Δομή και Μέρη Σαρκομερή, Λειτουργίες και Ιστολογία

Α σαρκομερές είναι η θεμελιώδης λειτουργική μονάδα των διακλαδισμένων μυών, δηλαδή του σκελετικού και του καρδιακού μυός. Ο σκελετικός μυς είναι ο τύπος του μυός που χρησιμοποιείται στην εθελοντική κίνηση και ο καρδιακός μυς είναι ο μυς που αποτελεί μέρος της καρδιάς.

Το να λέμε ότι το σαρκομερές είναι η λειτουργική μονάδα σημαίνει ότι όλα τα συστατικά που είναι απαραίτητα για συστολή περιέχονται σε κάθε σαρκομέρεια. Στην πραγματικότητα, οι ρυτιδωμένοι μύες αποτελούνται από εκατομμύρια μικρά σαρκομερή που συντομεύονται, μεμονωμένα, με κάθε συστολή μυών.

Εδώ βρίσκεται ο κύριος σκοπός του σαρκομεριού. Τα σαρκομερή είναι σε θέση να ξεκινήσουν μεγάλες κινήσεις, αναθέτοντας σε συμφωνία. Η μοναδική του δομή επιτρέπει σε αυτές τις μικρές μονάδες να συντονίζουν τις συσπάσεις των μυών.

Στην πραγματικότητα, οι συσταλτικές ιδιότητες των μυών είναι ένα καθοριστικό χαρακτηριστικό των ζώων, αφού η κίνηση των ζώων είναι εξαιρετικά ομαλή και πολύπλοκη. Η μετακίνηση απαιτεί μια αλλαγή στο μήκος του μυός καθώς λυγίζει, πράγμα που απαιτεί μια μοριακή δομή που επιτρέπει τη μείωση των μυών.

Ευρετήριο

• 1 Δομή και εξαρτήματα
  • 1.1 Μυοφλεγρίδια
  • 1.2 Μυοσίνη και ακτίνη
  • 1.3 Myofilaments
• 2 Λειτουργίες
  • 2.1 Συμμετοχή μυοσίνης
  • 2.2 Ένωση μυοσίνης και actiba
• 3 Ιστολογία
  • 3.1 ζώνη Α
  • 3.2 Ζώνη Η
  • 3.3 Ζώνη Ι
  • 3.4 δίσκοι Z
  • 3.5 Γραμμή M
• 4 Αναφορές

Δομή και μέρη

Αν ο ιστός του σκελετικού μυός εξετάζεται προσεκτικά, παρατηρείται μια ριγωτή εμφάνιση που ονομάζεται ραβδώσεις. Αυτές οι "λωρίδες" αντιπροσωπεύουν ένα σχέδιο εναλλασσόμενων ζωνών, ελαφρών και σκοτεινών, που αντιστοιχούν σε διαφορετικά νημάτια πρωτεϊνών. Δηλαδή, αυτές οι λωρίδες σχηματίζονται από συντηγμένες πρωτεϊνικές ίνες που συνθέτουν κάθε σαρκομέρεια.

Μυοϊμπρίλια

Οι μυϊκές ίνες αποτελούνται από εκατοντάδες έως χιλιάδες συσταλτά οργανίδια που ονομάζονται μυοϊμπρίλια. Αυτά τα μυοϊνίδια είναι διατεταγμένα παράλληλα για να σχηματίσουν μυϊκό ιστό. Ωστόσο, τα ίδια τα μυοϊνίδια είναι ουσιαστικά πολυμερή, δηλαδή, επαναλαμβανόμενες μονάδες σαρκομερών.

Τα μυοϊμπρίλια είναι ινώδεις και μακριές δομές και είναι κατασκευασμένες από δύο τύπους ινών πρωτεϊνών που στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο.

Μυοσίνη και ακτίνη

Η μυοσίνη είναι μια παχιά ίνα με μια σφαιρική κεφαλή και η ακτίνη είναι ένα λεπτότερο νήμα που αλληλεπιδρά με μυοσίνη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συστολής των μυών.

Μία δεδομένη μυοϊμπρίλη περιέχει περίπου 10.000 σαρκομερή, έκαστο των οποίων έχει μήκος περίπου 3 μικρά. Ενώ κάθε σαρκομερές είναι μικρό, αρκετά σαρκομετρικά σωμάτια καλύπτουν το μήκος των μυϊκών ινών.

Myofilaments

Κάθε σαρκομερές αποτελείται από παχιές, λεπτές δοκοί των πρωτεϊνών που αναφέρονται παραπάνω, οι οποίες μαζί ονομάζονται μυωδιώματα.

