Sarkomro

Vad är sarkomer?

En Sarkomro o Sarcomra är den grundläggande funktionella enheten för strierad muskel, det vill säga skelett- och hjärtmuskler. Skelettmuskeln är den typ av muskel som används i frivillig rörelse och hjärtmuskeln är muskeln som är en del av hjärtat.

Att säga att sarkom är funktionell enhet innebär att alla nödvändiga komponenter för sammandragning finns i varje sarkomero. I själva verket består den strierade muskeln av miljoner små sarkomer som förkortas, individuellt, med varje muskelkontraktion.

Mikrografi av en sarkome (ovan) och dess representation (nedan)

Här ligger sarkomos huvudsyfte. Sarkomerer kan starta stora rörelser när du samlas in. Dess unika struktur gör det möjligt för dessa små enheter att samordna muskelkontraktioner.

I själva verket är de kontraktila egenskaperna hos muskler ett avgörande kännetecken för djur, eftersom rörelsen av djur är anmärkningsvärt mjuk och komplex. Rörelse kräver en förändring i muskellängden när den böjer sig, vilket kräver en molekylstruktur som tillåter muskelförkortning.

Delar av sarkomero (struktur)

Om skelettmuskelvävnaden undersöks noggrant, observeras ett repat utseende som kallas striation. Dessa "ränder" representerar ett mönster av alternativa, tydliga och mörka band, som motsvarar olika proteinfilament. Det vill säga dessa ränder bildas av underhållande proteinfibrer som utgör varje sarkomero.

Illustration av en sarkomero, de fina, tjocka filamenten och mekanismen för mekanisk sammandragning är detaljerade

Myofibriller

Muskelfibrer är sammansatta från hundratals till tusentals kontraktila organeller som kallas myofibriller; Dessa myofibriller är arrangerade parallellt för att bilda muskelvävnad. Men själva myofibriller är i huvudsak polymerer, det vill säga repetitiva sarkomerer enheter.

Myofibriller är fibrösa och långa strukturer och är gjorda av två typer av proteinfilament som är staplade ovanpå varandra.

Myosin och aktin

Myosin är en tjock fiber med ett kulahuvud, och aktin är ett tunnare glödtråd som interagerar med myosin under muskelkontraktionsprocessen.

Kan tjäna dig: Endochondral Ossification: Histology and Process

En given myofibrilla innehåller cirka 10 000 sarkomerer, som var och en har cirka 3 mikrometer i längd. Medan varje sarkomero är liten täcker flera aggregerade sarkomerer längden på muskelfiber.

Myofilament

Varje sarcomro består av tjocka och tunna strålar av de proteiner som nämns ovan, som tillsammans kallas myofilament.

Genom att utöka en del av myofilament kan molekylerna som komponerar dem identifieras. Tjocka filament är gjorda av myosin, medan fina filament är gjorda av aktin.

Actin och myosin är de kontraktila proteinerna som orsakar muskelförkortning när de interagerar med varandra. Dessutom innehåller tunna filament andra proteiner med regleringsfunktion som kallas troponin och tropomiosin, som reglerar interaktionen mellan kontraktila proteiner.

Sarkomos funktioner

Sarcomeros huvudfunktion är att låta en muskelcell dra sig samman. För att göra detta måste sarkome förkortas som svar på en nervimpuls.

Tjocka och fina filament är inte korta. Denna process är känd som modellen för glidande filament av muskelkontraktion.

Filamentets glidning genererar muskelspänning, vilket utan tvekan är sarkomens huvudbidrag. Denna åtgärd ger musklerna sin fysiska styrka.

En snabb analogi av detta är hur en lång stege kan förlängas eller vikas beroende på våra behov, utan att fysiskt förkorta dess metalldelar.

Myosindeltagande

Lyckligtvis erbjuder de senaste undersökningarna en bra uppfattning om hur denna slip fungerar. Den glidande filamentteorin har modifierats för att inkludera hur myosin kan dra aktin för att förkorta sarkomens längd.

I denna teori är Myosins kulaformade huvud nära Actin i ett område som heter Region S1. Denna region är rik på segment med gångjärn som kan vikas och därmed underlätta sammandragning.

Kan tjäna dig: Collector Tubule: Egenskaper, funktioner, histologi

S1 -flexion kan vara nyckeln till att förstå hur myosin kan "gå" längs aktinfilamenten. Detta uppnås genom cykler av förening av fragmentet av myosina S1, dess sammandragning och dess slutliga frisättning.

Myosin och Actiba Union

När myosin och aktin går med bildar de tillägg som kallas "Cross Bridges". Dessa tvärbroar kan bildas och brytas med närvaron (eller frånvaron) av ATP, vilket är den energimolekyl som gör sammandragning möjlig.

När ATP ansluter sig till Actin Filament, flyttar den den till en position som utsätter sin plats för Myosin. Detta tillåter myosin globulärt huvud att gå med i denna plats för att bilda tvärbron.

Denna fackförening gör ATP -fosfatgruppen dissocierad, och därmed börjar myosin sin funktion. Sedan kommer myosin in i ett tillstånd av lägre energi där sarkomer kan förkorta.

För att bryta tvärbron och låta myosinföreningen aktin igen i nästa cykel är föreningen mellan en annan ATP -molekyl till myosin nödvändig. Det vill säga ATP -molekylen är nödvändig för både sammandragning och avslappning.

Histologi

Elektronisk mikroskopmikrografi. Utseendet på komponenterna i muskelfibersarkomaren visas. Longitudinell (nedan) och tvärsnitt (ovan)

De histologiska delarna av muskeln visar sarkomerernas anatomiska egenskaper. Tjocka filament, myosinföreningar, är synliga och representeras som band A av en sarkomero.

De tunna filamenten, aktinföreningarna, binder till ett protein på Z (eller Z) som kallas alfa-aktinin och är närvarande under hela band I och en del av bandet A.

Regionen där tjocka och tunna filament överlappar har ett tätt utseende, eftersom det finns lite utrymme mellan filamenten. Detta område där tunna och tjocka filament överlappar varandra är mycket viktigt för muskelkontraktion, eftersom det är platsen där filamentrörelsen börjar.

Det kan tjäna dig: battropism: vad är det, elektrofysiologi, fysiologisk pacemaker

Tunna filament sträcker sig inte helt i band A, vilket lämnar en central region i bandet som bara innehåller tjocka filament. Denna centrala region i band A verkar något tydligare än resten av bandet A och kallas zon H.

Mitten av H -området har en vertikal linje som kallas M -linje, där tillbehörsproteiner håller de tjocka filamenten ihop.

Huvudkomponenterna i histologin för en sarkomero sammanfattas nedan:

Band A

Tjock filamentzon, bestående av myosinproteiner.

Zon h

Central Band Zone A, utan överlagrade aktinproteiner när muskeln är avslappnad.

Band i

Tunn filamentzon, sammansatt av aktinproteiner (utan myosin).

Z -skivor

De är gränserna mellan angränsande sarkomerer, bildade av aktin -perpendikala bindande proteiner.

M linje

Centralzon bildad av tillbehörsproteiner. De är belägna i mitten av myosinens tjocka glödtråd, vinkelrätt mot sarkomero.

Som nämnts ovan inträffar sammandragning när tjocka filament glider längs de fina filamenten i snabb följd för att förkorta myofibriller. En avgörande skillnad att komma ihåg är emellertid att myofilament i sig inte drar sig; Det är den glidande åtgärden som ger dem sin kraft att förkorta eller förlänga.

Referenser

1. Clarke, m. (2004). Glidtråd vid 50. Natur, 429(6988), 145.
2. Hale, T. (2004) Träningsfysiologi: till tematisk inställning (1: a upplagan.). Wiley
3. Rhoades, r. & Bell, D. (2013). Medicinsk fysiologi: Principer för klinisk medicin (4: e upplagan.). Lippinott Williams & Wilkins.
4. Spudich, J. TILL. (2001). Myosin Swinging Cross-Bridge Model. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2(5), 387-392.
5. Thibodeau, s. (2013). Anatomi och fisiologi (8^th). Mosby, Inc.
6. Tortora, g. & Derrickson, f. (2012). Principer för anatomi och fysiologi (13: e upplagan.). John Wiley & Sons Inc.