Белки в организме человека выполняют функцию: какую функцию выполняют белки в организме человека??

Строение и функции белков — задания

Вернуться к теме «Строение и функции белков»

Задания по теме «Строение и функции белков» для самостоятельной подготовки к ЕГЭ по биологии

СКОРО! — Видео с объяснениями — СКОРО!

1. Установите со­от­вет­ствие между ха­рак­те­ри­сти­кой хи­ми­че­ско­го ве­ще­ства и ве­ще­ством в ор­га­низ­ме человека

ФУНКЦИИ ВЕ­ЩЕСТВ		ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
А) спе­ци­фич­ные ка­та­ли­за­то­ры химических реакций Б) пред­став­ле­ны толь­ко белками В) бы­ва­ют бел­ко­вой и ли­пид­ной природы Г) необходимы для нор­маль­но­го обмена веществ Д) вы­де­ля­ют­ся не­по­сред­ствен­но в кровь Е) в ос­нов­ном по­сту­па­ют вме­сте с пищей		1) ферменты 2) гормоны 3) витамины

 

2. Выберите примеры функций белков, осуществляемых ими на клеточном уровне жизни

1) обеспечивают транспорт ионов через мембрану

2) входят в состав волос, перьев

3) формируют кожные покровы

4) антитела связывают антигены

5) запасают кислород в мышцах

6) обеспечивают работу веретена деления

 

3. Выберите осо­бен­но­сти стро­е­ния мо­ле­кул белков

1) со­сто­ят из жир­ных кислот

2) со­сто­ят из аминокислот

3) мо­но­ме­ры мо­ле­ку­лы удер­жи­ва­ют­ся пеп­тид­ны­ми связями

4) со­сто­ят из оди­на­ко­вых по стро­е­нию мономеров

5) пред­став­ля­ют собой мно­го­атом­ные спирты

6) чет­вер­тич­ная струк­ту­ра мо­ле­кул со­сто­ит из не­сколь­ких глобул

 

4. Выберите три функции, ха­рак­тер­ные толь­ко для белков

1) энергетическая

2) каталитическая

3) двигательная

4) транспортная

5) структурная

6) запасающая

 

5. Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания значения белков в организме человека и животных. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны

1) служат основным строительным материалом

2) расщепляются в кишечнике до глицерина и жирных кислот

3) образуются из аминокислот

4) в печени превращаются в гликоген

5) в качестве ферментов ускоряют химические реакции

 

6. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания молекулы инсулина. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны

1) состоит из аминокислот

2) гормон надпочечников

3) катализатор многих химических реакций

4) гормон поджелудочной железы

5) вещество белковой природы

 

7. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания яичного белка альбумина. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны

1) состоит из аминокислот

2) пищеварительный фермент

3) денатурирует обратимо при варке яйца

4) мономеры связаны пептидными связями

5) молекула образует первичную, вторичную и третичную структуры

 

8. Белки в организме человека и животных

1) служат основным строительным материалом

2) расщепляются в кишечнике до глицерина и жирных кислот

3) образуются из аминокислот

4) в печени превращаются в гликоген

5) откладываются в запас

6) в качестве ферментов ускоряют химические реакции

 

9. Установите соответствие между характеристикой и функцией белка, которую он выполняет

ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЛКА		ФУНКЦИЯ БЕЛКА
А) входит в состав центриолей Б) образует рибосомы В) представляет собой гормон Г) формирует мембраны клеток Д) изменяет активность генов		1) регуляторная 2) структурная

 

10. Найдите ошибки в приведенном тексте, исправьте их. Укажите номера пред-ложений, в которых сделаны ошибки, объясните их

1. Большое значение в строении и жизнедеятельности организмов имеют белки. 2. Это биополимеры, мономерами которых являются азотистые основания. 3. Белки входят в состав плазматической мембраны. 4. Многие белки выполняют в клетке ферментативную функцию. 5. В молекулах белка зашифрована наследственная информация о признаках организма. 6. Молекулы белка и тРНК входят в состав рибосом.

 

 

11. Какова природа большинства ферментов и почему они теряют свою активность при повышении уровня радиации?

 

 

12. Почему человек без опасных последствий употребляет в пищу белки в виде мяса, рыбы, яиц, а вводить белки сразу в кровь для питания больных ни в коем случае нельзя?

 

 

13. Может ли человек питаться только жирами, исключив из рациона белковую пищу?

 

 

14. Почему повышение температуры выше 40° опасно для жизни?

 

 

 

Функции белка в организме человека. Зачем нам белок? – Дисо Нутримун

Белки — это важнейший строительный материал для организма, основа здоровья, красоты и молодости.

Они выполняют множество функций: отвечают за рациональное использование питательных веществ, помогают сокращаться мышцам, участвуют в формировании иммунитета, регулируют синтез гормонов, восстанавливают силы, дают энергию и многое другое.

Пластическая функция

Белки – главный строительный материал клеток нашего организма. Они составляют значительную часть от общей массы всех тканей и органов и нуждаются в постоянном обновлении. Все необходимые нам белки мы получаем с пищей и преобразуем в собственные белки нашего организма.

Приблизительно за полгода белки нашего тела полностью заменяются. Средняя суточная потеря белков в норме составляет приблизительно 40-80 г. Норма потребления белка в сутки зависит от возраста, пола, образа жизни и состояния здоровья человека.

Каталитическая функция

В основе всех жизненных процессов лежат тысячи химических реакций. В организме человека они протекают в мягких условиях (без применения высоких температур, давления и т.д.).

Хотите быть здоровыми и держать тело в тонусе?

Присоединяйтесь к 1000+ людей, кто получает интересные инсайдерские советы и рекомендации на тему здорового образа жизни, правильного питания и тренировок!

Никакого спама, только полезный и интересный контент!

Возможность быстрого и эффективного протекания химических реакций, необходимых для обеспечения нашего организма строительным материалом и энергией, осуществляется за счет ферментов – соединений белковой природы.

Регуляторная функция

Гормоны – вещества, которые регулируют рост, развитие и дифференцировку различных органов и тканей, определяют физическое, половое и умственное развитие.

Гормоны играют первостепенную роль в процессах адаптации человека к условиям внешней среды.

Многие гормоны являются веществами белковой природы. Например, инсулин – гормон поджелудочной железы – регулирует углеводный обмен. Под воздействием инсулина происходит уменьшение концентрации глюкозы в крови и превращение глюкозы в гликоген в печени и мышцах.

Белковой структурой обладают также гормоны, вырабатываемые гипофизом – железой внутренней секреции, которая связана с одним из отделов головного мозга. Гипофиз является своеобразным «командным пунктом» для регуляции деятельности всех желез внутренней секреции.

Сигнальная функция

Все рецепторы наших органов чувств имеют белковую структуру. Восприятие всей информации из окружающей среды, дальнейшая ее передача по центральной нервной системе и ответная реакция организма на любой раздражитель невозможны без определенных веществ, имеющих белковую природу.

Например, эндорфины являются необходимым звеном реакции на стресс, так как обладают обезболивающим действием, помогают организму адаптироваться в стрессовой ситуации, улучшают память и процесс обучаемости.

Защитная функция

Наш организм постоянно подвергается агрессивному влиянию окружающей среды, в том числе в результате вторжения различных инфекционных агентов (бактерий, грибков, вирусов). Генетически в нашем организме заложена возможность бороться с инфекцией и осуществляется она в том числе с помощью белков.

Защитные функции белков можно разделить на три вида.

Механическая защита (барьерная функция)

В нашем организме существуют органы и системы, которые формируют так называемые биологические барьеры (например, кожа, слизистая оболочка, склера, выстилка пищеварительной и дыхательной систем – все, что контактирует с внешней средой).

Клеточная стенка всех этих органов и систем имеет белковую структуру. Кроме того, клеточная стенка содержит рецепторы, которые определяют то, какие вещества должны попасть внутрь клетки.

Защитной функцией обладают белки крови, например, фибриноген и тромбин. Они обеспечивают процесс свертывания и тем самым предохраняют организм от потери крови при повреждении сосудистой стенки.

Химическая защита

В организме человека белки способны связываться с различными ядами и токсинами, переводя их в неактивное состояние и тем самым способствуя их успешному выведению.

Иммунная защита

За эту функцию отвечают иммуноглобулины (или антитела). Они обладают способностью распознавать чужеродные клетки (проникающие в организм бактерии, вирусы, или клетки самого организма, переродившиеся в раковые), а также чужеродные для организма белки, и прочно связываться с ними.

Кроме того, белок необходим для построения клеток иммунной системы, которые распознают, маркируют и уничтожают чужеродный объект.

Узнайте подробнее о важности белка в организме человека.

Двигательная функция

Многие белки обладают сократительной функцией. Мы двигаемся за счет сокращения и удлинения мышечных волокон, которые состоят из миофибрилл – длинных тонких нитей, содержащих АТФ, кальций, неорганические соли, и окруженных межклеточной жидкостью.

Сокращение мышц происходит благодаря волокнам, которые содержат белки актин и миозин.

Транспортная функция

Некоторые виды белков выполняют транспортную функцию. Они связывают и переносят отдельные молекулы внутрь клетки или даже от органа к органу.

Например, гемоглобин эритроцитов (белок) при прохождении крови через легкие связывает кислород и доставляет его ко всем органам и тканям. Так начинается процесс внутриклеточного окисления, в ходе которого и высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организма.

В плазме крови транспортную функцию осуществляют липопротеины, перенося липиды из печени в другие органы.

В клеточных мембранах присутствуют белки, способные связывать глюкозу, аминокислоты, витамины, гормоны, лекарственные вещества, и обеспечивать их активный перенос внутрь клетки.

Энергетическая функция

Энергетическая роль белков определяется их способностью высвобождать при окислении энергию.

Так, при окислении 1 г белков выделяется 4 Ккал (16,7 кДж) энергии.

Содержание данной статьи предназначено только для общей информации и не должно рассматриваться в качестве замены медицинских советов вашего лечащего врача или другого специалиста из сферы здравоохранения. ООО «ЦРЛ» (Интернет-магазин «Дисо» «Нутримун») не несет ответственности и не может быть привлечено к таковой за любой диагноз, который может поставить пользователь на основании содержания данного сайта. Всегда обращайтесь за консультацией к вашему врачу, если у вас возникают опасения по поводу вашего здоровья.