Με την επέκταση ενός τμήματος των μυωδιωμάτων, μπορείτε να ταυτοποιήσετε τα μόρια που τα δημιουργούν. Τα παχιά νημάτια είναι φτιαγμένα από μυοσίνη, ενώ τα λεπτά νήματα είναι κατασκευασμένα από ακτίνη.

Η ακτίνη και η μυοσίνη είναι οι συσταλτικές πρωτεΐνες που προκαλούν τη μείωση των μυών όταν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Επιπλέον, τα λεπτά νήματα περιέχουν άλλες πρωτεΐνες με ρυθμιστική λειτουργία που ονομάζεται τροπονίνη και τροπομυοσίνη, οι οποίες ρυθμίζουν την αλληλεπίδραση μεταξύ συσταλτικών πρωτεϊνών.

Λειτουργίες

Η κύρια λειτουργία του σαρκομεριού είναι να επιτρέψει σε ένα μυϊκό κύτταρο να συστέλλεται. Γι 'αυτό, το σαρκομερές πρέπει να συντομευθεί σε απόκριση σε νευρικό παλμό.

Τα παχιά και λεπτά νήματα δεν συντομεύονται, αλλά γλιστρούν ο ένας γύρω από τον άλλο, γεγονός που αναγκάζει το σαρκομετρικό να συντομευθεί ενώ τα νήματα διατηρούν το ίδιο μήκος. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως το μοντέλο των συρόμενων ινών της σύσπασης των μυών.

Η ολίσθηση του νήματος δημιουργεί μυϊκή τάση, η οποία είναι αναμφισβήτητα η κύρια συμβολή του σαρκομεριού. Αυτή η δράση δίνει στους μύες τη φυσική τους δύναμη.

Μια γρήγορη αναλογία σε αυτό είναι ο τρόπος με τον οποίο μια μακρά σκάλα μπορεί να επεκταθεί ή να διπλωθεί ανάλογα με τις ανάγκες μας, χωρίς να συντομευτεί φυσικά τα μεταλλικά μέρη.

Συμμετοχή με μυοσίνη

Ευτυχώς, η πρόσφατη έρευνα προσφέρει μια καλή ιδέα για το πώς λειτουργεί αυτή η ολίσθηση. Η θεωρία του συρόμενου νήματος τροποποιήθηκε για να συμπεριλάβει τον τρόπο με τον οποίο η μυοσίνη είναι ικανή να τραβά την ακτίνη για να μειώσει το μήκος του σαρκώματος.

Σε αυτή τη θεωρία, η σφαιρική κεφαλή μυοσίνης βρίσκεται κοντά στην ακτίνη σε μια περιοχή που ονομάζεται περιοχή S1. Αυτή η περιοχή είναι πλούσια σε τμήματα με μεντεσέδες που μπορούν να κάμπτονται και έτσι να διευκολύνουν τη συστολή.

Η κάμψη του S1 μπορεί να είναι το κλειδί για την κατανόηση του πώς η μυοσίνη είναι σε θέση να "περπατήσει" κατά μήκος των νηματίων ακτίνης. Αυτό επιτυγχάνεται με κύκλους δέσμευσης του τεμαχίου μυοσίνης S1, τη συστολή του και την τελική απελευθέρωσή του.

Ένωση μυοσίνης και actiba

Όταν η μυοσίνη και η ακτίνη συναντώνται, σχηματίζουν επεκτάσεις που ονομάζονται "διασταυρούμενες γέφυρες". Αυτές οι διασταυρούμενες γέφυρες μπορούν να σχηματιστούν και να σπάσουν με την παρουσία (ή απουσία) του ΑΤΡ, το οποίο είναι το μόριο ενέργειας που καθιστά δυνατή τη συστολή.

Όταν το ΑΤΡ συνδέεται με το νήμα ακτίνης, το μεταφέρει σε μια θέση που εκθέτει τη θέση δέσμευσης μυοσίνης του. Αυτό επιτρέπει στη σφαιρική κεφαλή της μυοσίνης να προσκολληθεί σε αυτή την περιοχή για να σχηματίσει τη σταυροειδής γέφυρα.

Αυτή η ένωση προκαλεί την αποσύνδεση της φωσφορικής ομάδας του ΑΤΡ και έτσι η μυοσίνη ξεκινά τη λειτουργία της. Στη συνέχεια, η μυοσίνη εισέρχεται σε κατάσταση χαμηλότερης ενέργειας όπου μπορεί να μειωθεί το σαρκομερές.

