- Uzbūve un detaļas
- Miofibrili
- Miozīns un aktīns
- Miofilamenti
- Iespējas
- Miozīna iesaistīšana
- Miozīna un aktibas savienība
- Histoloģija
- A josla
- H zona
- I grupa
- Z diski
- M rinda
- Atsauces
Sarcomere ir būtiska funkcionāla vienība skeleta muskuļu, kas, skeleta un sirds muskuļa. Skeleta muskuļi ir tādi muskuļi, kurus izmanto brīvprātīgās kustībās, un sirds muskuļi ir muskuļi, kas ir sirds daļa.
Sakot, ka sarkomenrs ir funkcionālā vienība, tas nozīmē, ka visi sarkādri satur visus komponentus, kas nepieciešami saraušanai. Faktiski skeleta muskulatūru veido miljoniem niecīgu sarkomeru, kas individuāli saīsinās ar katru muskuļu kontrakciju.
Sarkomēra (augšdaļa) un tā attēlojuma (apakšā) mikrogrāfs
Šeit atrodas sarkomēra galvenais mērķis. Sarkoreri ir spējīgi ierosināt lielas kustības, vienojoties ar līgumu. Tā unikālā struktūra ļauj šīm mazajām vienībām koordinēt muskuļu kontrakcijas.
Faktiski muskuļiem ir kontraktilās īpašības, kas nosaka dzīvniekus, jo dzīvnieku pārvietošanās ir ārkārtīgi vienmērīga un sarežģīta. Lokomotīvei ir jāmaina muskuļa garums, jo tas lokās, kas prasa molekulāru struktūru, kas ļauj muskulim saīsināties.
Uzbūve un detaļas
Ja skeleta muskuļu audi tiek rūpīgi izpētīti, tiek novērots svītrains izskats, ko sauc par striju. Šīs "svītras" attēlo mainīgas joslas, gaišas un tumšas, atbilstoši dažādiem olbaltumvielu pavedieniem. Tas ir, šīs svītras veido savstarpēji savienotas olbaltumvielu šķiedras, kas veido katru sarkomeru.
Miofibrili
Muskuļu šķiedras sastāv no simtiem līdz tūkstošiem kontraktilo organellu, ko sauc par miofibrilām; Šie miofibrili ir izvietoti paralēli, veidojot muskuļu audus. Tomēr paši miofibrili pēc būtības ir polimēri, tas ir, atkārtojas sarkomēra vienības.
Miofibrili ir garas, šķiedru struktūras un ir izgatavoti no divu veidu olbaltumvielu pavedieniem, kas ir sakrauti viens otram virsū.
Miozīns un aktīns
Miozīns ir bieza šķiedra ar riņķveida galvu, un aktīns ir plānāks pavediens, kas mijiedarbojas ar miozīnu muskuļu kontrakcijas procesā.
Dotajā miofibrilā ir aptuveni 10 000 sarkomeru, no kuriem katrs ir aptuveni 3 mikronu garš. Lai arī katrs sarkomārs ir mazs, vairāki summārie sarkomāri aptver muskuļu šķiedras garumu.
Miofilamenti
Katrs sarkomārs sastāv no bieziem un plāniem iepriekšminēto olbaltumvielu saišķiem, kurus kopā sauc par miofilamentiem.
Palielinot miofilamentu daļu, var identificēt molekulas, kas tās veido. Biezie pavedieni ir izgatavoti no miozīna, bet smalkie pavedieni - no aktīna.
Aktīns un miozīns ir kontraktilās olbaltumvielas, kas, savstarpēji mijiedarbojoties, izraisa muskuļu saīsināšanu. Turklāt tievie pavedieni satur citas olbaltumvielas ar regulējošu funkciju, ko sauc par troponīnu un tropomiozīnu, kas regulē kontraktilo olbaltumvielu mijiedarbību.
Iespējas
Sarkomēra galvenā funkcija ir ļaut muskuļu šūnai sarauties. Lai to izdarītu, sarkoreram jāsaīsina, reaģējot uz nervu impulsu.
Biezie un plānie pavedieni nesaīsina, bet gan slīd apkārt viens otram, izraisot sarkomenra saīsināšanos, kamēr pavedieni paliek vienāda garuma. Šis process ir pazīstams kā muskuļu kontrakcijas bīdāmais pavedienu modelis.
Kvēldiega slīdēšana rada muskuļu sasprindzinājumu, kas, bez šaubām, ir sarkomēra galvenais ieguldījums. Šī darbība muskuļiem piešķir fizisko izturību.
Ātra analoģija tam ir veids, kā garas kāpnes var pagarināt vai salocīt atkarībā no mūsu vajadzībām, fiziski nesaīsinot to metāla daļas.
Miozīna iesaistīšana
Par laimi, jaunākie pētījumi piedāvā labu ideju par šīs slīdēšanas darbību. Bīdāmo pavedienu teorija ir modificēta, iekļaujot to, kā miozīns spēj pievilkt aktīnu, lai saīsinātu sarkomenra garumu.