Живущим в вашей толстой кишке тоже нужно здоровое питание

• Адам Резерфорд
• BBC Future

2 мая 2017

Автор фото, iStock

Чтобы сохранить здоровье и необходимое количество полезных бактерий в организме, мало просто есть йогурт с пробиотиками. Обозреватель BBC Future выяснил это, сдав один не очень приятный анализ.

Все началось с того, что не назовешь иначе как хитроумным изобретением. Это раскладывающийся лист с клейкими бумажками спереди и сзади, похожий на плоскую морскую звезду.

Бумажки приклеиваются к сидению унитаза. Закрепленный должным образом лист превращается в своеобразный гамак, на который и попадает образец для взятия пробы.

Готовясь к процедуре, я надел резиновые перчатки. Оставив свой биоматериал в «гамаке», я взял его пробу при помощи небольшой ложечки, закрепленной на внутренней стороне синей крышки от пробирки.

Затем я плотно завинтил крышку и завернул пластиковую пробирку в пакет со льдом, приготовленный мной заранее. Теперь ценный груз был готов к доставке.

А везти я его собрался в компанию Map My Gut, которая пообещала мне определить, какие именно микроорганизмы затаились в глубинах моего кишечника.

Результаты различных исследований, проведенных в последние годы, свидетельствуют о том, что микроорганизмы, живущие в нашей пищеварительной системе, намного более важны для нашего здоровья и самочувствия, чем считалось ранее.

Но вскоре я обнаружил, что мои собственные бактерии не слишком-то процветают, и что определенный рацион может полностью изменить нашу с ними общую жизнь.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Methanobrevibacter помогает повысить усвояемость пищи

В кишечнике среднестатистического человека живет около тысячи различных видов бактерий.

Общее их количество определить затруднительно, но счет идет на триллионы, и почти все они выполняют полезную для нас работу.

Геном человека насчитывает около 20 000 генов, однако у живущих в нашем организме микроорганизмов в совокупности их примерно в 500 раз больше.

Это позволяет им справляться с довольно непростыми задачами: помогать переваривать пищу, вырабатывать витамины и минералы и даже предотвращать болезни, объединяясь в группы и уничтожая патогенные бактерии.

Но это лишь малая часть их работы; на самом деле от них зависит, кем мы являемся внутри и снаружи.

Как сказал мне Эд Янг, автор книги «Множества во мне» (I Contain Multitudes), «микробы помогают строить тело человека, они формируют и обновляют наши органы по мере того как мы стареем».

«Возможно, они даже могут влиять на наше поведение и образ мыслей. Многочисленные эксперименты на животных показали, что микроорганизмы в их кишечнике могут оказывать влияние на настроение, характер и устойчивость к тревоге и стрессу», — отмечает он.

Однако насколько эти результаты применимы к человеку, нам еще предстоит понять.

Наверняка известно лишь то, что микробиомы двух человек различаются намного больше, чем их геномы.

Состав микроорганизмов в организме человека зависит от истории его болезней, места жительства и рациона.

У каждого человека он индивидуален и может сильно отличаться даже у ближайших родственников.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Некоторые продукты гораздо лучше стимулируют рост полезных бактерий в организме, чем йогурт

Именно поэтому мне пришлось опорожниться на бумажку и отнести кусочек биоматериала на анализ.

Признаюсь, что, входя в офис Тима Спектора, профессора генетики из больницы Святого Фомы, чтобы узнать результаты, я слегка нервничал.

Что я узнаю о таинственном внутреннем мире своих бактерий? Что именно прячется в моей толстой кишке?

Если честно, мой анализ был хуже некуда.

«Ваш результат намного ниже среднего. По разнообразию вы попадаете в 10% населения с самыми худшими результатами», — сказал мне Спектор с еле заметной ноткой радости в голосе. Радости, которую испытывает ученый, обнаружив какое-либо отклонение от нормы.

Он объяснил, что разнообразие — это один из главных факторов, влияющих на здоровье кишечника.

Дело в том, что разные микробы выполняют разные задачи, и чем более разнообразна эта рабочая сила, тем больше пользы мы получаем.

Но мало того, что мне недоставало разнообразия, так еще и группы бактерий, поселившиеся в моем кишечнике, были не самыми доброжелательными.

Анализ показал, что у меня в 65 раз больше Clostridium perfringens, чем у среднестатистического человека, и в 211 раз больше E. coli. Обе эти бактерии способны вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта.

«Эти результаты указывают на то, что у вас очень нездоровый микробиом», — говорилось в выданном мне документе с результатами анализов.

Я, конечно же, мог бы попытаться оправдать себя тем, что был в командировке и, возможно, съел что-то сомнительное.

Однако Спектор заявил, что однократная инфекция вряд ли способна сильно сместить баланс в худшую сторону.

А как насчет полезных бактерий? Менее 100 видов бактерий способны вызвать инфекционные заболевания, в то время как тысячи видов микроорганизмов, живущих в кишечнике человека, как сказал бы писатель Дуглас Адамс, «практически безвредны».

Так как же у меня обстоят дела с теми, кто на моей стороне?

В самом начале списка «наиболее желательных» микроорганизмов находятся такие бактерии, как Akkermansia и труднопроизносимая Christensenellaceae. Обе помогают предотвратить набор веса.

Methanobrevibacter способствует лучшей усвояемости пищи, в результате чего вы можете есть меньше. Oxalobacter обеспечивает профилактику появления камней в почках.

Сколько этих полезных бактерий обнаружилось у меня? Ноль.

Итак, меня не просто причислили к самой худшей группе, но и прописали моему кишечнику строгий режим питания, пообещав отменить его только в том случае, если он хорошенько подумает о своем поведении и решит измениться.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Clostridium perfringens связывают с возникновением заболеваний желудочно-кишечного тракта

Что же я могу предпринять, чтобы улучшить свой микробиом? По-видимому, самое главное — это разнообразие.

Чем разнообразнее ваше питание, тем больше видов бактерий поселится в вашем кишечнике.

Особенно полезны для поддержания здорового микробиома ферментированные пищевые продукты.

«Люди знают о живых йогуртах, но восточный кисломолочный напиток под названием кефир — это совершенно другой уровень: в нем в пять раз больше микроорганизмов», — сказал мне Спектор.

Население наших внутренностей также будет очень радо другим ферментированным продуктам, в том числе супу мисо и кимчхи (квашеной капусте).

Если для вас все это звучит слишком экзотично, то имейте в виду, что полезные продукты с высоким содержанием пищевых волокон — это чеснок, артишоки, бананы и цельные злаки.

А полифенолы, содержащиеся в красном винограде — излюбленная пища бактерий Akkermansia. Я считаю это неплохим поводом выпить бокал вина.

В рекламе пробиотиков говорится, что они помогают повысить содержание бактерий в кишечнике, но на самом деле тратить на них деньги вряд ли стоит.

Доказательств того, что эти бактерии задерживаются в организме достаточно долго для того, чтобы изменить микробиом, слишком мало.

Однако было доказано, что они полезны как для очень маленьких, так и для пожилых пациентов и могут использоваться для профилактики расстройства желудка при приеме антибиотиков.

Но моему кишечнику они уже вряд ли помогут.

С тех пор, как я сделал это шокирующее открытие, я полностью изменил свое питание. С момента получения результатов анализа прошло больше месяца, и в течение всего этого времени я не ел мяса.

Суп мисо заменил мне фрикадельки, а кимчхи — рыбу с картошкой. Несмотря на то, что банка с кимчхи пахнет, гм… прикольно, моя жена заставляет меня держать ее в сарае.

Только время покажет, смогут ли эти перемены оказать долговременное влияние на мой микробиом.

Но я знаю, что сейчас я ем не только для себя, но и для триллионов микроорганизмов, населяющих мое тело.

Надеюсь, этот строгий режим не продлится слишком долго.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

О том, как еда изменяет едоков | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Обмен веществ в живом организме — процесс чрезвычайно сложный, особенно когда речь идет о высокоразвитых организмах. Поэтому столь важную роль играют механизмы, регулирующие этот процесс. Сравнительно недавно ученые обнаружили, что в регуляции обмена веществ участвуют не только ферменты, гормоны, факторы роста и тому подобные соединения, но и так называемые микроРНК. Вообще РНК, то есть рибонуклеиновые кислоты, выполняют в живых клетках множество самых разных функций: так, матричная РНК служит посредником в передаче наследственной информации, закодированной в ДНК, рибосомам, синтезирующим на основе этой информации белки, транспортная РНК доставляет аминокислоты к месту синтеза белков. Есть и другие классы этих так называемых малых некодирующих РНК — они участвуют, например, в регуляции генов или играют роль биологических катализаторов химических реакций в организме.

Седьмой класс питательных веществ

Так вот, о том, что микроРНК, то есть короткие, длиной всего в 2 десятка нуклеотидов, молекулы рибонуклеиновых кислот, способны замедлять или даже блокировать производство того или иного белка, ученые уже знали. Но то, что теперь опубликовала в авторитетном научном журнале Cell Research группа китайских исследователей, вызвало у специалистов немалое изумление. Профессор цитологии Чэнь-Ю Чжан (Chen-Yu Zhang) и его коллеги из Нанкинского университета обследовали 50 добровольцев и обнаружили в их крови и тканях… микроРНК растительного происхождения.

Это и само по себе стало изрядной неожиданностью, поскольку до сих пор считалось, что все растительные ДНК и РНК, попадающие в организм человека с пищей, полностью разлагаются, разрушаются в процессе переваривания. Но еще большее удивление вызвал тот факт, что эти растительные микроРНК участвуют в регуляции метаболизма человека наравне с его собственными микроРНК. По словам руководителя исследования, это открытие заставляет совершенно по-новому взглянуть на роль питания в жизни человека: «Считается, что существует шесть классов питательных веществ — белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и вода. Однако теперь выясняется, что еще и растительные микроРНК, судя по всему, оказывают на активность наших генов, а значит, и на наш обмен веществ, самое непосредственное воздействие. Это дает основание считать их седьмым классом питательных веществ».

