Sarcomereho struktura a díly, funkce a histologie

A sarkomere je to základní funkční jednotka pruhovaného svalu, tj. kosterního a srdečního svalu. Kosterní sval je typ svalu, který se používá při dobrovolném pohybu a srdeční sval je sval, který je součástí srdce.

Chcete-li říci, že sarkomér je funkční jednotka, znamená to, že všechny složky nezbytné pro kontrakci jsou obsaženy v každém sarkomeru. Ve skutečnosti, pruhovaný sval je tvořen milióny malých sarkomeres to zkrátit, individuálně, s každým svalovým stahem.

Zde leží hlavní účel sarkomery. Sarkomery jsou schopny iniciovat velké pohyby tím, že uzavírají smlouvu. Jeho jedinečná struktura umožňuje těmto malým jednotkám koordinovat kontrakce svalů.

Ve skutečnosti jsou kontraktilní vlastnosti svalů určující vlastností zvířat, protože pohyb zvířat je pozoruhodně hladký a složitý. Lokomoce vyžaduje změnu délky svalu, jak se ohne, což vyžaduje molekulární strukturu, která umožňuje svalové zkrácení.

Index

• 1 Struktura a díly
  • 1.1 Myofibrily
  • 1.2 Myosin a aktin
  • 1.3 Myofilamenty
• 2 Funkce
  • 2.1 Účast myosinu
  • 2.2 Svaz myosinu a aktiby
• 3 Histologie
  • 3.1 Pásmo A
  • 3.2 Zóna H
  • 3.3 Pásmo I
  • 3.4 Z disky
  • 3.5 Řádek M
• 4 Odkazy

Struktura a díly

Pokud je kosterní svalová tkáň pečlivě vyšetřena, je pozorován pruhovaný vzhled zvaný striace. Tyto "pruhy" představují vzor střídajících se pásů, světlých a tmavých, odpovídajících různým proteinovým vláknům. To znamená, že tyto pruhy jsou tvořeny prokládanými proteinovými vlákny, která tvoří každý sarkomér.

Myofibrily

Svalová vlákna jsou složena ze stovek až tisíců kontraktilních organel zvaných myofibrily; Tyto myofibrily jsou uspořádány paralelně k vytvoření svalové tkáně. Myofibrily jsou však v podstatě polymery, tj. Opakující se jednotky sarkomérů.

Myofibrily jsou vláknité a dlouhé struktury a jsou vyrobeny ze dvou typů proteinových vláken, které jsou naskládány na sebe..

Myosin a aktin

Myosin je tlusté vlákno s kulovitou hlavou a aktin je tenčí vlákno, které interaguje s myosinem během procesu svalové kontrakce..

Daný myofibril obsahuje přibližně 10 000 sarkomérů, z nichž každý má délku přibližně 3 mikrometry. Zatímco každý sarkomér je malý, délka svalového vlákna se pohybuje v několika agregovaných sarkomérech.

Myofilamenty

Každý sarkomér se skládá z tlustých tenkých paprsků výše uvedených proteinů, které se společně nazývají myofilamenty.

Rozšiřováním části myofilamentů můžete identifikovat molekuly, které je tvoří. Silná vlákna jsou vyrobena z myosinu, zatímco jemná vlákna jsou vyrobena z aktinu.

Actin a myosin jsou kontraktilní bílkoviny, které způsobují zkrácení svalů při vzájemném působení. Navíc tenká vlákna obsahují další proteiny s regulační funkcí zvanou troponin a tropomyosin, které regulují interakci mezi kontraktilními proteiny..

Funkce

Hlavní funkcí sarkomeru je umožnit kontrakci svalové buňky. Za tímto účelem musí být sarkomere zkrácena v reakci na nervový impuls.

Silná a tenká vlákna se nezkracují, ale posouvají se kolem sebe, což způsobuje zkrácení sarkomeru, zatímco vlákna si zachovávají stejnou délku. Tento proces je známý jako model kluzných vláken svalové kontrakce.

Klouzání vlákna vytváří svalové napětí, které je bezesporu hlavním přínosem sarkomeru. Tato akce dává svalům jejich fyzickou sílu.

Rychlá analogie k tomu je způsob, jak dlouhý žebřík může být prodloužen nebo složen v závislosti na našich potřebách, bez fyzického zkrácení jeho kovových částí.