Šajā teorijā globālā miozīna galva atrodas tuvu aktīnam apgabalā, ko sauc par S1 reģionu. Šis reģions ir bagāts ar veramiem segmentiem, kas var saliekties un tādējādi atvieglot saraušanos.
S1 liece var būt atslēga, lai saprastu, kā miozīns spēj "staigāt" gar aktīna pavedieniem. To panāk, miozīna S1 fragmentu apritē, tā saraušanās un galīgā izdalīšanās.
Miozīna un aktibas savienība
Kad miozīns un aktīns apvienojas, tie veido pagarinājumus, ko sauc par "krustveida tiltiem". Šos krustveida tiltus var veidot un salauzt ATP klātbūtnē (vai neesamībā), kas ir enerģētiskā molekula, kas padara iespējamu saraušanos.
Kad ATP saistās ar aktīna pavedienu, tas pārvieto to stāvoklī, kas pakļauj tā miozīnu saistošo vietu. Tas ļauj miozīna globālajai galvai saistīties ar šo vietu, veidojot šķērsgriezuma tiltu.
Šī savienība izraisa ATP fosfātu grupas disociāciju, un tādējādi miozīns sāk savu darbību. Pēc tam miozīns nonāk zemākas enerģijas stāvoklī, kur sarkomeru var saīsināt.
Lai nojauktu šķērsgriezuma tiltu un nākamajā ciklā ļautu miozīnam atkal saistīties ar aktīnu, ir nepieciešama citas ATP molekulas saistīšana ar miozīnu. Tas ir, ATP molekula ir nepieciešama gan kontrakcijai, gan relaksācijai.
Histoloģija
Muskuļu histoloģiskās sekcijas parāda sarkomeru anatomiskās iezīmes. Biezie pavedieni, kas sastāv no miozīna, ir redzami un tiek attēloti kā sarkometra A josla.
Tievie pavedieni, kas sastāv no aktīna, saistās ar olbaltumvielu Z diskā (vai Z līnijā), ko sauc par alfa-aktinīnu, un atrodas visā I joslas garumā un A joslas daļā.
Reģionam, kurā biezie un plānie pavedieni pārklājas, ir blīvs izskats, jo starp pavedieniem ir maz vietas. Šī zona, kurā plānie un biezie pavedieni pārklājas, ir ļoti svarīga muskuļu kontrakcijai, jo tā ir vieta, kur sākas kvēldiega kustība.
Plānie pavedieni pilnībā neietilpst A joslās, atstājot A joslas centrālo reģionu, kurā ir tikai biezi pavedieni. Šis joslas A centrālais reģions šķiet nedaudz vieglāks nekā pārējais A joslas apgabals, un to sauc par H zonu.
H zonas centrā ir vertikāla līnija, ko sauc par M līniju, kur papildu olbaltumvielas kopā satur biezos pavedienus.
Turpmāk ir apkopoti sarkomēra histoloģijas galvenie komponenti:
A josla
Bieza pavedienu zona, ko veido miozīna olbaltumvielas.
H zona
Centrālā A joslas zona, nepārklājoties aktīna olbaltumvielām, kad muskuļi ir atslābināti.
I grupa
Plāna pavedienu zona, kas sastāv no aktīna olbaltumvielām (bez miozīna).
Z diski
Tās ir robežas starp blakus esošajiem sarkomeriem, ko veido aktiīnus saistošie proteīni, kas ir perpendikulāri sarkomeriem.
M rinda
Centrālā zona, ko veido papildu olbaltumvielas. Tie atrodas bieza miozīna pavediena centrā perpendikulāri sarkomerālam.
Kā minēts iepriekš, saraušanās notiek, kad biezi pavedieni ātri secīgi slīd gar plāniem pavedieniem, lai saīsinātu miofibrilus. Tomēr būtiska atšķirība, kas jāatceras, ir tā, ka mežģīnes pašas nesaraujas; tieši bīdāmā darbība dod viņiem spēku saīsināt vai pagarināt.
Atsauces
- Clarke, M. (2004). Bīdāmais pavediens 50 ° temperatūrā. Daba, 429 (6988), 145.
- Hale, T. (2004) Vingrojumu fizioloģija: tematiska pieeja (1. red.). Vilejs
- Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Medicīniskā fizioloģija: klīniskās medicīnas principi (4. izdevums). Lippincott Williams & Wilkins.
- Spudich, JA (2001). Miozīns šūpojošs šķērssiltveida modelis. Daba apskats Molecular Cell Biology, 2 (5), 387. – 392.
- Thibodeau, P. (2013). Anatomija un Phisiology (8 th ). Mosby, Inc.
- Tortora, G. & Derriksons, B. (2012). Anatomijas un fizioloģijas principi (13. izdevums). John Wiley & Sons Inc.