Эластиновые волокна, 3 – клетки.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 27Следующая ⇒

Основу структуры коллагеновых волокон составляют элемен­тарные волоконца, образованные протофибриллами диаметром около 0,05 мкм, которые составляют фибриллы с поперечником 0,3...0,5 мкм. Из фибрилл образованы первичные волокна (попе­речник около 10 мкм), а затем сложные волокна — пучки, по­крытые тончайшей оболочкой. В пучках фибриллы связаны аморфным веществом, растворяющимся в щелочах и разрушаю щимся под действием протеолитических ферментов. Коллаге­новые волокна содержат около 37 % сухого остатка, в составе которого до 35 % органических веществ, преимущественно кол­лагена.

В отличие от коллагеновых волокон эластиновые обладают микроскопически однородной структурой. Однако под действи­ем эластазы они распадаются на фибриллы. Их толщина различ­на: некоторые едва видны под микроскопом, другие по размеру приближаются к коллагеновым волокнам средней величины. Прочность эластиновых волокон меньше прочности коллагено­вых: их сопротивление на разрыв 100...200 МПа. В составе эла­стиновых волокон около 42 % сухого остатка, из которого 0,2 % приходятся на долю минеральных веществ. В составе органиче­ских веществ около 32 % эластина и немного коллагена.

Высокая прочность коллагеновых и упругость эластиновых волокон обусловливают прочностные свойства соединительной ткани в целом, которые значительно превосходят такие же свой­ства мышечной ткани. Если сопротивление резанию различных мускулов колеблется в пределах 0,013...0,086 МПа, то для соеди­нительной ткани оно составляет 0,27...0,40 МПа.

Химический состав соединительной ткани раз­личен и зависит главным образом от соотношения в ней количе­ства коллагеновых и эластиновых волокон. В некоторых видах соединительной ткани (рыхлая соединительная ткань, сухожи­лия) преобладает коллаген, и в таких тканях несколько больше воды. Другие виды соединительной ткани содержат больше эла­стина и беднее водой. Так, в состав сухожилий входит до 32 % коллагена и лишь 0,7 % эластина, а в состав вы иной связки — до 32 % эластина и лишь 1,6 % коллагена.

Свойства, пищевая ценность и промышленное значение со­единительной ткани определяются свойствами коллагена и эла­стина и их количественным соотношением.

Коллаген неоднороден. Его элементарные частицы — кол­лагеновые протофибриллы — представляют собой систему колластроминовых нитей и проколлагеновой обкладки. В проколлагеновой обкладке упорядоченно расположен углеводный крмпонент коллагена — мукополисахарид (гиалуроновая кислота), обусловливающий поперечную исчерченность фибрилл. Даже в очищенном препарате коллагена обнаруживается до 0,65 % угле­водов. Таким образом, в коллагеновых волокнах содержится, по меньшей мере, два белка и углеводный компонент, которые, будучи связанными между собой, определяют своеобразие свойств коллагеновых волокон: их прочность, эластичность, устойчи­вость к растворителям, нагреванию в воде и действию протеолитических ферментов. Эти свойства зависят от того, какая доля мукополисахарида прочно или лабильно связана с белковой час­тью. Чем больше углеводного компонента связано прочно, тем отчетливее выражены эти свойства.

Мукополисахариды входят также в состав межуточного веще­ства, цементирующего коллагеновые фибриллы в коллагеновые волокна. Мукополисахариды растворимы в щелочах. В дальней­шем под словом «коллаген» подразумевается комплекс, образо­ванный колластромином и проколлагеном.

В зависимости от анатомического происхождения соедини­тельной ткани различают коллаген волокнистый (сухожилия и кожа), гиалиновый (кость), хондриновый (хрящи). Аминокис­лотный состав коллагенов разного происхождения несколько различается, но во всех случаях в коллагене очень мало метионина и отсутствует триптофан.

