Sarcomere Struktur og Dele, Funktioner og Histologi

en sarkomeret Det er den grundlæggende funktionelle enhed af striated muskel, det vil sige af skelet- og hjertemuskel. Skeletmuskulaturen er den type muskel, der bruges i frivillig bevægelse, og hjertemusklen er muskelen, der er en del af hjertet.

At sige, at sarkomeren er den funktionelle enhed betyder, at alle de komponenter, der er nødvendige for sammentrækning, er indeholdt i hver sarkomerer. Faktisk består striated muskel af millioner af små sarkomerer, der forkortes individuelt med hver muskelkontraktion.

Her ligger hovedformålet med sarkomeren. Sarkomerer er i stand til at initiere store bevægelser ved at indgå i kontrakt. Dens unikke struktur gør det muligt for disse små enheder at koordinere musklernes sammentrækninger.

Faktisk er kontraktile egenskaber hos muskler en afgørende karakteristisk for dyr, da bevægelsen af ​​dyr er bemærkelsesværdigt glat og kompleks. Lokomotion kræver en ændring i længden af ​​muskelen, da den bøjer, hvilket kræver en molekylær struktur, der muliggør muskelforkortelse.

indeks

• 1 Struktur og dele
  • 1.1 Myofibriller
  • 1.2 Myosin og actin
  • 1.3 Myofilamenter
• 2 funktioner
  • 2.1 Deltagelse af myosin
  • 2.2 Union of myosin og actiba
• 3 histologi
  • 3.1 Band A
  • 3.2 Zone H
  • 3.3 Band I
  • 3,4 Z diske
  • 3,5 linje M
• 4 referencer

Struktur og dele

Hvis skeletmuskulaturvævet nøje undersøges, observeres et stribet udseende kaldet striation. Disse "striber" repræsenterer et mønster af vekslende bånd, lyse og mørke, svarende til forskellige proteinfilamenter. Det vil sige, disse striber er dannet af interlaced proteinfibre, der udgør hver sarkomerer.

myofibriller

Muskelfibre er sammensat af hundreder til tusinder af kontraktile organeller kaldet myofibriller; Disse myofibriller arrangeres parallelt for at danne muskelvæv. Myofibrillerne er imidlertid i det væsentlige polymerer, det vil sige gentagne enheder af sarkomerer.

Myofibriller er fibrøse og lange strukturer og er lavet af to typer proteinfilamenter, der er stablet oven på hinanden.

Myosin og actin

Myosin er en tyk fiber med et kugleformet hoved, og actin er en tyndere filament, der interagerer med myosin under processen med muskelkontraktion.

En given myofibril indeholder ca. 10.000 sarkomerer, hvoraf hver er ca. 3 mikrometer i længden. Mens hver sarkomerer er lille, spænder flere aggregerede sarkomerer længden af ​​muskelfiberen.

myofilaments

Hver sarkomerer består af tykke, tynde bjælker af de ovennævnte proteiner, som sammen kaldes myofilamenter.

Ved at udvide en del af myofilamenterne, kan du identificere de molekyler, der gør dem op. De tykke filamenter er lavet af myosin, mens de fine filamenter er lavet af actin.

Actin og myosin er de kontraktile proteiner, der forårsager muskelforkortelse, når de interagerer med hinanden. Desuden indeholder tynde filamenter andre proteiner med regulerende funktion kaldet troponin og tropomyosin, som regulerer interaktionen mellem kontraktile proteiner.

funktioner

Sarkomererens hovedfunktion er at tillade en muskelcelle at indgå kontrakt. For dette skal sarkomeren forkortes som reaktion på en nervøs impuls.

De tykke og tynde filamenter forkortes ikke, men glider om hinanden, hvilket får sarkomeren til at forkorte, mens filamenterne bevarer samme længde. Denne proces er kendt som modellen af ​​glidende filamenter af muskelkontraktion.

Glidning af filamentet frembringer muskelspænding, hvilket utvivlsomt er sarkomerens hovedbidrag. Denne handling giver musklerne deres fysiske styrke.

En hurtig analogi til dette er den måde, som en lang stige kan udvides eller foldes afhængigt af vores behov uden fysisk forkortelse af dens metaldele.