Рис как фактор, регулирующий расщепление холестерина

В частности, Чэнь-Ю Чжан обнаружил у всех обследованных добровольцев в плазме крови и клетках печени микроРНК типа MIR168a. Весьма обильно эти молекулы присутствуют в рисе. Опыты на трансгенных мышах показали, что в организме человека MIR168a блокирует синтез чрезвычайно важного белка — так называемого клеточного рецептора липопротеинов низкой плотности. Этот белок самым непосредственным образом связан с транспортировкой холестерина и его расщеплением в печени. Таким образом, потребление риса в пищу не только обеспечивает организм человека энергией, но и регулирует активность одного из важных генов, влияя тем самым на обмен веществ и на здоровье человека. Ведь повышенный уровень содержания в крови липопротеинов низкой плотности увеличивает риск атеросклероза.

Как растительные микроРНК умудряются уцелеть в пищеварительном тракте человека и проникнуть оттуда в кровь, пока неясно, признает Чэнь-Ю Чжан: «Нам неизвестен этот механизм в деталях. Однако мы полагаем, что эти растительные микроРНК могут захватываться клетками эндотелия сосудов кишечной стенки. При этом мембраны эндотелиальных клеток формируют особые внеклеточные структуры, в которые, как в оболочку, заключаются микроРНК. В таких миниатюрных пузырьках, называемых экзосомами, микроРНК поступают в кровоток».

Новые основы старой китайской медицины

По мнению ученого, его открытие позволяет по-новому объяснить лечебные свойства лекарственных трав, широко применяемых в традиционной китайской медицине. В ходе экспериментов, результаты которых еще только ждут опубликования, Чэнь-Ю Чжан подмешивал экстракт из растения, известный в Китае как эффективное средство против симптомов гриппа, в корм подопытным мышам, которых предварительно инфицировали вирусом инфлюэнцы. Вскоре микроРНК этого растения обнаружились в легочной ткани мышей, где они заблокировали синтез белка, необходимого для размножения вируса, и тем самым предотвратили заболевание. «Это открытие поистине революционно, — не без гордости говорит исследователь. — Возможно, мы начнем вскоре применять различные чужеродные микроРНК — и не только растительные, но и животные, — для лечения болезней. А вводить эти препараты в организм можно будет просто с пищей».

Собственно, идея использовать микроРНК в качестве биологически активного компонента лекарств обсуждается в фармацевтике уже давно. Но до сих пор все эксперименты упирались в одну неразрешимую проблему: как доставить микроРНК точно и целенаправленно в нужное место в организме. Исследования китайских цитологов показали, что природа уже давно предусмотрительно создала такие пути и что функция пищи очевидно не сводится к одному лишь обеспечению организма энергией.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Марина Борисова

Иммунитет: защита и нападение

Воспаление представляет собой реакцию ткани на инфекцию или повреждение и имеет следующие симптомы:

• 
  покраснение вследствие усиления кровотока;
• 
  отек вследствие накопления жидкости и клеток в тканях;
• боль вследствие повреждения ткани и раздражения нервных волокон;
• повышение температуры — местное (вследствие усиления кровотока) и/или системное (повышение температуры тела).

В процесс воспаления включаются белки плазмы крови — комплемент и цитокины. Комплементом называется ряд белков плазмы, вступающих в серию каскадных химических реакций в ответ на инфекцию. Это своего рода многоступенчатая сигнальная система, которая маркирует чужеродные микроорганизмы и привлекает в очаг инфекции специальные клетки — «убийцы» патогенов.

В ответ на сигнал тревоги начинается контратака защитной системы организма — запускается клеточный иммунный ответ. В неспецифическом иммунном ответе принимают участие два типа клеток крови — фагоциты и NK-клетки (или натуральные киллеры).

Фагоциты представляют собой крупные лейкоциты, поглощающие и буквально переваривающие внутри себя микроорганизмы и другие чужеродные частицы. Этот процесс называется фагоцитозом. Фагоциты наиболее чувствительны к микроорганизмам, помеченным белком-комплементом или антителами (эти частицы — уже часть адаптивного или специфического иммунного ответа). Кроме клеток, которые атакуют нарушителя по тревоге, в кровотоке также циркулирует регулярный «патруль» или особый вид лейкоцитов — натуральные киллеры. Их мишенью являются злокачественные клетки и клетки, инфицированные вирусами. Врожденный иммунитет быстро активируется на ранних стадиях инфекции. Его механизмы защиты могут ограничивать распространение патогенов в организме, но возможности для устранения чужеродных частиц ограничены и остаются прежними при повторном заражении тем же патогеном. Поэтому для борьбы с инфекцией обычно требуется участие третьей линии защиты — адаптивной иммунной системы (приобретённый иммунитет).

Адаптивный (приобретенный) иммунитет развивается после первой встречи с чужеродным агентом. Основными его качествами являются специфичность и иммунологическая память.

У специфического иммунитета в ответ на попадание в организм «чужака» в запасе имеется целая стратегия, которой позавидовали бы многие полководцы. «Основные войска» специфического иммунитета — лимфоциты. Это — специализированные лейкоциты, находящиеся в лимфатической системе. Лимфоциты характеризуются очень длительным периодом жизни — от нескольких лет до десятилетий! Известны три типа лимфоцитов: B-клетки, Т-клетки и натуральные киллеры (о них мы уже рассказывали).

Для развития адаптивного иммунитета требуется специфическая мишень — антиген. Антиген представляет собой вещество (обычно крупную молекулу), которая активирует иммунный ответ. Один микроорганизм обычно имеет большое количество антигенов, например, поверхностные структуры,  такие как компоненты клеточной стенки, полисахариды капсулы, жгутики и т. д., или внеклеточные белки, такие как токсины или ферменты, вырабатываемые микроорганизмом.

Сначала происходит выработка В-клетками оружия против нарушителей — белка, который прореагирует с антигеном и сделает его безвредным. Эти белки носят название антител, называемых также иммуноглобулинами (Ig). Антитела очень специфичны и способны связываться только с антигеном той же структуры, что изначально стимулировал их образование. Когда антитело находит соответствующий ему антиген, они соединяются наподобие ключа, вставляемого в замочную скважину.

Затем приобретенный иммунитет начинает действовать сразу на два фронта: гуморальный иммунный ответ направлен на антигены, присутствующие в плазме крови, а клеточный иммунный ответ — на патогены, присутствующие внутри клеток.

В процессе гуморального иммунного ответа В-клетки, активированные специфическими антигенами, начинают усиленно делиться с образованием большого количества идентичных клеток-клонов, каждая из которых способна бороться с данным антигеном. Антитела B-клеток также привлекают фагоциты, уничтожающие и переваривающие антиген-мишень.

Клеточный иммунитет использует «специализированные силы» — T-хелперы и цитотоксические T-клетки, непосредственно атакующие и уничтожающие «войска противника» — инфицированные клетки.

После того, как война с инфекцией выиграна, В- и Т-клетки, активированные антигенами, переходят в состояние покоя и становятся лимфоцитами памяти, специфичными по отношению к данному антигену или патогену. При повторном заражении аналогичным или очень похожим (антигенно-аналогичным) микроорганизмом, они обеспечивают быстрый и мощный иммунный ответ. Высокие концентрации нужных антител достигаются уже через 1 — 2 дня после инфицирования.

Итак, приобретенный иммунитет характеризуется тремя основными особенностями:

• 
  Специфичность: каждое антитело или активированная Т-клетка реагирует только со специфичным антигеном, вызвавшим ее образование. При этом они не реагируют с другими антигенами и защищают организм только от заболеваний, характеризующихся присутствием данного антигена.
  
• 
  Память: после того, как в процессе адаптивного иммунного ответа произошло образование специфичного антитела или Т-клетки, производство антител или активация Т-клеток происходит быстрее и в больших количествах. Данная особенность является основой эффекта многих вакцин.
• 
  Толерантность к собственным тканям: механизмы адаптивного иммунного ответа в норме способны отличать собственные структуры организма от чужеродных.

Межклеточные контакты

Межклеточные контакты — соединения между клетками, образованные при помощи белков. Межклеточные контакты обеспечивают непосредственную связь между клетками. Кроме того, клетки взаимодействуют друг с другом на расстоянии с помощью сигналов (главным образом — сигнальных веществ), передаваемых через межклеточное вещество.

Строение межклеточных соединений
В тех тканях, в которых клетки или их отростки плотно прилегают друг к другу (эпителий, мышечная ткань и пр.) между мембранами контактирующих клеток формируются связи – межклеточные контакты. Каждый тип межклеточных контактов формируется за счет специфических белков, подавляющее большинство которых — трансмембранные белки. Специальные адапторные белки могут соединять белки межклеточных контактов с цитоскелетом, а специальные «скелетные» белки — соединять отдельные молекулы этих белков в сложную надмолекулярную структуру. Во многих случаях межклеточные соединения разрушаются при удалении из среды ионов Ca2+.

Функции межклеточных соединений

Межклеточные соединения возникают в местах соприкосновения клеток в тканях и служат для межклеточного транспорта веществ и передачи сигналов (межклеточное взаимодействие), а также для механического скрепления клеток друг с другом.

Через щелевые контакты могут передаваться электрические сигналы. Клетки органов и тканей вырабатывают ряд химических веществ, действующих на другие клетки (в том числе через межклеточные контакты) и вызывающих изменения в работе цитоскелета, в интенсивности обмена веществ и процессе синтеза клеткой белков.

Типы межклеточных соединений

Простое межклеточное соединение

При простом межклеточном соединении оболочки клеток сближены на расстояние 15 – 20 нм. Это соединение занимает наиболее обширные участки соприкасающихся клеток. Посредством простых соединений осуществляется слабая механическая связь, не препятствующая транспорту веществ в межклеточных пространствах. Разновидностью простого соединения является контакт типа «замок», когда билипидные мембраны соседних клеток вместе с участком цитоплазмы вдавливаются друг в друга, чем достигается большая поверхность соприкосновения и более прочная механическая связь.

Плотное соединение (запирающая зона)

В плотном соединении клеточные мембраны максимально сближены, здесь фактически происходит их слияние. Роль плотного соединения заключается в механическом сцеплении клеток и препятствии транспорту веществ по межклеточным пространствам. Эта область непроницаема для макромолекул и ионов, она ограждает межклеточные щели от внешней среды. Плотные соединения обычно образуются между эпителиальными клетками в тех органах (желудке, кишечнике и пр.), где эпителий ограничивает содержимое этих органов (желудочный сок, кишечный сок). В этих участках плотные контакты охватывают по периметру каждую клетку, межмембранные пространства отсутствуют, а соседние клеточные оболочки слиты в одну. Если же плотное сцепление происходит на ограниченном участке, то образуется пятно слипания (десмосома).Частными случаями плотного соединения являются зоны замыкания и слипания.

Плотные контакты (англ. tight junctions) — запирающие межклеточные контакты, присущие клеткам позвоночных животных, в составе которых мембраны соседних клеток максимально сближены и «сшиты» специализированными белками клаудинами и окклюдинами (англ.). Распространены в эпителиальных тканях, где составляют наиболее апикальную часть (лат. zonula occludens) комплекса контактов между клетками, в который входят адгезионные контакты и десмосомы. Плотные контакты построены из нескольких лент, опоясывающих клетку, которые, пересекаясь между собой, образуют сетевидную связь. С цитоплазматической стороны ассоциированы с актиновыми филаментами.

Эпителиальные ткани выполняют барьерную и транспортную функции, для этого они должны быть способны пропускать одни вещества и задерживать другие. Такую выборочную проницаемость успешно обеспечивают клеточные мембраны, однако между клетками остаются промежутки, через которые может проходить так называемый парацеллюлярный (параклеточный) транспорт (англ. Paracellular transport). Роль плотных контактов заключается в том, чтобы ограничивать и регулировать параклеточную диффузию: они предотвращают протекание тканевой жидкости через эпителий, но при необходимости могут быть проницаемыми для ионов, небольших гидрофильных молекул и даже макромолекул. Также плотные контакты выполняют так называемую функцию «ограждения», они предотвращают диффузию компонентов мембраны в её внешнем слое, благодаря чему поддерживается разница в составе апикальной и базолатеральной мембран. Плотные контакты задействованы в сигнальных путях, регулирующих пролиферацию, поляризацию и дифференциацию эпителиальных клеток.

Плотные контакты состоят из тонких лент, пересекающихся между собой, которые полностью опоясывают клетку и контактируют с аналогичными лентами на соседних клетках. На электронных микрофотографиях заметно, что в участках плотных контактов мембраны соприкасаются одна с другой или даже сливаются. Комбинация метода замораживания-скалывания с электронной микроскопией с высоким разрешением позволила установить, что плёнки плотных контактов построены из белковых частиц диаметром 3-4 нм, которые выступают с обеих поверхностей мембраны. Также в пользу того, что в образовании плотных контактов ключевую роль играют белки, свидетельствует деление клеток под действием протеолитического фермента трипсина.

Всего в состав тесных контактов входит около 40 различных белков, как мембранных, так и цитоплазматических. Последние необходимы для прикрепления актиновых филаментов, регуляции и сигнализирования.

Мембранные белки

Мембранные белки плотных контактов можно разделить на две группы: те, которые пересекают мембрану 4 раза, и те, которые пересекают её только раз. Первая группа значительно распространена, в неё входят белки клаудины, окклюдины и трицеллюлин. Они имеют общие черты строения, в частности в них имеются четыре α-спиральных трасмембранных домена, N- и С-концы обращены к цитозолю, а домены, выступающие в межклеточное пространство, участвуют в гомо- или гетерофильных взаимодействиях с подобными белками на соседней клетке.

Основными белками плотных контактов являются клаудины (лат. claudo). Их роль была продемонстрирована на примере мышей с отсутствующим геном клаудин-1, — в эпидермисе таких животных не формируются плотные контакты и они погибают в течение дня после рождения из-за обезвоживания вследствие интенсивного испарения[1]. Клаудины также участвуют в формировании селективных каналов для транспорта ионов. В геноме человека есть гены по крайней мере 24 различных клаудинов, экспрессия которых происходит тканеспецифически.

Второе место по распространенности в плотных контактах занимают белки окклюдины (от лат. occludo — закрывать), они регулируют транспорт маленьких гидрофильных молекул и прохождение нейтрофилов через эпителий. Наибольшие концентрации третьего белка — трицеллюлина, наблюдаются в местах контакта трех клеток.

К белкам плотных контактов, пересекающим мембрану один раз, относятся JAM-A,-B,-C и-D (англ. junctional adhesion molecules) и родственные им CAR (англ. coxsackievirus and adenovirus receptor), CLMP (англ. CAR-like membrane protein) и ESAM (англ. endothelial-cell selective adhesion molecule), имеющие по два иммуноглобулинных домена, а также белки CRB3 (англ. Crumbs homologue 3) и Bves

Цитоплазматические белки

Цитоплазматическая пластинка плотных контактов необходима для их присоединения к актиновым филаментам, регуляции сцепления клеток и параклеточного транспорта, а также для передачи сигналов от поверхности внутрь клетки. В её состав входят адаптерные, каркасные и цитоскелетные белки, а также элементы сигнальных путей (киназы, фосфатазы). Наиболее изучен белок цитоплазматической пластинки — ZO-1, он имеет несколько доменов белок-белкового взаимодействия, каждый из которых обеспечивает контакт с другими компонентами, в том числе три PDZ-домена (англ. PSD95–DlgA–ZO-1) — с клаудинами и другими адаптерными белками — ZO-2 и ZO-3, GUK-домен (англ. guanylate kinase homology) — с окклюдинами, а Sh4-домен — с сигнальными белками.

С цитоплазматической стороной плотных контактов также ассоциированы комплексы белков PAR3/PAR6 и Pals1/PATJ, необходимые для установления полярности клеток и эпителиального морфогенеза.

Функции
Первые исследования функций плотных контактов привели к представлению, что это статические непроницаемые структуры, необходимые для того, чтобы ограничить диффузию веществ между клетками. Впоследствии было выяснено, что они избирательно проницаемы, к тому же их пропускная способность отличается в различных тканях и может регулироваться. Также установлена ещё одна функция плотных контактов: роль в поддержании полярности клеток путем ограничения диффузии липидов и белков во внешнем слое плазматической мембраны. В первом десятилетии 21 века также накоплены данные, свидетельствующие об участии этих структур в сигнальных путях, в частности, регулирующих пролиферацию и полярность.

Регулирование парацеллюлярного транспорта

Непроницаемость плотных контактов в большинстве водорастворимых соединений может быть продемонстрирована в опыте по введению гидроксида лантана (электронно плотный коллоидный раствор) в кровеносные сосуды поджелудочной железы. Через несколько минут после инъекции ацинарные клетки фиксируются, и из них готовятся препараты для микроскопии. В таком случае можно наблюдать, что гидроксид лантана диффундирует из крови в пространство между латеральными поверхностями клеток, но не может проникнуть через плотные контакты в их верхней части. Другие опыты показали, что плотные контакты также непроницаемы для солей. Например при выращивании почек собаки MDCK (англ. Madin-Darby canine kidney) в среде с очень низкой концентрацией кальция, они формируют монослой, однако не сочетаются между собой плотными контактами. Через такой монослой могут свободно двигаться соли и жидкости. Если культуре добавить кальция, то за час формируются плотные контакты, и слой становится непроницаемым для жидкостей.

Однако не во всех тканях плотные контакты полностью непроницаемы, существуют так называемые неплотные эпителии (англ. leaky epithelia). Например, эпителий тонкого кишечника пропускает в 1000 раз больше ионов Na +, чем эпителий канальцев почек. Ионы проникают через параклеточные поры диаметром 4 Å, селективные по заряду и размеру частиц, которые формируются белками клаудинами. Поскольку эпителии различных органов эксрессируют различные наборы клаудинов, то отличается и их проницаемость для ионов. Например, специфический клаудин, присутствуюий только в почках, позволяет проходить ионам магния в процессе реабсорбции.

Межклеточное пространство эпителия может быть проницаемым и для больших частиц, например, при повторении упомянутого опыта с гидроксидом лантана на ткани эпителия тонкого кишечника кролика можно наблюдать прохождение коллоидных частиц между клетками. Крупные молекулы транспортируются через специальные пути утечки (англ. leak pathway) диаметром более 60 Å. Это важно, например, для процессов всасывания аминокислот и моносахаридов, концентрация которых в тонком кишечнике возрастает после еды достаточно для их пассивного транспорта.

Поддержание различия между апикальной и базолатеральной мембранами

Если в среду, контактирующую с апикальной частью монослоя MDCK-клеток, добавить липосомы, содержащие флуоресцентно меченые гликопротеины, некоторые из них спонтанно сливаются с клеточными мембранами. После этого флуоресценцию можно обнаружить в апикальной, но не в базолатеральной части клеток при условии целостности плотных контактов. Если же их разрушить, удалив из среды кальций, флуоресцентные белки диффундируют и равномерно распределяются по всей поверхности клетки.

Цитозольный слой мембраны имеет одинаковый липидный состав, как в апикальном, так и в базолатеральном участках, эти липиды могут свободно диффундировать. С другой стороны, липиды внеклеточного слоя двух частей клетки существенно различаются, и обмену между ними препятствуют плотные контакты. Например, все гликолипиды, как и белки заякоренные гликозилфосфатидилинозитолом, в мембранах MDCK клеток расположены исключительно в внеклеточном слое апикальной части, а фосфатидилхолин — почти исключительно в базолатеральной части.

Болезни, связанные с плотными контактами

С нарушением формирования тесных контактов связаны некоторые наследственные расстройства человека, например мутации в генах клаудина-16 и клаудина-19, которые приводят к гипомагниемии, вследствие чрезмерной потери магния с мочой. Мутации в гене клаудина-13 и трицеллюлина вызывают наследственную глухоту. Дисрегуляция некоторых белков плотных контактов связана с онкологическими заболеваниями, например экспрессия ZO-1 и ZO-2 снижается во многих типах рака. Компоненты тесных контактов также могут быть мишенями для онкогенных вирусов.

Некоторые вирусы используют мембранные белки плотных контактов для проникновения в клетку, в частности клаудин-1 является корецептором для вируса гепатита C. Другие вирусы присоединяются к белкам плотных контактов, чтобы разрушить барьер, отделяющий их от настоящих рецепторов на базолатеральной слое эпителиальных клеток, или неэпителиальных клетках.

Плотные контакты могут быть мишенью и для бактериальных патогенов, например Clostridium perfringens — возбудитель газовой гангрены, выделяет энтеротоксин (англ.), действующий на внеклеточные домены мембранных клаудинов и окклюдинов, и вызывает протечки эпителия. Helicobacter pylori — возбудитель гастрита — вводит в клетки белок CagA, взаимодействующий с комплексом ZO-1-JAM-A, считается, что это помогает бактерии преодолеть защитный барьер желудочного эпителия.

Адгезионные контакты

Адгезионные контакты (англ. adherens junctions, AJ) — якорные межклеточные контакты, ассоциированные с микрофиламентами, обеспечивающие целостность и механическую прочность ткани, в частности противостояние растяжению, придающие клеткам возможность координированно использовать актиновый цитоскелет. Адгезионные контакты относятся к гомофильным, то есть соединяют клетки одинакового типа. В их формировании принимают участие белки кадгерины и катенины.

Морфологически адгезионные контакты являются относительно простыми, в отличие от десмосом, плотных и щелевых контактов, они не имеют высокоспециализированных ультраструктур, кроме скопления актиновых филаментов. От других типов соединений клеток они отличаются относительной гибкостью и изменчивостью.

Чаще всего адгезионные контакты встречаются в эпителиальных тканях, здесь они образуют вокруг каждой клетки поясок, который называют зоной прилипания (англ. zonula adherens). Такие зоны в эпителии позвоночных животных преимущественно размещаются базальнее участка плотных контактов (англ. zonula occludens) и апикальнее десмосом (англ. macula adherens).

Однако распространение адгезионных контактов в организме не ограничено только эпителием, во многих неэпителиальных тканях, например в нервной и соединительной, они присутствуют в форме точечных или полосковидных сообщений клеток. Также они хорошо выражены в сердечной мышце, где обеспечивают косвенное сообщение сократительного аппарата кардиомиоцитов. Вместе с десмосомами адгезивные контакты образуют так называемые вставные диски между клетками миокарда.

В зоне адгезионных контактов мембраны соседних клеток удалены друг от друга на расстояние 10-20 нм. В состав адгезионных контактов входят три основных элемента:

Собственно сообщение клеток происходит благодаря трансмембранным молекулам клеточной адгезии (англ. cell adhesion molecules, CAM), из которых самыми распространенными в адгезионных контактах являются классические кадгерины. Их N-конечная (N-terminus) внеклеточная часть в присутствии ионов кальция взаимодействует с подобной молекулой на соседней клетке, обеспечивая слипание клеток, а внутриклеточный C-конечный (C-terminus) домен связывается с якорными белками. Также в адгезионных контактах были обнаружены другие трансмембранные белки: нектины и везатины.
Адаптером между CAM и элементами цитоскелета выступают внутриклеточные якорные белки, большинство из них крепят цитоплазматическую сторону кадгеринов к актиновым филаментам. Кадгерины непосредственно взаимодействуют с β-катенином и плакоглобинами (γ-катенинами), которые в свою очередь присоединяются к молекулам α-катенина, а те — к винкулину, α-актинину или ZO-1 (англ.), которые уже связываются с актином. В комплексе якорных белков с кадгеринами присутствует также белок p120-катенин, который, вероятно, участвует в регулировании силы адгезионных контактов между клетками. Нектины крепятся к актиновым филаментам через белок афадин.
Третьим компонентом являются пучки актиновых филаментов в соседних клетках, что косвенно соединены между собой. Также была продемонстрирована связь адгезионных контактов с микротрубочками, хотя значительного их скопления в этих участках и не наблюдается. Микротрубочки могут присоединяться к адгезионным контактам как плюс-, так и минус-концами, вместе с моторными белками они, вероятно, участвуют в транспортировке белков, необходимых для формирования контактов, в частности кадгеринов.

Функции

Схематическое изображение процесса формирования трубки из слоя эпителиальных клеток
Одной из основных функций адгезионных контактов является физическое соединение клеток в единую ткань, их ослабление часто приводит к диссоциации клеток. Такого эффекта можно достичь, обработав ткань или монослойную культуру хелатирующим агентами, такими как ЭДТА, связывающими ионы кальция, вследствие чего взаимодействие между кадгеринами нарушается. Однако, хелатирующих агентов обычно недостаточно для полного разделения клеток, поскольку между ними существуют другие — кальций независимые — контакты.

Адгезионные контакты обеспечивают образование широкой межклеточной сети из пучков сократительных актиновых филаментов, расположенных параллельно мембранам клеток и соединенных между собой с помощью белков катенинов и кадгеринов. Такая организация позволяет не только противостоять механическому напряжению, но и согласовывать поведение клеток во время процессов морфогенеза. Например, координированное сокращение колец актиновых филаментов соседних клеток является необходимым для формирования трубок из слоя эпителия, в частности во время закладки нервной трубки. Одним из примеров является Shroom3-зависимое сокращение зоны прилипания, при этом актин-связывающий белок Shroom3 привлекает к участку адгезионные контакты Rho-киназы и активирует миозин-II, в результате чего и происходит сокращение.

Адгезионные контакты также задействованы в межклеточной передаче сигналов, об этом свидетельствует локализация в зрелых контактах рецепторной тирозинфосфатазы μ и белка RACK1, который взаимодействует с ней. При снижении экспрессии α-катенина наблюдается значительное увеличение темпов пролиферации эпителиальных клеток, было показано, что за этот эффект отвечает сигнальный путь инсулин / MAPK.

Десмосома (пятно сцепления, липкое соединение)

Десмосома — один из типов межклеточных контактов, обеспечивающих прочное соединение клеток (как правило, эпителиальной или мышечной ткани) у животных. Функция десмосом заключается главным образом в обеспечении механической связи между клетками.

Существуют 3 типа десмосом — точечные (лат. macula adherens), опоясывающие (лат. zonula adherens) и гемидесмосомы. Точечная десмосома представляет собой небольшую площадку (диаметром до 0,5 мкм), соединяющую мембраны двух соседних клеток. Количество точечных десмосом на одной клетке может достигать 2000.

Десмосомы образуются между клетками тех тканей, которые могут подвергаться трению, растяжению и другим механическим воздействиям (эпителиальные клетки, клетки сердечной мышцы). Со стороны цитоплазмы к десмосомам прикрепляются промежуточные филаменты, которые формируют в цитоплазме сеть, обладающую большой прочностью на разрыв. Через десмосомы промежуточные филаменты соседних клеток объединяются в непрерывную сеть, охватывающую всю ткань.

Десмосома состоит из белков клеточной адгезии из семейства кадгеринов и соединительных (адапторных) белков, которые соединяют их с промежуточными филаментами. Белки клеточной адгезии, формирующие десмосомы — десмоглеин и десмоколлин. Как и другие кадгерины, эти трансмембранные белки имеют по пять внеклеточных доменов и являются кальцийсвязывающими. Они обеспечивают гомофильное соединение клеток — между собой соединяются две одинаковые по строению молекулы белка. Внутриклеточный белок десмоплакин (при участии еще двух белков, плакофиллина и плакоглобина) соединяет внутриклеточные домены десмоглеина с промежуточными филаментами. Тип промежуточных филаментов зависит от типа клеток: в большинстве эпителиальных клеток они кератиновые, а в клетках сердечной мышцы — десминовые, и т. п.

Если контакты похожего строения образуются между клетками и внеклеточным матриксом, то они называются гемидесмосомами, или полудесмосомами.

Медицинское значение

С нарушением функции десмосом связаны кожные болезни, которые объединены под названием пузырные дерматозы. Две наиболее распространённые формы — pemphigus vulgaris (обыкновенная пузырчатка) и pemphigus foliaceus (пластинчатая пузырчатка). Обычно они имеют аутоиммунную природу, хотя сходные патологии могут быть и наследственными. При вульгарной пузырчатке антитела атакуют белок десмоглеин-3, который присутствует во всех слоях эпителия. При пластинчатой пузырчатке образуются аутоантитела против белка десмоглеин-1, который экспрессируется только в верхних слоях эпидермиса кожи. У больных образуются пузыри, так как слои эпидермиса разрываются, часть его клеток гибнет, а в образующиеся полости поступает межклеточная жидкость.

При вульгарной пузырчатке пузыри образуются не только на коже, но на других слизистых (в основном во рту). Эта болезнь протекает более тяжело и может закончиться смертью. Развивается она обычно в возрасте 40-60 лет. При пластинчатой пузырчатке поражения захватывают только кожу, которая отслаивается в виде пластинок.

Нексус (щелевой контакт)

Щелевое соединение, щелевой контакт (англ. gap junction) — тип соединения клеток в организме с помощью белковых каналов (коннексонов). Через щелевые контакты могут непосредственно передаваться от клетки к клетке электрические сигналы (потенциалы действия), а также малые молекулы (с молекулярной массой примерно до 1.000 Д). Этим щелевые контакты отличаются от плазмодесм, через которые могут транспортироваться макромолекулы и даже органоиды.

Структурную основу щелевого соединения составляют коннексоны — каналы, образуемые шестью белками-коннексинами. В нервной системе щелевое соединение между нейронами встречается в так называемых электрических синапсах. Отдельные коннексоны обычно сосредоточены на ограниченных по площади участках мембран — нексусах, или бляшках (англ. plaque) диаметром 0,5-1 мкм. В области нексуса мембраны соседних клеток сближены, расстояние между ними составляет 2-4 нм.

Белки щелевых контактов

У позвоночных основу щелевых контактов составляют коннексины — первое из описанных семейств белков щелевых контактов. В геноме человека идентифицирован 21 ген щелевых контактов, в геноме мыши — 20 генов.

У беспозвоночных имеется другое семейство белков щелевых контактов, сходных с коннексинами по структуре и функциям, но негомологичных им (имеющих несходную первичную структуру) — иннексины. В геноме Caenorhabditis elegans найдено 25 генов иннексинов, в геноме Drosophila melanogaster — 8.

Позднее выяснилось, что у позвоночных, кроме коннексинов, имеются также белки, гомологичные иннексинам. Эти белки, открытые группой российских ученых, получили название паннексины. В геноме человека и мыши к настоящему времени идентифицированы 3 гена паннексинов.

У иглокожих и некоторых других групп животных есть щелевые контакты, но нет генов ни одного из вышеназванных семейств. Это означает, что существуют ещё не открытые семейства белков щелевых контактов.

Местонахождения в организме и функции щелевых контактов

Основная функция щелевых контактов — электрическое соединение двух клеток, а также перенос небольших молекул между ними. В различных тканях оно существует с разными задачами. В нервной системе щелевые контакты — один из способов передачи возбуждения между нейронами, электрический синапс. В сердце щелевые контакты соединяют кардиомиоциты для обеспечения синхронности сокращения всех клеток одного отдела. Щелевые контакты встречаются практически во всех тканях. Одним из исключений является поперечно-полосатая мускулатура, где клеткам не требуется электрическая связь, поскольку они там слиты в симпласт (однако щелевые контакты встречаются в сосудах, питающих мышцы). Также щелевые контакты не обнаруживаются у эритроцитов и зрелых сперматозоидов. Щелевые контакты даже соединяют клетки фолликула с ооцитом (формально, клетки разных организмов), а разрушение этой связи является одним из сигналов для ооцита при овуляции. Очень значительную роль в функционировании организма играют так называемые полуканалы — «половинки» щелевых контактов, открытые в межклеточное пространство. Например, они участвуют в создании кальциевой волны в эндотелии, выпуская АТФ наружу из клетки, что способствует поддержанию кровяного давления в сосуде.
Изменения щелевых контактов — одна из причин эффекта «свидетеля» при облучении.

Синапс (синаптическое соединение)

Синапсы являются особыми формами межклеточных соединений. Они характерны для нервной ткани и встречаются между нейронами (межнейронные синапсы) или между нейроном и клеткой-мишенью (нервно-мышечные синапсы и пр.). Синапсы – участки контакта двух клеток, специализированных для односторонней передачи возбуждения или торможения от одной клетки к другой. Их функция – именно передача нервного импульса с нейрона на другую нервную клетку или клетку-мишень.

Основные элементы химического синапса: синаптическая щель, везикулы (синаптические пузырьки), нейромедиаторы, рецепторы.

Передача импульсов осуществляется химическим путём с помощью медиаторов или электрическим путём посредством прохождения ионов из одной клетки в другую.

Одна из важнейших функций, которую выполняют белки в организме, — защитная. Иммунной защите отводится особая роль.

Ядро иммунной системы составляют три типа белков: иммуноглобулины (антитела), интерфероны и белки главного комплекса гистосовместимости. Они являются главными участниками формирования иммунного ответа — способности организма адекватно реагировать на чужеродную информацию и противостоять воздействию патогенов. Ежедневное удовлетворение потребности в белке принципиально важно для иммунной защиты.

Влияет ли белковый дефицит на течение болезни и процесс выздоровления? Что такое аминокислотный скор и какова его роль в удовлетворении потребности в белке? Мы узнали мнения экспертов.

Стабильность — залог успеха

Недостаточное потребление белка и, как следствие, формирование его дефицита в организме нарушает работу всех органов и систем, включая ослабление защитной функции. Основные факторы защиты организма — иммуноглобулины и система комплемента, равно как и фундамент клеток-защитников (лимфоцитов) — все это белковые структуры. Соответственно, без удовлетворения потребности в белке иммунная система адекватно работать не сможет. Все иммунодефициты различной степени выраженности так или иначе сопровождаются нарушениями белкового обмена. Даже легкие формы белковой недостаточности, которые не имеют клинических проявлений и протекают бессимптомно, оказывают негативное влияние на формирование иммунного ответа организма на атаку патогенов, воздействие повреждающих и стрессовых факторов.

Синтез и распад белков в организме — процесс непрерывный. Важность сохранения его стабильности, в том числе для обеспечения иммунной защиты, обусловлена тем, что белок не депонируется в организме, то есть не накапливается для дальнейшего рационального использования. Это особенно актуально для детского возраста, когда все процессы в организме проходят наиболее интенсивно. А вместе с тем на фоне высоких потребностей в макро- и микронутриентах и энергии у детей имеются ограниченные резервы и тенденция к быстрому их истощению. Не допустить дефицит белка важно как для гармоничного роста и развития, так и для формирования крепкого иммунитета.

Еда, которая лечит

Наверное, ни одной семьи, которая бы в отношении своего болеющего родственника сказала: давайте будем кормить его меньше и реже. Один из известнейших ученых в области нутрициологии Бертольд Колецко показал, что даже незначительное повышение температуры тела до субфебрильных цифр повышает потребности в белке на 150–180 % от базовой. При обострении хронической патологии — на 200–250 %, при травме — на 300 %. Вместе с тем есть данные, что почти каждый второй пациент с респираторными заболеваниями страдает от нутритивной недостаточности.

В этом контексте не обеспечивать больному питание, богатое содержанием белка, значит попросту не долечивать его, убеждена Елена Полевиченко. Адекватный состоянию болеющего человека рацион в этом случае расценивается не как удовлетворение его базовых потребностей, а как один из факторов комплексной терапии, повышения иммунных и адаптационных сил организма. Научно доказано, что ежедневное употребление высокобелковой пищи во время болезни и лечения снижает вероятность осложнений, уменьшает побочные эффекты применяемых лекарственных средств и ускоряет процесс выздоровления.

Белок белку рознь

Чтобы обеспечить стабильный биосинтез белка, а значит и адекватную работу иммунной системы, необходимо постоянно пополнять фонд аминокислот в организме. Именно они выступают главным структурным компонентом белков и влияют на их функциональное предназначение. Источником аминокислот служат пищевые продукты.

Белки животного и растительного происхождения усваиваются организмом по-разному. Так, усвояемость молока, молочных продуктов, яиц составляет 96 %. Мяса, рыбы — 93–95 %. А вот белки, содержащиеся в хлебе, организм усваивает лишь на 62–86 %, в картофеле — на 70 %, что определяется сбалансированностью аминокислотного состава. Качество белка определяется таким понятием, как аминокислотный скор, то есть сбалансированным наличием всех незаменимых аминокислот в продукте. Эталоном аминокислотного скора принято считать эталонный белок, разработанный экспертами ФАО/ВОЗ, а также белок грудного молока и куриного яйца. Близкими к нему — животные белки из мяса, птицы, молока. Эти же продукты выступают источником витаминов D, А, витаминов группы В, кальция, фосфора и т. д.

Сочетание в рационе продуктов растительного и животного происхождения для укрепления иммунитета может расцениваться как биологически более полноценное из-за взаимного обогащения одних белков аминокислотами других. При этом суточная потребность в белке должна восполнять как общий расход белка, так и потребность в незаменимых аминокислотах. Разбалансировка аминокислотного состава чревата нарушением азотистого баланса (количество потребляемых белков должно быть адекватно продуктам их распада, которые выделяются из организма), что в свою очередь ведет к ослаблению иммунной защиты.

Более того, положительный азотистый баланс (превышение потребления белковых продуктов над потерями) необходимо обеспечить в периоды интенсивного роста и развития (в детском и подростковом возрасте), повышенных нагрузок на органы и системы (беременность, лактация), во время болезни и восстановления.

Таким образом наряду с привычной пищей, богатой белком (мясо, птица, молоко), более чем оправданно включение в рацион кисломолочных напитков, которые содержат до 30 г белка на 250 мл продукта, обогащены лактобактериями, витаминами D и В₆. В основе напитков — сывороточные белки, которые имеют оптимальный аминокислотный состав и усваиваются практически полностью. При отсутствии аппетита, затрудненном глотании они, по сути, могут выступать основным источником белка, необходимого организму для повышения иммунных сил.

Следуя принципам превентивной медицины, ежедневное (а не только в период болезни) включение в рацион высокобелковых продуктов может служить средством обеспечения эффективной работы иммунной системы и повышения резервных и адаптивных возможностей организма перед воздействием патогенов и внешних негативных факторов

Заместитель главного врача по медицинской части

Харитонюк В.Н.

Синтез белка | Hepatitis C Trust

Печень — один из важнейших органов для производства белков. Он производит или трансформирует миллионы белковых молекул каждый день. Белки состоят из аминокислот. Некоторые из этих аминокислот уже находятся в организме. Другие, называемые незаменимыми аминокислотами, можно получить только с пищей.

Белки выполняют множество жизненно важных функций. Мы используем их для роста и поддержания тканей тела, таких как мышцы, сердце, почки и стенки кровеносных сосудов.Печень производит сотни различных белков с разными функциями. Некоторые переносят витамины и минералы по телу. Некоторые действуют как катализаторы, ускоряющие метаболические реакции (эти белки называются ферментами). Другие регулируют структуру всех видов деятельности внутри клетки.

Альбумин

Альбумин обычно присутствует в крови в больших количествах. Он используется для связывания гормонов, некоторых химических веществ и лекарств. Альбумин также регулирует обмен воды между кровью и тканями.Если концентрация воды в жидкостях организма отличается от концентрации в клетках, существует риск того, что жидкость вырвется из клеток.

В течение нашей жизни печень постоянно контролирует уровень давления в организме, чтобы обеспечить его баланс. Если печень не может синтезировать достаточное количество альбумина, может произойти накопление жидкости в тканях. Обычно это симптом, связанный с декомпенсированным циррозом печени, когда жидкость может скапливаться в лодыжках, ступнях или ногах (отек) или в брюшной полости (асцит).

Утюг

Печень накапливает и высвобождает железо по всему телу по мере необходимости. Само по себе железо токсично для клеток организма, поэтому организм связывает его с белком. В печени железо связано с белком ферритином.

Когда заболевание печени связано с увеличением количества ферритина в печени, оно может вызывать повреждение тканей и органов. Это называется гемохроматозом.

Железо также необходимо для образования гемоглобина.Это помогает транспортировать кислород в кровоток. Если железа недостаточно для образования гемоглобина, это может привести к летаргии и анемии.

Конверсия аммиака

Аммиак — токсичное вещество, получаемое в результате метаболизма белков. Печень превращает аммиак в мочевину, которая водорастворима, нетоксична и выводится почками. Дисфункция печени при декомпенсированном циррозе может привести к неспособности преобразовать этот аммиак, который затем накапливается в крови.

Какие биологические роли играют белки? Labmate Online

Белки — это строительные блоки жизни, обеспечивающие живые организмы структурной основой для роста и процветания. Фактически, слово «белок» происходит от греческого слова «протеос», что означает «самый важный». Каждый белок состоит из аминокислот, связанных пептидами друг с другом, образуя длинную цепь. Хотя эти цепи состоят всего из 20 различных типов аминокислот, одно человеческое тело может экспрессировать сотни тысяч уникальных белков.

Хотите узнать больше о связи между белками и биологической функцией? Читайте дальше, от восстановления тканей до катализаторов метаболических реакций, поскольку мы освещаем некоторые из ключевых ролей, которые белок играет в биологических процессах.

Ремонт и сборка тканей

Белок жизненно важен для биологической функции, поскольку он используется для построения и восстановления тканей. Коллаген — один из важнейших биологических белков, используемых для роста и восстановления кожи, костей, связок и сухожилий. Волокнистые белки, такие как кератин и эластин, также используются для создания прочных каркасов и имеют основополагающее значение для здоровья кожи, ногтей и волос.Эластин — еще один незаменимый белок, позволяющий тканям, таким как легкие, артерии и матка, возвращаться к своей исходной форме после сокращения или растяжения.

Доставка сообщений

Многие ключевые гормоны классифицируются как белки и пептиды, включая инсулин, глюкагон и hGH (гормон роста человека). Эти гормоны, производимые и высвобождаемые эндокринными тканями и железами, перемещаются по крови и доставляют химические сообщения к органам и тканям-мишеням. Например, АДГ (антидиуретический гормон) предписывает почкам удерживать воду, в то время как АКТГ (адренокортикотропный гормон) запускает высвобождение кортизола для регулирования метаболизма и подавления иммунологической реакции организма.

Катализатор метаболических реакций

Ферменты, содержащиеся в клетках, представляют собой белки, запускающие биохимические реакции в организме. Они играют фундаментальную роль в поддержании жизни и помогают организму выполнять повседневные задачи. Ферменты не только помогают организму переваривать пищу и расщеплять крупные молекулы, такие как углеводы и жиры, но также поддерживают другие виды биологической активности, такие как дыхание, свертывание крови и размножение.

Поддержание pH уровней

Регулирование концентраций кислот и оснований — основная роль белков.Например, белок, называемый гемоглобином, активно связывается с кислотами, помогая поддерживать нормальный уровень pH крови человека 7,4. Фосфат — еще один буферный белок, нейтрализующий избыточные ионы водорода, если их уровень слишком высок.

Хотя белки поддерживают жизнь, они также являются основной причиной таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и кистозный фиброз. Белки также используются вирусами, такими как SARS-CoV-2, для проникновения в клетки и вызывают опасные для жизни осложнения в легких. Узнайте больше о том, как методы анализа белков нового поколения используются для открытия нового понимания болезни, в статье «Глубокая характеристика и количественный анализ белков и посттрансляционных модификаций — как TIMS расширил возможности MS и продемонстрировал значительный потенциал для улучшения PTM». идентификация и критическое понимание знака.’

Органелл | Национальное географическое общество

Органеллы — это специализированные структуры, которые выполняют различные функции внутри клеток. Этот термин буквально означает «маленькие органы». Точно так же органы, такие как сердце, печень, желудок и почки, выполняют определенные функции по поддержанию жизни организма, органеллы выполняют определенные функции по поддержанию жизни клетки.

Клетки сгруппированы в две разные категории: прокариотические клетки и эукариотические клетки, которые в первую очередь различаются по наличию одной органеллы — ядра.Прокариотические клетки не имеют ядра, в отличие от эукариотических клеток. Ядро — это большая органелла, которая хранит ДНК и служит центром управления клеткой. Одноклеточные организмы обычно являются прокариотическими, в то время как многоклеточные организмы обычно состоят из эукариотических клеток.

Другой крупной органеллой, обнаруженной в эукариотических клетках, является митохондрия, органелла, ответственная за производство АТФ, химического вещества, которое организмы используют для получения энергии. Клетки часто содержат сотни митохондрий. Эти митохондрии имеют внешнюю мембрану, которая окружает органеллу, и внутреннюю мембрану, которая складывается несколько раз, образуя многослойную структуру, известную как кристы.Жидкость внутри митохондрий называется матрицей, которая заполнена белками и митохондриальной ДНК.

Хлоропласты — еще одна органелла, которая содержит двойную мембрану и сохраняет собственную ДНК. Однако в отличие от митохондрий внутренняя мембрана хлоропластов не свернута. Однако у них есть третья внутренняя мембрана, называемая тилакоидной мембраной, которая складывается. Кроме того, в отличие от митохондрий, хлоропласты присутствуют только в клетках растений. Они отвечают за преобразование солнечного света в энергию посредством процесса, называемого фотосинтезом.

Другие органеллы, такие как лизосомы, отвечают за переваривание и переработку токсичных веществ и отходов. Они содержат белки, называемые ферментами, которые расщепляют макромолекулы, включая аминокислоты, углеводы и фосфолипиды. Лизосомы производятся более крупной органеллой, называемой комплексом Гольджи, которая также производит другие клеточные механизмы. Когда клетка умирает, она самоуничтожается с использованием собственных лизосом.

Какова функция аминокислот в организме человека?

Какова функция аминокислот в организме человека?

Кредит изображения: asab974 / iStock / GettyImages

Аминокислоты создают белки, а белки являются макроэлементами, поддерживающими жизнь.Тем не менее, просто называть аминокислоты строительными блоками белка не оправдывает их ценность. В то время как некоторые аминокислоты производят только белки, другие выполняют множество функций, от поддержки метаболизма до защиты вашего сердца. Ваше тело также может использовать аминокислоты для получения энергии, когда вам не хватает углеводов и жиров.

Tip

Аминокислоты выполняют множество функций в вашем теле, в том числе вырабатывают белок, служат источником энергии и вырабатывают важные нейротрансмиттеры, которые помогают доставлять сообщения в ваш мозг.

Построить белок

Когда клеткам нужен белок, они следуют инструкциям ДНК, которые определяют конкретные аминокислоты и порядок, в котором они должны соединяться для построения белка. ДНК зависит от другой макромолекулы — РНК — для создания белка. РНК берет копию кода из вашей ДНК, покидает клетку, находит аминокислоты и возвращает их в клетку, где они связываются в цепочку. Каждая аминокислота должна быть доступна в то время, когда это необходимо, иначе белок не будет синтезирован.Когда цепочка завершена, она скручивается и складывается в особую форму. Химическая структура каждой аминокислоты определяет окончательную форму, а форма определяет функцию белка.

Синтезировать нейротрансмиттеры

Некоторые аминокислоты производят нейротрансмиттеры, но два хорошо известных примера — это аминокислоты триптофан и тирозин. Триптофан производит серотонин, который регулирует ваше настроение и вырабатывает гормон мелатонин. Тирозин используется для синтеза норадреналина и адреналина.Триптофан и тирозин конкурируют друг с другом за доступ к вашему мозгу. Когда вы едите много углеводов, больше триптофана попадает в ваш мозг и вызывает сонливость. По данным Института Франклина, еда с высоким содержанием белка увеличивает количество тирозина в вашем мозгу, что дает вам больше энергии.

Защитите сердечно-сосудистую систему

Ваше тело использует аминокислоту аргинин для производства оксида азота. Оксид азота помогает снизить кровяное давление, расслабляя мышцы кровеносных сосудов.Он вырабатывается сердечными мышцами, где регулирует сокращения. Он также может предотвратить атеросклероз, подавляя образование бляшек в артериях. Оксид азота является активным ингредиентом нитроглицерина, лекарства, используемого для облегчения стенокардии или боли в груди, вызванной ишемической болезнью сердца.

Ваше тело предпочитает использовать углеводы и жиры для получения энергии, но при необходимости аминокислоты метаболизируются для получения энергии. Три аминокислоты — глутаминовая кислота, цистеин и глицин — вместе образуют глутатион, который является антиоксидантом.Аминокислота гистидин вырабатывает ферменты, используемые для производства красных кровяных телец и поддержания здоровья нервов. Тирозин необходим для синтеза гормонов щитовидной железы, а метионин производит SAMe или S-аденозилметионин. SAMe необходим для метаболизма ДНК и нейромедиаторов.

Рекомендации и источники

Ваше тело может производить 11 аминокислот, которые ему необходимы. Остальные девять должны быть из вашего рациона. Продукты, содержащие определенное количество всех девяти белков, называются полноценными белками.Продукты животного происхождения, соевые бобы и киноа содержат полноценный белок. Большинству растительных продуктов не хватает одной или нескольких из девяти аминокислот. То, чего не хватает одному продукту, вы получите из другого, если будете есть различные продукты и потреблять рекомендуемую норму белка: 46 граммов в день для женщин и 56 граммов для мужчин.

Какова функция альбумина в организме человека?

Автор

Рубен Перальта, доктор медицины, FACS Профессор хирургии, анестезии и неотложной медицины, старший медицинский советник, совет директоров, руководитель программы травматологии, неотложной и критической помощи, консультант, профессор травматологической больницы Хуана Боша, Доминиканская Республика

Рубен Перальта, доктор медицины, FACS является членом следующих медицинских обществ: Американской ассоциации банков крови, Американского колледжа хирургов, Американской медицинской ассоциации, Ассоциации академической хирургии, Массачусетского медицинского общества, Общества интенсивной терапии, Общества лапароэндоскопических хирургов, Восточного Ассоциация хирургии травм, Американский колледж руководителей здравоохранения

Раскрытие информации: раскрывать нечего.

Соавтор (ы)

Брэд А. Рубери, доктор медицины Консультант, отделение внутренней медицины, отделение неотложной медицины, Gastroenterology Associates

Брэд А. Рубери, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж врачей, Американская медицинская ассоциация

Раскрытие информации : Нечего раскрывать.

Специальная редакционная коллегия

Франсиско Талавера, фармацевт, доктор философии Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие информации: Получил зарплату от Medscape за работу.для: Medscape.