Нативный коллаген нерастворим в воде, но набухает в ней. Он медленно переваривается пепсином и почти не переваривает­ся трипсином и панкреатическим соком, но расщепляется коллагеназой на цепочки параллельно оси волокна. При нагреве коллагена до 60...70 °С и тщательной механической деструкции переваривающее действие пепсина усиливается. Таким образом, коллаген, хотя и сравнительно медленно, все же может усваи­ваться организмом, который выделят его больше, чем получает с пищей. В умеренных количествах коллаген сберегает в пище полноценные белки и выполняет роль пищевых волокон. На рис. 11.7 приведена схема строения участка коллагеновой части­цы, в которой полипептидные цепочки взаимно связаны водо­родными и солевыми связями (мостиками).

При нагревании препаратов коллагена с водой до 58...65 °С коллагеновые волокна резко (примерно на 1/3) сокращаются. При этом, по-видимому, разрушаются только связи, удержива­ющие полипептидные цепочки в направлении продольной оси структуры коллагена. Происходят неупорядоченное изгибание и скручивание полипептидных цепей, а также разрыв части пре­имущественно водородных связей в молекуле коллагена. Это яв­ление называется свариванием коллагена. Сваренный коллаген более доступен действию пепсина. Его прочность резко снижа­ется: например, сопротивление резанию соединительной ткани с большим содержанием коллагена падает до 0,067 МПа, то есть в 6 раз.

При дальнейшем осторожном нагреве коллагена полностью разрываются водородные и солевые связи, удерживающие полипептидные цепочки в структуре коллагена, без заметного изменения связей внутри цепей. Этот процесс, протекающий с участием воды, известен под названием пептизация коллагена. Продукт пептизации, состоящий из нескольких связанных с друг с другом полипептидных цепочек, называется глютином.

Практически одновременно с образованием глютина происходит гидролитический распад части полипептидных цепочек на более мелкие звенья, в совокупности образующие полидисперсный продукт гидролиза глютина — смесь желатоз (глютоз).

Тщательное механическое разрушение коллагена в воде приводит к нарушению структуры коллагена по плоскостям расположения водородных и солевых связей. Происходи разволокнение коллагена на полипептидные цепочки и образуется продукт сходный с желатином.

Эластин не содержит триптофана, и в нем очень мало метионина и гистидина. Он почти не переваривается пепсином, медленно — трипсином и сравнительно легко — эластазой. Он очень устойчив к действию химических реагентов, не изменяется в рас­творах кислот и щелочей, выдерживает длительный нагрев при 125 ⁰С. Следовательно, эластин практически не имеет какой-либо пищевое ценности.

Жировая ткань

Жировая ткань представляет собой разновидность рыхлой со­единительной ткани, в клетках которой содержится значитель­ное количество нейтрального жира, В соединительной ткани они располагаются в одиночку или небольшими группами, в жиро­вой — скапливаются в большие массы. Размеры жировых клеток достигают 120 мкм. Они обладают обычными для клеток струк­турными элементами, но их центральная часть заполнена жиро­вой каплей, а протоплазма и ядро оттеснены к периферии (рис. 11.8). Жировые капли представляют собой сложную дис­персионную систему, образованную жиром и обводненной фа­зой. Наряду с жирами в составе жировой ткани содержатся раз­личные липоиды (преимущественно фосфатиды). Но количество их не превышает долей процента.

В соответствии с распределением соединительной ткани в мясе различают внутримышечную, межмышечную и поверх­ностную жировую ткань. В мясе упитанных животных (крупного рогатого скота и свиней) жировая ткань как бы прослаивает мы­шечную, образуя на разрезе так называемую мраморность.

Рис. 11.8. Жировая ткань:

1 — жировая клетка;

2 — жировая капля;

3 — протоплазма;

4 — волокна соединительной ткани

Пищевая ценность жировой ткани определяется свойствами содержащихся в ней жиров и в известной степени пищевой цен­ностью липоидов.

