Sarcomere struktuur ja osad, funktsioonid ja histoloogia

A sarcomere see on striated lihaste põhiline funktsionaalne üksus, st skeletil ja südamelihas. Skeleti lihas on lihas, mida kasutatakse vabatahtlikus liikumises ja südamelihas on südame osa.

Öeldes, et sarkomeer on funktsionaalne üksus, tähendab see, et kõik kontraktsiooniks vajalikud komponendid sisalduvad igas sarcomeres. Tegelikult koosneb strreaseeritud lihas miljonitest väikestest sarcomeridest, mis iga üksiku lihaskontraktsiooniga lühenevad.

Siin peitub sarcomere peamine eesmärk. Saromeerid on võimelised algatama suured liikumised, sõlmides kokku. Selle ainulaadne struktuur võimaldab neil väikestel üksustel koordineerida lihaste kontraktsioone.

Tegelikult on lihaste kontraktiilsed omadused loomadele iseloomulikud, kuna loomade liikumine on märkimisväärselt sile ja keeruline. Liikumine eeldab lihase pikkuse muutumist, kui see paindub, mis nõuab molekulaarset struktuuri, mis võimaldab lihaste lühendamist.

Indeks

• 1 Struktuur ja osad
  • 1.1 Myofibrillid
  • 1.2 Müosiin ja aktiin
  • 1.3 Müofilamentid
• 2 Funktsioonid
  • 2.1 Müosiini osalemine
  • 2.2 Müosiini ja actiba liit
• 3 Histoloogia
  • 3.1 A-riba
  • 3.2 Tsoon H
  • 3.3 I riba
  • 3.4 Z kettad
  • 3,5 rida M
• 4 Viited

Struktuur ja osad

Kui skeletilihaste kude on hoolikalt uuritud, täheldatakse triibulist välimust, mida nimetatakse striatsiooniks. Need "triibud" kujutavad vahelduvate ribade mustrit, mis on heledad ja tumedad, mis vastab erinevatele valgufilamentidele. See tähendab, et need triibud on moodustatud põimitud valgu kiududest, mis moodustavad iga sarcomere.

Myofibrillid

Lihaste kiud moodustavad sadu tuhandeid kontraktiilseid organelle, mida nimetatakse müofibrillideks; Need müofibrillid on paigutatud paralleelselt lihaskoe moodustamiseks. Kuid müofibrillid ise on põhimõtteliselt polümeerid, st saromeeride korduvad ühikud.

Myofibrillid on kiud- ja pikstruktuurid ning on valmistatud kahte tüüpi valgufilamentidest, mis on üksteise peale paigutatud.

Müosiin ja aktiin

Müosiin on paksu kiud, millel on ümmargune pea, ja aktiin on õhem kiud, mis müosiiniga koosmõju tekitab..

Antud müofibril sisaldab umbes 10 000 sarkoomi, millest igaüks on umbes 3 mikromeetrit pikk. Kuigi iga sarcomere on väike, ulatub lihaskiudude pikkus mitmetele agregeeritud sarcomeridele.

Myofilamentid

Iga sarcomere koosneb ülalmainitud valkude paksudest, õhukestest taladest, mida koos nimetatakse müofilamentideks.

Laiendades müofilamentide osa, saate identifitseerida need moodustavad molekulid. Tihedad filamentkiudud on valmistatud müosiinist, samas kui peened kiud on valmistatud aktinist.

Aktiin ja müosiin on kontraktiilsed valgud, mis põhjustavad üksteisega suhtlemisel lihaste lühenemist. Lisaks sisaldavad õhukesed kiud muud valku, millel on regulatiivne funktsioon, mida nimetatakse troponiiniks ja tropomüosiiniks, mis reguleerivad kontraktiilsete valkude koostoimet.

Funktsioonid

Sarcomere peamine ülesanne on võimaldada lihasrakulepingu sõlmimist. Selleks tuleb sarkoomi lühendada vastuseks närvisüsteemi impulsile.

Paksed ja õhukesed kiud ei lühenda, vaid libistavad üksteise ümber, mis põhjustab saromeeri lühenemise, samal ajal kui filamentide pikkus on sama. Seda protsessi tuntakse lihaste kokkutõmbumisest tingitud libisevate kiudude mudelina.

Hõõgniidi libisemine tekitab lihaspingeid, mis on kahtlemata sarcomere peamine panus. See tegevus annab lihastele nende füüsilise tugevuse.

Kiire analoogia sellele on see, kuidas pikad redelid on vastavalt meie vajadustele laiendatavad või volditavad, ilma metalliosasid füüsiliselt lühendamata.