Myosin involvering

Heldigvis giver ny forskning en god ide om, hvordan denne glidning virker. Teorien om glidende filament er blevet ændret til at omfatte, hvordan myosin er i stand til at trække actin for at forkorte længden af ​​sarkomeren.

I denne teori ligger myosins globulære hoved nær aktin i et område kaldet S1-regionen. Denne region er rig på segmenter med hængsler, som kan bøjes og dermed lette sammentrækningen.

Fleksionen af ​​S1 kan være nøglen til at forstå, hvordan myosin er i stand til at "gå" langs aktinfilamenterne. Dette opnås ved bindende cyklusser af S1 myosinfragmentet, dets sammentrækning og dets endelige frigivelse.

Union of myosin og actiba

Når myosin og actin kommer sammen, danner de udvidelser kaldet "crossed bridges". Disse krydsede broer kan formes og brydes med ATP's tilstedeværelse (eller fravær), hvilket er det energimolekyle, der muliggør sammentrækning.

Når ATP binder til actinfilamentet, bevæger det det til en position, der udsætter sit myosinbindingssted. Dette gør det muligt for mitosins globulære hoved at binde til dette sted for at danne krydsbroen.

Denne union får fosfatgruppen af ​​ATP til at dissociere, og dermed initierer myosinet dets funktion. Derefter går myosinet i en tilstand af lavere energi, hvor sarkomeren kan forkortes.

For at bryde krydsbroen og tillade igen binding af myosin til actin i den næste cyklus, er det nødvendigt at binde et andet molekyle ATP til myosin. Det vil sige, ATP-molekylet er nødvendigt for både sammentrækning og afslapning.

histologi

De histologiske dele af musklen viser sarcomeres anatomiske egenskaber. De tykke filamenter, der består af myosin, er synlige og er repræsenteret som A-sarcomere-båndet.

Tynde filamenter, der består af actin, binder til et protein på Z-disken (eller Z-linjen) kaldet alpha-actinin, og er til stede langs hele længden af ​​bånd I og en del af bånd A.

Den region, hvor de tykke og tynde filamenter overlapper, har et tæt udseende, da der ikke er plads mellem filamenterne. Dette område, hvor tynde og tykke filamenter overlapper hinanden, er meget vigtigt for muskelkontraktion, da det er det sted, hvor filamentets bevægelse begynder.

De tynde filamenter strækker sig ikke helt ud i bånd A, hvilket efterlader et centralt område af bånd A, der kun indeholder tykke filamenter. Denne centrale region af band A virker lidt lettere end resten af ​​band A, og kaldes zone H.

Centrum af zone H har en lodret linje kaldet M-linjen, hvor tilbehørsproteiner holder sammen de tykke filamenter.

Hovedkomponenterne i en sarkomers histologi er opsummeret nedenfor:

Band A

Tykt filament zone, sammensat af myosin proteiner.

Zone H

Central zone af band A, uden aktinproteiner overlejret, når muskelen er afslappet.

Band I

Zone af tynde filamenter, sammensat af actinproteiner (uden myosin).

Z diske

Er grænserne mellem tilstødende sarkomerer dannet af actinbindende proteiner vinkelret på sarkomeren.

Linie M

Central zone dannet af hjælpeproteiner. De er placeret i midten af ​​myosins tykke filament, vinkelret på sarkomeren.

Som nævnt ovenfor forekommer krympning, når de tykke filamenter glider langs de fine filamenter i hurtig rækkefølge for at forkorte myofibrillerne. Imidlertid er en afgørende forskel at huske, at myofilamenterne selv ikke kontraherer; det er glidende handling, der giver dem deres magt til at forkorte eller forlænge.

referencer

1. Clarke, M. (2004). Glidende filament på 50. natur, 429(6988), 145.
2. Hale, T. (2004) Øvelsesfysiologi: En tematisk tilgang (1. udgave). Wiley
3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Medicinsk fysiologi: Principper for klinisk medicin (4. udgave). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Spudich, J.A. (2001). Den myosin swingende cross-bridge model. Naturanmeldelser Molecular Cell Biology, 2(5), 387-392.
5. Thibodeau, P. (2013). Anatomi og Fysiologi (8^th). Mosby, Inc.
6. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Principper for anatomi og fysiologi (13. udgave). John Wiley & Sons Inc.