрессии ATF4 (высокая или низкая) или с дифференциальным участием гетеродимерных партнеров ATF4, но никаких экспериментальных тестов этих предсказаний не представлено. Разница также может быть связана с комбинаторным действием ATF4 с другими факторами транскрипции на промоторы генов, которые по-разному активируются посредством ISR по сравнению с другими факторами транскрипции.mTORC1. Был бы полезен сравнительный биоинформатический анализ промоторов, соответствующих дифференциально экспрессируемым генам. Более того, в этих условиях требуется биохимический анализ ATF4, включая анализ гетеромерных партнеров и анализ связывания ДНК.

Этот важный вопрос неизвестен для большинства исследований ATF4, который может быть активирован множеством различных вышестоящих стрессовых сигналов, в дополнение к передаче сигналов фактора роста через mTORC1, чтобы вызвать как специфические, так и перекрывающиеся генные ответы.Учитывая, что ATF4-зависимые цели, которые, как было обнаружено, являются общими для передачи сигналов ISR и mTORC1 в нашем анализе, представляют собой многие из канонически сообщаемых целей ATF4 в других условиях, мы предположили и обсудили в нашем первоначальном сообщении, что они могут представлять те цели, которые являются наиболее чувствительными. к индукции уровня белка ATF4. В соответствии с этой идеей, анализ 774 генов, значительно индуцированных туникамицином ATF4-зависимым образом (рис. 1 — исходные данные 1), показывает, что 61 ген, также значительно индуцируемый инсулином и чувствительный к рапамицину, значительно обогащен среди самых популярных генов. 100 наиболее значимо индуцируются туникамицином (показаны красным на новом рисунке 1E, отдельные гены обозначены на рисунке 1 — исходные данные 1).

New Figure 2: Как было предложено, мы также использовали два биоинформатических подхода для анализа промоторов этих ATF4-зависимых генов-мишеней. Во-первых, мы использовали инструмент CiiiDER для прогнозирования ДНК-связывающих мотивов факторов транскрипции в промоторах 61 ATF4-зависимого гена, общего для передачи сигналов ISR и mTORC1, по сравнению с топ-200 генами ISR only. Это сработало довольно хорошо и показало, что C / EBP-связывающие мотивы являются наиболее обогащенными среди общих генов, тогда как связывающие мотивы для семейства факторов транскрипции TEAD были обогащены только для генов ISR (новый рисунок 2A).Это последнее наблюдение интересно в свете недавних исследований, показывающих, что TEAD и его партнеры по связыванию YAP / TAZ, нижестоящие мишени пути Hippo, активируются ER стрессом и могут взаимодействовать с мишенями UPR (PMID: 25695629; PMID: 31558567). Наш второй беспристрастный анализ использовал базу данных Cistrome опубликованных и курируемых исследований ChIP-seq по всему геному, чтобы определить, были ли обнаружены специфические факторы транскрипции для взаимодействия с промоторами 61 гена с общей регуляцией. Еще раз, среди исследований ChIP-seq было обнаружено, что семейство факторов транскрипции C / EBP наиболее часто связывается с промоторами этих генов (новый рисунок 2B).