Müosiini kaasamine

Õnneks pakuvad hiljutised uuringud hea ülevaate sellest, kuidas see libisemine toimib. Liugfilamenti teooriat on modifitseeritud nii, et see hõlmaks seda, kuidas müosiin suudab aktiniini tõmmata saromeeri pikkuse lühendamiseks..

Selles teoorias paikneb müosiini globaalne juht aktiini läheduses S1 piirkonna nime all. See piirkond on rikas segmentidega, mille hinged võivad olla painutatavad ja seega hõlbustavad kokkutõmbumist.

S1 paindumine võib olla võtmeks, et mõista, kuidas müosiin suudab "aktiveerida" aktini filamente. See saavutatakse S1 müosiini fragmendi sidumistsüklitega, selle kokkutõmbumisega ja lõpliku vabanemisega.

Müosiini ja actiba liit

Kui müosiin ja aktiin kokku tulevad, moodustavad nad pikendusi, mida nimetatakse "ületatud sildadeks". Need ületatud sillad võivad olla moodustatud ja puruneda ATP juuresolekul (või puudumisel), mis on energia molekul, mis muudab võimalikuks kokkutõmbumise.

Kui ATP seondub aktiinfilamentiga, liigub see asendisse, mis avaldab selle müosiini sidumissaidi. See võimaldab müosiini globaalsel juhil kinnitada sellel saidil ristsilda.

See liit põhjustab ATP fosfaadirühma dissotsieerumise ja seega müosiin käivitab selle funktsiooni. Siis siseneb müosiin madalama energia olekusse, kus saromeeri saab lühendada.

Ristsilda murdmiseks ja müosiini seostumiseks aktiiniga järgmises tsüklis on müosiiniga seotud teine ​​ATP molekul. See tähendab, et ATP molekul on vajalik nii kokkutõmbumiseks kui ka lõõgastumiseks.

Histoloogia

Lihaste histoloogilised lõigud näitavad sarkomeeride anatoomilisi omadusi. Müosiinist koosnevad paksud filamentid on nähtavad ja on esindatud kui sarcomere A-riba.

Aktiinist koosnevad õhukesed kiud seostuvad Z-kettal (või Z-liinil) olevaks valguks, mida nimetatakse alfa-aktiniiniks, ning esinevad kogu I riba ja osa A-rühma ulatuses.

Piirkonnas, kus paksud ja õhukesed kiud kattuvad, on tihe välimus, kuna filamentide vahel on vähe ruumi. See ala, kus õhukesed ja paksud kiud kattuvad, on lihaste kokkutõmbumise jaoks väga oluline, sest see on koht, kus hõõgniidi liikumine algab.

Õhukesed kiud ei ulatu täielikult ribadesse A, jättes ribaplaadi A keskosa, mis sisaldab ainult paksusid filamente. See A-riba keskne piirkond tundub veidi kergem kui A-riba ülejäänud osa ja seda nimetatakse tsooniks H.

Tsooni H keskel on vertikaaljoon, mida nimetatakse M-liiniks, kus lisavalgud hoiavad kokku paksude kiudude.

Saromeeri histoloogia peamised komponendid on kokku võetud allpool:

Band A

Paks hõõgniit, mis koosneb müosiinvalkudest.

Tsoon H

Riba A keskvöönd ilma aktiini valkudeta, mis on lihases lõdvestunud.

Band I

Õhukeste kiudude tsoon, mis koosneb aktiinvalkudest (ilma müosiinita).

Z kettad

Kas külgnevate sarkomeeride vahelised piirid on moodustunud sarcomere suhtes risti olevate aktiiniga seonduvate valkude poolt.

Rida M

Lisavalkude moodustatud keskvöönd. Nad asuvad müosiini paksuse hõõgniidi keskel, mis on risti sarkomeeriga.

Nagu ülalpool mainitud, toimub kokkutõmbumine, kui paksud kiud libistavad pikki filamente kiirelt üksteise järel, et lühendada müofibrilli. Siiski on oluline meeles pidada, et müofilamentid ise ei sõlmi; see on libisev tegevus, mis annab neile võimu lühendada või pikendada.

Viited

1. Clarke, M. (2004). Libisev kiud 50 ° C juures. Loodus, 429(6988), 145.
2. Hale, T. (2004) Harjutuse füsioloogia: temaatiline lähenemine (1. väljaanne). Wiley
3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Meditsiiniline füsioloogia: kliinilise meditsiini põhimõtted (4. väljaanne). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Spudich, J. A. (2001). Müosiini pöörlev rist-silla mudel. Loodus Arvamused Molekulaarrakkude bioloogia, 2(5), 387-392.
5. Thibodeau, P. (2013). Anatoomia ja füsioloogia (8)^th). Mosby, Inc.
6. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Anatoomia ja füsioloogia põhimõtted (13. trükk). John Wiley & Sons Inc.