Για να σπάσει η σταυροειδής γέφυρα και να επιτρέψει και πάλι τη δέσμευση μυοσίνης στην ακτίνη στον επόμενο κύκλο, είναι απαραίτητο να δεσμεύσει ένα άλλο μόριο ΑΤΡ με μυοσίνη. Δηλαδή, το μόριο ΑΤΡ είναι απαραίτητο τόσο για συστολή όσο και για χαλάρωση.

Ιστολογία

Τα ιστολογικά τμήματα του μυός παρουσιάζουν τα ανατομικά χαρακτηριστικά των σαρκομερών. Τα παχιά νημάτια, που αποτελούνται από μυοσίνη, είναι ορατά και αντιπροσωπεύονται ως η ζώνη Α ενός σαρκομερούς.

Λεπτά νημάτια, που αποτελούνται από ακτίνη, δεσμεύονται με μια πρωτεΐνη στον δίσκο Z (ή γραμμή Z) που ονομάζεται άλφα-ακτινίνη και υπάρχουν σε όλο το μήκος της ζώνης Ι και ένα μέρος της ζώνης Α.

Η περιοχή όπου επικαλύπτονται τα παχιά και λεπτά νήματα έχει πυκνή εμφάνιση, καθώς υπάρχει μικρός χώρος μεταξύ των νηματίων. Αυτή η περιοχή όπου επικαλύπτονται τα λεπτά και πυκνά νημάτια είναι πολύ σημαντική για τη συστολή των μυών, δεδομένου ότι είναι ο τόπος όπου ξεκινά η κίνηση του νήματος.

Τα λεπτά νήματα δεν εκτείνονται εντελώς στις ταινίες Α, αφήνοντας μια κεντρική περιοχή της ταινίας Α που περιέχει μόνο πυκνά νημάτια. Αυτή η κεντρική περιοχή του συγκροτήματος Α φαίνεται ελαφρώς ελαφρύτερη από την υπόλοιπη μπάντα Α και ονομάζεται ζώνη Η.

Το κέντρο της ζώνης Η έχει μια κατακόρυφη γραμμή που ονομάζεται γραμμή M, όπου οι πρωτεΐνες παρελκομένων συγκρατούν τα παχιά νημάτια.

Τα κύρια συστατικά της ιστολογίας ενός σαρκομερούς συνοψίζονται παρακάτω:

Band A

Πάχος ζώνης νημάτων, που αποτελείται από πρωτεΐνες μυοσίνης.

Ζώνη Η

Κεντρική ζώνη της ζώνης Α, χωρίς πρωτεΐνες ακτίνης που υπερτίθενται όταν ο μυς χαλαρώνει.

Band I

Ζώνη από λεπτά νήματα, που αποτελείται από πρωτεΐνες ακτίνης (χωρίς μυοσίνη).

Z δίσκους

Είναι τα όρια μεταξύ γειτονικών σαρκομερών, που σχηματίζονται από πρωτεΐνες δεσμεύσεως ακτίνης κάθετες προς το σαρκομερές.

Γραμμή M

Κεντρική ζώνη που σχηματίζεται από βοηθητικές πρωτεΐνες. Βρίσκονται στο κέντρο του πυκνού νήματος μυοσίνης, κάθετα προς το σαρκομερές.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η συρρίκνωση συμβαίνει όταν τα παχιά νημάτια ολισθαίνουν κατά μήκος των λεπτών νηματίων σε ταχεία διαδοχή για να συντομεύσουν τα μυοϊνίδια. Ωστόσο, μια σημαντική διάκριση που πρέπει να θυμόμαστε είναι ότι τα ίδια τα μυόφιλα δεν συστέλλονται. είναι η ολισθαίνουσα δράση που τους δίνει τη δύναμή τους να συντομεύουν ή να επιμηκύνουν.

Αναφορές

1. Clarke, Μ. (2004). Το συρόμενο νήμα στο 50. Φύση, 429(6988), 145.
2. Hale, Τ. (2004) Φυσιολογία Άσκησης: Θεματική προσέγγιση (1η έκδοση). Wiley
3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Ιατρική Φυσιολογία: Αρχές Κλινικής Ιατρικής (4η έκδοση). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Spudich, J. Α. (2001). Το μοντέλο αιωρούμενης σταυροειδούς γέφυρας μυοσίνης. Nature Reviews Μοριακή κυτταρική βιολογία, 2(5), 387-392.
5. Thibodeau, Ρ. (2013). Ανατομία και Φυσιολογία (8^th). Mosby, Inc.
6. Tortora, G. & Derrickson, Β. (2012). Αρχές της ανατομίας και της φυσιολογίας (13η έκδ.). John Wiley & Sons Inc..