ATF4 может гетеродимеризоваться со всем семейством C / EBP (PMID: 12805554). Таким образом, чтобы продолжить наши биоинформатические наблюдения с помощью функциональных анализов, мы использовали siRNA-опосредованный нокдаун отдельных изоформ C / EBP (α, β, δ, γ) и ATF4 и исследовали экспрессию репрезентативных генов из различных функциональных категорий ( Mthfd2 , Slc7a5 , Aars ) из списка 61 ATF4-зависимой цели, совместно используемой mTORC1 и ISR в их регулировании. Этот анализ выявил высокую степень перекрестной регуляции между этими разными изоформами и ATF4 в регуляции их собственных транскриптов, что затруднило оценку прямого воздействия одного или нескольких из этих членов семейства C / EBP на нижестоящие мишени (новый рисунок 2C). .К сожалению, мы не смогли идентифицировать надежные изоформ-специфичные антитела C / EBP, которые давали четкие и воспроизводимые сигналы с помощью иммуноблоттинга или IP из лизатов MEF, с антителами, протестированными с использованием siRNA-опосредованного нокдауна в качестве контроля для соответствующих полос. В разной степени C / EBPβ, δ и γ нокдауны снижают экспрессию всех тестируемых мишеней, но только C / EBPγ делает это для каждого гена, не влияя на уровни белка ATF4 (новый рисунок 2C, D). Интересно, что многие из 61 общего идентифицированного гена перекрываются с генами, которые, как было установлено ранее, регулируются ATF4 посредством гетеродимеризации с C / EBPγ в ответ на стресс, связанный с лишением аминокислот (PMID: 26667036).Таким образом, мы использовали siRNA-опосредованный нокдаун ATF4 или C / EBPγ, чтобы определить влияние этих репрезентативных мишеней на инсулин и рапамицин (новый рисунок 2D). Эти данные продемонстрировали, что C / EBPγ требуется для индукции этих генов инсулином, а также для стимулированного инсулином увеличения экспрессии гена ATF4. Вместе наш новый биоинформатический анализ и функциональные данные предполагают, что участие C / EBPγ отвечает по крайней мере за часть программы экспрессии ATF4-зависимого гена, разделяемой между передачей сигналов mTORC1 и ISR.Однако, как показано при использовании кДНК ATF4, устойчивой к рапамицину, mTORC1-опосредованная регуляция этих генов-мишеней в основном осуществляется за счет воздействия на уровни белка ATF4.

2) Рис. 2A и E. Авторам необходимо объяснить несоответствие между уровнями РНК и белка. Может оказаться полезным денситометрический анализ белковых пятен. Более того, авторы должны показать уровни белка из подгруппы генов «переносчиков аминокислот», как они это делали с генами «заряжающей тРНК» и генами «синтеза аминокислот» на рисунках 2D и E.

Уровни транскрипта и белка часто не совпадают, учитывая, что на содержание белка независимо влияют различные скорости трансляции, стабильности и деградации. Количественная оценка этих блотов была облегчена использованием системы визуализации LICOR Odyssey Imaging System, которая обеспечивает линейную количественную оценку, а не результаты, полученные с помощью методов блоттинга с ферментной связью. Соответствующее количественное определение белка блотов на рисунке 2D-E теперь представлено как новый рисунок 3 — приложение к рисунку 1C-D.Мы протестировали антитела вместе с контролями siRNA на специфичность для переносчиков нескольких аминокислот, которые, как было обнаружено, регулируются на уровне транскрипта с помощью передачи сигналов mTORC1 через ATF4, включая SLC7A5, SLC3A2 / CD98, SLC1A5 и SLC7A11. Некоторые из этих антител работают для блоттинга экстрактов белков человека, но, к сожалению, только SLC7A11 давал специфическую полосу, которая уменьшалась с помощью siRNAs в MEF (новый рисунок 6 — приложение к рисунку 1A), см. Комментарий 5 ниже.

3) MYC контролирует несколько переносчиков аминокислот (PMID: 32022686).Так как MYC может быть активирован ниже mTORC1, авт. Должны исследовать вклад MYC в экспрессию переносчика аминокислот в клетках Tsc2 ^{— / —} .

Мы расширили наш анализ генных мишеней ATF4, включив в него как переносчики аминокислот ( Slc7a11 , Slc7a5 , Slc3a2 и Slc1a5 ), так и гены синтеза незаменимых аминокислот ( Psat1 f и Msat1 th и ), некоторые из которых регулируются Myc в других настройках.Хотя было обнаружено, что некоторые из них значительно уменьшаются с помощью siRNA-опосредованного нокдауна c-Myc, во всех случаях нокдаун ATF4 более сильно и значительно снижает их экспрессию (новый рисунок 3 — рисунок в приложении 1L).

4) Рисунок 3D. Авторам необходимо показать уровни белка мишеней ATF4 (как они это сделали на рисунке 3C), чтобы продемонстрировать устойчивость к рапамицину на уровне белка. Это важно из-за несоответствий между экспрессией РНК и белка, показанной на рис. 2A и E.

Как упоминалось в комментарии 2 выше, мы не ожидаем совпадения экспрессии РНК и белка по степени изменений. Тем не менее, мы подтвердили с помощью иммуноблоттинга, что уровни белков, кодируемых конкретными мишенями гена ATF4, действительно повышены и устойчивы к рапамицину в клетках с нокаутом ATF4, восстановленных с помощью кДНК ATF4, лишенной своего 5’UTR, но не мутантной версии этой кДНК по ATF4-DBD. (новый рисунок 4 — приложение к рисунку 1).