Zapojení Myosinu

Nedávný výzkum naštěstí nabízí dobrou představu o tom, jak tento skluz funguje. Teorie kluzného vlákna byla modifikována tak, aby zahrnovala, jak je myosin schopen táhnout aktin, aby zkrátil délku sarkomeru..

V této teorii je kulová hlava myosinu umístěna v blízkosti aktinu v oblasti zvané S1 oblast. Tato oblast je bohatá na segmenty se závěsy, které mohou být ohnuty, a tak usnadňují kontrakci.

Ohnutí S1 může být klíčem k pochopení toho, jak je myosin schopen "chodit" podél aktinových vláken. Toho je dosaženo vazebnými cykly S1 myosinového fragmentu, jeho kontrakcí a konečným uvolněním.

Svaz myosinu a actiba

Když se myosin a aktin spojí, tvoří rozšíření zvané "překřížené mosty". Tyto zkřížené můstky mohou být vytvořeny a zlomeny s přítomností (nebo nepřítomností) ATP, což je molekula energie, která umožňuje kontrakci..

Když se ATP váže na vlákno aktinu, přesune jej do polohy, která odhaluje jeho vazebné místo myosinu. To umožňuje, aby se kulová hlava myosinu připojila k tomuto místu a vytvořila křížový most.

Toto spojení způsobí, že se fosfátová skupina ATP disociuje, a tak myosin iniciuje svou funkci. Pak myosin vstoupí do stavu nižší energie kde sarkcomere může být zkrácen.

Pro přerušení křížového můstku a opětovného navázání vazby myosinu na aktin v dalším cyklu je nutné navázat další molekulu ATP na myosin. To znamená, že ATP molekula je nezbytná jak pro kontrakci, tak pro relaxaci.

Histologie

Histologické řezy svalů vykazují anatomické charakteristiky sarkomérů. Silná vlákna, složená z myosinu, jsou viditelná a jsou reprezentována jako pás A sarkomu.

Tenké filamenty, složené z aktinu, se vážou na protein na Z disku (nebo Z linii) zvaném alfa-aktinin a jsou přítomny po celé délce pásu I a části pásma A.

Oblast, kde se silná a tenká vlákna překrývají, má hustý vzhled, protože mezi vlákny je malý prostor. Tato oblast, kde se tenká a tlustá vlákna překrývají, je velmi důležitá pro svalovou kontrakci, protože je to místo, kde začíná pohyb vlákna..

Tenké filamenty neprobíhají úplně v pásech A a zanechávají centrální oblast pásu A, která obsahuje pouze tlustá vlákna. Tato centrální oblast pásma A se jeví mírně lehčí než zbytek pásma A a nazývá se zóna H.

Střed zóny H má svislou čáru zvanou linie M, kde doplňkové proteiny drží dohromady tlustá vlákna.

Hlavní složky histologie sarkomu jsou shrnuty níže:

Pásmo A

Hustá vláknová zóna, složená z myosinových proteinů.

Zóna H

Centrální zóna pásma A, bez aktinových proteinů superponovaných, když je sval uvolněný.

Skupina I

Zóna tenkých vláken, složená z aktinových proteinů (bez myosinu).

Z disky

Jsou hranice mezi sousedními sarkomery, tvořené aktinovými vazebnými proteiny kolmými na sarkomeru.

Řádek M

Centrální zóna tvořená doplňkovými proteiny. Jsou umístěny ve středu hustého vlákna myosinu, kolmo k sarkomeru.

Jak bylo uvedeno výše, ke smršťování dochází, když se silná vlákna rychle posouvají po jemných vláknech za účelem zkrácení myofibril. Rozhodující rozdíl je však v tom, že myofilamenty se neuzavírají; je to posuvná akce, která jim dává možnost zkrátit nebo prodloužit.

Odkazy

1. Clarke, M. (2004). Posuvné vlákno při 50 ° C. Příroda, 429(6988), 145.
2. Hale, T. (2004) Fyziologie cvičení: Tematický přístup (1. vydání). Wiley
3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Lékařská fyziologie: Principy klinické medicíny (4. vydání). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Spudich, J. A. (2001). Model myosinového kyvného kříže. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2(5), 387-392.
5. Thibodeau, P. (2013). Anatomie a fisiologie (8)^th). Mosby, Inc.
6. Tortora, G. a Derrickson, B. (2012). Principy anatomie a fyziologie (13. vydání). John Wiley & Sons Inc.