Природные жиры скота и птицы представляют собой слож­ные смеси, главными компонентами которых являются глицериды, т. е. сложные эфиры глицерина и жирных кислот, преимуще­ственно триглицериды типа

Здесь R₁, R₂, R₃ — радикалы жирных, главным образом выс­ших кислот, свойства и расположение в структуре молекулы которых решающим образом влияют на специфические осо­бенности различных жиров и их пищевую ценность. Содержа­ние в жирах ди- и моноглицеридов незначительно и непосто­янно.

Биологическая ценность жиров обусловлена, во-первых, тем, что они служат носителями больших запасов энергии. Калорий­ность жиров превышает калорийность белков и углеводов и до­стигает 39 кДж на 1 г жира. В этом отношении животные жиры независимо от содержания в их составе радикалов насыщенных и ненасыщенных кислот мало отличаются друг от друга.

Во-вторых, жиры необходимы для всасывания в кишечнике жирорастворимых витаминов, поэтому при недостаточном их количестве в пище наблюдаются авитаминозы. Животные жиры и сами являются носителями небольших количеств некоторых жирорастворимых витаминов (A, D и Е).

И, наконец, биологическая ценность жиров зависит от содер­жания в них радикалов высоконенасыщенных жирных кислот с двумя и более двойными связями, разделенными метиленовым звеном с числом углеродных атомов 18 и более. Эти кислоты не синтезируются организмом в необходимых количествах. К ним относятся линоленовая (две двойные связи), линолевая (три двойные связи) и арахидоновая (четыре двойные связи).

Таб.11.5. Содержание радикалов ненасыщенных жирных

кислот в животных жирах (%)

Жиры, содержащие большее количество радикалов нена­сыщенных кислот, в большей степени способствуют усвоению организмом белкового азота. Характеристика биологической ценности отдельных видов животных жиров, входящих в состав мяса, приведена в табл. 11.5.

Фосфатиды внутримышечной жировой ткани содержат зна­чительно больше радикалов высоконепредельных жирных кис­лот, чем триглицериды.

В процессе усвоения пищи около 20...25 % жира гидролизу-ется под действием панкреатического сока. Остальной жир вса­сывается стенками кишечника в нейтральном состоянии. Рас­щепление жира и его всасывание требуют эмульгирования его в водной среде до достижения частицами размера менее 0,5 мкм с отрицательным зарядом, поэтому усвояемость жиров зависит от их способности образовывать эмульсии в водной среде, что, в свою очередь, связано с их температурой плавления. Жиры с температурой плавления ниже температуры тела хорошо усваи­ваются, так как, попадая в организм, они целиком переходят в жидкое состояние и легко эмульгируются.

При большом содержании жира в пище он тормозит отделе­ние желудочного сока и препятствует перевариванию белков до перехода в кишечник. И в этом случае большое значение имеет способность жира эмульгироваться. Таким образом, количество и свойства жира, содержащегося в пище, влияют на усвояемость белковых веществ. Вместе с тем жир, возбуждая панкреатиче­скую железу, обеспечивает выделение панкреатического сока, необходимого для переваривания не только самого жира, но и белковых веществ.

Кости

Костная ткань отличается сильноразвитым межклеточным (основным) веществом, состоящим из органической, неоргани­ческой частей и воды. В основном веществе расположены кост­ные клетки и проходят кровеносные сосуды. В кости различают наружный слой, состоящий из так называемого плотного веще­ства, и внутренний, менее плотный, состоящий из губчатого ве­щества (рис. 11.9).

В костях сложного профиля и кулачках трубчатой кости плот­ный слой незначителен. В плоских костях он намного толще и иногда превосходит губчатый слой. Трубка трубчатой кости поч­ти целиком состоит из плотного вещества. Плотное и губчатое вещества построены из окостеневших пластинок, образованных небольшими пучками коллагеновых фибрилл. В губчатом веще­стве пластины расположены менее упорядочение и образуют многочисленные мельчайшие поры, в которых находится красный костный мозг. Снаружи кость покрыта соединительно­тканной оболочкой — надкостницей, а поверхность кулачков — хрящевым слоем.