Гарольд Л. Мэннинг, доктор медицины Профессор, кафедры медицины, анестезиологии и физиологии, отделение легочной медицины и реанимации, Дартмутская медицинская школа

Гарольд Л. Мэннинг, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж грудных врачей , Американский колледж врачей, Американское торакальное общество

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Главный редактор

Майкл Р. Пинский, доктор медицинских наук, доктор (HC), FCCP, FAPS, MCCM Профессор реанимации, биоинженерии, сердечно-сосудистых заболеваний, клинических и трансляционных наук и анестезиологии, заместитель председателя по академическим вопросам, Департамент интенсивной терапии Медицина, Медицинский центр Университета Питтсбурга, Школа медицины Университета Питтсбурга

Майкл Р. Пински, доктор медицинских наук, доктор медицины, доктор медицинских наук, FCCP, FAPS, MCCM является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж грудных врачей, Американский Колледж интенсивной терапии, Американское торакальное общество, Европейское общество интенсивной терапии, Общество интенсивной терапии

Раскрытие информации: полученный доход в размере 250 долларов США или выше от: Baxter Medical, Exostat, LiDCO
Получен гонорары от LiDCO Ltd за консультации; Получены права интеллектуальной собственности от iNTELOMED.

Дополнительные участники

Сат Шарма, доктор медицины, FRCPC Профессор и руководитель отделения легочной медицины, отделение внутренней медицины, медицинский факультет Университета Манитобы; Директор отделения респираторной медицины, больница общего профиля Святого Бонифация, Канада

Сат Шарма, доктор медицины, FRCPC является членом следующих медицинских обществ: Американской академии медицины сна, Американского колледжа грудных врачей, Американского колледжа врачей-Американского общества внутренних болезней. Медицина, Американское торакальное общество, Канадская медицинская ассоциация, Королевский колледж врачей и хирургов Канады, Королевское медицинское общество, Общество реаниматологии, Всемирная медицинская ассоциация

Раскрытие информации: не раскрывать.

Печень и ее функции | Центр болезней печени и трансплантации

Печень — самый большой твердый орган в организме. Он выводит токсины из кровоснабжения организма, поддерживает здоровый уровень сахара в крови, регулирует свертывание крови и выполняет сотни других жизненно важных функций. Он расположен под грудной клеткой в ​​правой верхней части живота.

Ключевые факты

• Печень фильтрует всю кровь в организме и расщепляет ядовитые вещества, такие как алкоголь и наркотики.
• Печень также производит желчь — жидкость, которая помогает переваривать жиры и выводить отходы.
• Печень состоит из четырех долей, каждая из которых состоит из восьми секций и тысяч долек (или маленьких долей).

Функции печени

Печень — важный орган организма, выполняющий более 500 жизненно важных функций. К ним относятся удаление продуктов жизнедеятельности и посторонних веществ из кровотока, регулирование уровня сахара в крови и создание необходимых питательных веществ.Вот некоторые из его наиболее важных функций:

• Производство альбумина : Альбумин — это белок, который предотвращает попадание жидкостей из кровотока в окружающие ткани. Он также переносит гормоны, витамины и ферменты через организм.
• Производство желчи : Желчь — это жидкость, которая имеет решающее значение для переваривания и всасывания жиров в тонком кишечнике.
• Фильтрует кровь : Вся кровь, покидающая желудок и кишечник, проходит через печень, которая удаляет токсины, побочные продукты и другие вредные вещества.
• Регулирует аминокислоты : Производство белков зависит от аминокислот. Печень обеспечивает здоровый уровень аминокислот в кровотоке.
• Регулирует свертывание крови : Коагулянты свертывания крови создаются с использованием витамина К, который может всасываться только с помощью желчи, жидкости, производимой печенью.
• Противостоит инфекциям : В рамках процесса фильтрации печень также удаляет бактерии из кровотока.
• Хранит витамины и минералы : Печень хранит значительное количество витаминов A, D, E, K и B12, а также железа и меди.
• Обрабатывает глюкозу : печень удаляет избыток глюкозы (сахара) из кровотока и сохраняет ее в виде гликогена. При необходимости он может преобразовывать гликоген обратно в глюкозу.

Анатомия печени

Печень красновато-коричневая, имеет форму конуса или клина, с маленьким концом над селезенкой и желудком, а большим концом над тонкой кишкой. Весь орган расположен ниже легких в правой верхней части живота. Он весит от 3 до 3.5 фунтов.

Структура

Печень состоит из четырех долей: большей правой доли и левой доли, а также меньшей хвостатой доли и квадратной доли. Левая и правая доли разделены серповидной («серповидной» по латыни) связкой, которая соединяет печень с брюшной стенкой. Доли печени можно разделить на восемь сегментов, которые состоят из тысяч долек (маленьких долей). Каждая из этих долек имеет проток, идущий к общему печеночному протоку, по которому желчь выводится из печени.

Детали

Ниже приведены некоторые из наиболее важных отдельных частей печени:

• Общий печеночный проток : трубка, по которой желчь выводится из печени. Он образуется от пересечения правого и левого печеночных протоков.
• Ложкообразная связка : Тонкая фиброзная связка, разделяющая две доли печени и соединяющая их с брюшной стенкой.
• Капсула Глиссона : слой рыхлой соединительной ткани, окружающей печень и связанные с ней артерии и протоки.
• Печеночная артерия : Главный кровеносный сосуд, снабжающий печень насыщенной кислородом кровью.
• Печеночная воротная вена : кровеносный сосуд, по которому кровь из желудочно-кишечного тракта, желчного пузыря, поджелудочной железы и селезенки поступает в печень.
• Доли : анатомические отделы печени.
• Дольки : микроскопические строительные блоки печени.
• Брюшина : Оболочка, покрывающая печень, которая образует внешнюю часть.

Поддержание здоровья печени

Лучший способ избежать заболеваний печени — это активно вести здоровый образ жизни. Ниже приведены некоторые рекомендации, которые помогут сохранить нормальную работу печени:

• Избегайте незаконных наркотиков : Незаконные наркотики — это токсины, которые печень должна отфильтровывать. Прием этих препаратов может нанести долговременный вред.
• Пейте алкоголь умеренно : Алкоголь должен расщепляться печенью. Хотя печень может умерять количество, чрезмерное употребление алкоголя может вызвать повреждение.
• Регулярно выполняйте физические упражнения : Регулярные упражнения помогут улучшить общее состояние здоровья всех органов, включая печень.
• Ешьте здоровую пищу : Избыточное потребление жиров может затруднить работу печени и привести к ожирению печени.
• Практикуйте безопасный секс : Используйте средства защиты, чтобы избежать заболеваний, передающихся половым путем, таких как гепатит C.
• Вакцинация : особенно во время путешествий сделайте соответствующие прививки от гепатита A и B, а также от таких болезней, как малярия и желтая лихорадка, которые растут в печени.

Следующие шаги

Если вам нужна помощь при заболевании печени, позвоните нам по телефону (877) LIVER MD / (877) 548-3763 или свяжитесь с нами, используя нашу онлайн-форму.

Количественная оценка слепых пятен на картах белков — ScienceDaily

ДНК каждого организма содержит чертежи для создания всех белков, необходимых для его метаболических процессов. Хотя исследователи уже знают, как выглядят чертежи большинства белков, они не знают, что многие из этих белков на самом деле делают в организме.

Междисциплинарная группа, состоящая из ученых-экспериментаторов и специалистов по вычислениям из Люксембургского центра системной биомедицины (LCSB) Университета Люксембурга, в настоящее время систематически количественно оценила и охарактеризовала степень этого пробела в знаниях. Беспрецедентные усилия были направлены на более точное предсказание того, сколько из белков с неизвестной функцией является ферментами. Это белки, предназначенные для обеспечения тысяч химических реакций, постоянно происходящих в живых клетках.«Мы обнаружили, что около 30 процентов« неизвестных »белков, обнаруженных, например, в дрожжах и в организме человека, являются ферментами, для которых мы не знаем, какую роль они играют в клетках или в организме в целом», — говорит доктор Кэрол Линстер, руководитель исследовательского подразделения «Энзимология и метаболизм» LCSB. Команда опубликовала свои результаты в научном журнале Nucleic Acids Research .

Многие заболевания, в частности наследственные метаболические заболевания, связаны с генетическим дефектом, который приводит к неправильной укладке или даже к полному отсутствию определенных ферментов.Поэтому исследователи надеются лучше понять начало и триггеры этих заболеваний с помощью анализа последовательностей генов, генетических чертежей этих ферментов. Благодаря современным методам секвенирования уже сейчас можно быстро и по доступной цене расшифровать весь геном — весь набор ДНК организма.

Однако ученые осознают серьезный пробел в своем понимании. «На данный момент мы расшифровали тысячи геномов многих различных видов и знаем, в какие белки они преобразованы», — говорит Линстер, руководивший исследованием.«Но мы увидели из нашего анализа, что, когда дело доходит до нашего понимания их, все еще остается огромное количество белых пятен на карте белков. Даже у организмов, которые интенсивно исследовались в течение многих лет, около одной трети белков производятся, мы не уверены, какую функцию они выполняют в организме ».

Команда LCSB определяет количество слепых пятен на карте белков

Биохимик проводит аналогию этого пробела в знаниях с археологом, который нашел древний шрифт: «Даже если исследователь может расшифровать отдельные буквы, это не означает автоматически, что он может понять смысл написанного.Для этого он сначала должен выяснить, что означают отдельные слова «. Ситуация очень похожа для исследователей, которые исследуют причины редких генетических заболеваний.

«Если мы хотим выяснить, как конкретные генетические дефекты влияют на организм, недостаточно знать, какие буквы были изменены в последовательностях генов мутировавших белков. Нам необходимо знать, какие функции эти белки выполняют в организме, чтобы чтобы понять, как их недостаток может привести к болезни ». Соответственно, следующим шагом Dr.Линстер и его коллеги хотят изучить роль ряда этих плохо изученных белков более подробно и, таким образом, внести свой вклад в постепенное устранение этого оставшегося пробела в наших знаниях.

История Источник:

Материалы предоставлены Университетом Люксембурга . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.