5) Рисунок 5B, C. Авторы должны показать уровни белка Slc7a11 и Slc3a2, чтобы продемонстрировать дифференциальную чувствительность к рапамицину в различных клеточных линиях.

После тестирования нескольких различных коммерчески доступных антител мы смогли найти антитела SLC7a11, которые специфически и надежно распознавали этот белок в экстрактах белков мыши или человека, а также антитело SLC3A2 / CD98, которое работает с белками человека. Подтверждение SiRNA антитела SLC7A11 в MEF представлено на новом рисунке 6 — приложение к рисунку 1A. В соответствии с регулируемыми mTORC1 изменениями уровней транскрипта, описанными в линиях мышей и людей в исходной рукописи, мы обнаружили, что ингибиторы mTOR значительно снижают уровни белка SLC7A11 в MEF Tsc2 ^{— / —} (новый рисунок 6D и количественно на новом рисунке. 6 — приложение к рисунку 1B), а в MEF дикого типа инсулин стимулирует увеличение белка SLC7A11 способом, который чувствителен к ингибиторам mTOR (новый рисунок 6E и количественно определен на новом рисунке 6 — приложение к рисунку 1C).Уровни белка SLC7A11, но не SLC3A2 / CD98, также значительно чувствительны к ингибиторам mTOR в человеческих клетках LNCaP и PC3 (новый рисунок 6F и рисунок 6 — приложение к рисунку 1F-H). Как указано выше, эти блоты были количественно определены с использованием системы LICOR.

6) Рисунок 5E. Авторы заключают, что существует критическая роль mTORC1 в контроле поглощения цистина через ATF4. Однако добавление цистина полностью восстанавливает рост клеток, истощенных по ATF4. Как это возможно, если уровни транспортера будут снижены из-за отсутствия ATF4?

Существует очевидная путаница между цистеином (Cys) и цистином (Cys ₂ ), отраженная в этом комментарии.Рисунок (теперь фиг. 6H) и сопровождающий текст описывают восстановление пролиферации цистеином, но не цистином, что также наблюдается на фиг. 7F для уровней глутатиона. Как отмечено в тексте, цистеин попадает в клетки через переносчики нейтральных аминокислот, которые не регулируются ATF4, как это происходит с SLC7A11-зависимым транспортом цистина.

7) На рис. 6Н авторы утверждают, что уровни глутатиона восстанавливались в клетках Atf4 ^{— / —} при экзогенной экспрессии ATF4 посредством активации Slc7a11.Однако ATF4 также регулирует субъединицы уровней глутамат-цистеинлигазы (PMID: 17297441). Каковы уровни Gclc и Gclm в ячейках Atf4 ^{— / —} на рис. 6G и H? Авторы должны измерить эти белки в общем ATF4-KO вместо использования siRNA (Рисунок 7 — приложение к рисунку 1E).

В соответствии с нашими данными, показанными в отношении чувствительной к рапамицину экспрессии транскриптов Gclc и Gclm, на которые не влиял siRNA-опосредованный нокдаун ATF4 (Рисунок 7 — рисунок в приложении 1D-E), только незначительные изменения в уровнях белка GCLC и GCLM были обнаружены с помощью Нокаут ATF4 в клетках дикого типа или нокаут и восстановление в Tsc2 ^{— / —} клетках (Фигура 7 — рисунок в приложении 1F-G).Инсулин стимулировал умеренное увеличение уровней этих белков как в MEF дикого типа, так и в нокаутированных по ATF4, способом, чувствительным к ингибиторам mTOR, но mTORC1-опосредованные эффекты на эти белки не были очевидны в клетках Tsc2 ^{— / —} с ATF4 или без него. Таким образом, в этих условиях мы не наблюдаем воспроизводимых эффектов на уровни компонентов ферментного комплекса GCL, которые могли бы объяснить наблюдаемые эффекты передачи сигналов mTORC1, ATF4, SLC7A11 и цистеина на внутриклеточное содержание глутатиона, подробно описанное на рисунке 7.