Главный органический компонент основного вещества кос­ти — коллаген (оссеин), составляющий 24...34 % массы сухой обезжиренной кости. Основное вещество содержит от 30 до 65 % минеральных составных частей. Около 70 % минеральных ве­ществ приходится на фосфорнокислый кальций и около 10 % — на углекислый кальций.

Рис. 11.9. Разрез трубчатой кости:

1 — диафиз (трубка);

2 — эпифиз (кулачок);

3 — полость трубки;

4 — плотное вещество;

5 — губчатое вещество

В соответствии с особенностями строения и состава различ­ных костей, характером использования и особенностями техно­логической обработки их подразделяют на три группы: трубча­тые кости (бедренная, берцовая, плечевая, предплечье, пястная, плюсневая); паспортная кость (плоские кости) и рядовая кость (кости сложного профиля и кулачки трубчатой кости).

Средняя часть трубчатой кости — трубка, или диафиз (см. рис. 11.9), состоящая в основном из плотного вещества, заполне­на костным мозгом (около 17...22 % массы трубки без кулачков). Сама костная ткань трубки богата коллагеном, но содержит мало жира. Жир в этой части кости находится преимущественно в со­ставе костного мозга, содержащего 84...95 % липидов, 1,2...2,4 — белка, 4... 12 % воды. В липидной фракции около 99,5 % жира, 0,19 — фосфатидов, 0,31 % холестерина. Соотношение количеств основных жирных кислот в жирах и фосфатидах желтого костно­го мозга примерно следующее: пальмитиновая — 7,8 %, стеари­новая — 14,2, олеиновая — 78 %.

Кулачки, или эпифизы, образованы в основном губчатой тканью и лишь на поверхности состоят из плотной ткани. Мель­чайшие полоски губчатой ткани заполнены красным мозгом (жировыми клетками, содержащими около 92 % липидов, в со­ставе которых около 99,5 % жира, 0,21 — фосфатидов, 0,28 % хо­лестерина). Соотношение количеств основных жирных кислот в составе красного костного мозга примерно следующее: пальми­тиновой — 16,4 %, стеариновой — 35,2, олеиновой — 48,4 %.

Паспортная кость состоит главным образом из плотной тка­ни. Внутри имеется небольшой слой губчатой ткани. Плотная ткань богата коллагеном (около 93 % к общему количеству бел­ков) и поэтому служит хорошим сырьем для производства же­латина. К паспортной кости относятся плоские кости скелета: кости черепа, челюсти, кости таза, лопатки, опиленные ребра, а также отходы трубчатой кости.

Строение рядовой кости аналогично строению эпифизов; это кости сложной конфигурации: позвонки, запястья, предплюс­ны, путовой сустав и пальцы, носовые раковины черепа.

Содержание жира в костях неодинаково, иногда оно доволь­но велико (табл. 11.6).

Состав кости заметно зависит от упитанности скота: с повы­шением упитанности содержание жира и минеральных веществ несколько увеличивается и уменьшается содержание воды. В по­звонках это же наблюдается в направлении от головы к задней части туши. В головке ребер больше жира и воды и меньше мине­ральных веществ, чем в их теле. Трубчатые кости задних конеч­ностей содержат несколько больше жира и коллагена, чем труб­чатые кости передних конечностей.

Содержание коллагена в кости зависит от вида скота, его пола, возраста и упитанности. Большое значение имеет анатомическое

происхождение кости. Плотное вещество кости богаче коллагеном, чем ее губчатая кость, поэтому в костях, где плотная ткань преобла­дает, коллагена больше, а других белковых веществ меньше.

Пищевое и промышленное значение костной ткани вытекает из ее свойств и химического состава. Диафиз трубчатой кости — отличное сырье для поделок. Остальная кость для этих целей не­пригодна. В составе кости от 10 до 25 % жира, большая часть ко­торого может быть выделена вываркой в воде или другим спосо­бом. Коллаген кости также может быть извлечен горячей водой в виде глютина.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов