Sarcomere: struktūra ir dalys, funkcijos ir histologija

Sarcomeras yra pagrindinis funkcinis struktūrinis raumenų, ty skeleto ir širdies raumenų, vienetas. Skeleto raumenys yra raumenų tipas, naudojamas savanoriškam judėjimui, o širdies raumenys yra raumenys, kurie yra širdies dalis.

Norint pasakyti, kad sarkomeras yra funkcinis vienetas, kiekvienas sarcomere yra visas komponentas, reikalingas susitraukimui. Tiesą sakant, raumens raumenys susideda iš milijonų mažų sarcomerų, kurie atskirai sušvelnina kiekvieną raumenų susitraukimą.

Čia yra pagrindinis sarcomere tikslas. Sarcomerai gali inicijuoti didelius judesius vieningai. Unikali struktūra leidžia šiems mažiems vienetams koordinuoti raumenų susitraukimus.

Tiesą sakant, raumenų kontraktinės savybės yra gyvūnams būdingos savybės, nes gyvūnų judėjimas yra nepaprastai lygus ir sudėtingas. Lokomotyvui reikia keisti raumenų ilgį, nes ji turi molekulinę struktūrą, kuri leidžia trumpinti raumenis.

Struktūra ir dalys

Jei skeleto raumenų audinys yra atidžiai ištirtas, stebimas dryžuotas išvaizda, vadinama striacija. Šios „juostelės“ reiškia kintamų juostų, šviesių ir tamsių, atitinkančių skirtingus baltymų gijų modelius. Tai reiškia, kad šias juosteles sudaro susipynę baltymų pluoštai, kurie sudaro kiekvieną sarcomere.

Myofibrilai

Raumenų pluoštai susideda iš šimtų iki tūkstančių kontraktinių organelių, vadinamų myofibrilais; Šie myofibrilai yra išdėstyti lygiagrečiai, kad suformuotų raumenų audinį. Tačiau patys myofibrilai iš esmės yra polimerai, ty kartotiniai sarcomerų vienetai.

Myofibrilai yra pluoštinės ir ilgos struktūros ir yra pagaminti iš dviejų rūšių baltymų gijų, kurie yra sukrauti vienas ant kito.

Myozinas ir aktinas

Myozinas yra storas pluoštas, turintis rutulio galvą, ir aktinas yra plonesnis gijinys, kuris raumenų susitraukimo metu sąveikauja su miozinu.

Nurodytas miofibrilas turi maždaug 10 000 sarcomerų, kurių kiekvienas yra maždaug 3 mikrometrai ilgio. Nors kiekvienas sarcomere yra mažas, keli raumenų pluošto ilgiai užpildyti.

Myofilamentai

Kiekvieną sarcomerą sudaro storos, plonos minėtų baltymų sijos, kurios kartu vadinamos myofilamentais.

Plečiant dalį myofilamentų, galite identifikuoti jas sudarančias molekules. Storos gijos yra pagamintos iš miozino, o smulkūs gijiniai yra pagaminti iš aktino.

Aktinas ir miozinas yra kontraktiliniai baltymai, kurie sukelia raumenų susilpnėjimą, kai jie sąveikauja tarpusavyje. Be to, plonos gijos turi kitus baltymus, turinčius reguliavimo funkciją, vadinamą troponinu ir tropomiozinu, kurie reguliuoja kontrakcinių baltymų sąveiką.

Funkcijos

Pagrindinė sarcomere funkcija yra sudaryti sąlygas raumenų ląstelėms susitarti. Dėl to, sarkomerą reikia sutrumpinti, reaguojant į nervų impulsą.

Storos ir plonosios gijos ne sutrumpina, bet sluoksniuoja aplink viena kitą, todėl sarkomeras sutrumpėja, o gijos išlieka tokio pat ilgio. Šis procesas yra žinomas kaip raumenų susitraukimo slankiosios siūlės modelis.

Kaitinamojo siūlelio stumdymas sukelia raumenų įtampą, kuri neabejotinai yra pagrindinis sarcomere indėlis. Šis veiksmas suteikia raumenims fizinę jėgą.

Greita analogija yra tai, kaip ilgas kopėčias galima praplėsti arba sulankstyti, priklausomai nuo mūsų poreikių, fiziškai nesumažinant jos metalinių dalių.

Myozino dalyvavimas

Laimei, naujausi tyrimai suteikia puikią idėją, kaip veikia šis nukrypimas. Slankiosios siūlės teorija buvo modifikuota taip, kad ji apimtų, kaip myozinas gali traukti aktiną, kad sutrumpintų sarkomero ilgį.

Šioje teorijoje gyslos galvos galva yra netoli aktino zonoje, vadinamoje S1 regionu. Šis regionas yra gausus segmentų, kurių vyriai gali būti sulenkti, ir taip palengvinti susitraukimą.

S1 lankstymas gali būti raktas į supratimą, kaip myozinas gali „vaikščioti“ palei aktino gijas. Tai pasiekiama susiejant S1 myozino fragmento ciklus, jų susitraukimą ir galutinį išsiskyrimą.

Miozino ir actiba sąjunga

Kai susitinka miozinas ir aktinas, jie sudaro plėtinius, vadinamus „kerta tiltais“. Šie kryžminiai tiltai gali būti suformuoti ir sulūžti su ATP buvimu (arba nebuvimu), kuri yra energijos molekulė, kuri leidžia susitraukti.

Kai ATP prisijungia prie aktino gijų, jis perkelia jį į padėtį, kuri atskleidžia jo miozino surišimo vietą. Tai leidžia, kad rutulinis galvutės galas prijungtų prie šios svetainės ir sudarytų skersinį tiltą.

Ši sąjunga sukelia ATP fosfatų grupę disociatyviai, todėl myozinas pradeda veikti. Tada myozinas patenka į žemesnės energijos būseną, kur sarkomerą galima sutrumpinti.

Norėdami pertraukti kryžminį tiltą ir leisti vėl prisijungti prie aktino kitame cikle, būtina susieti kitą ATP molekulę su miozinu. Tai reiškia, kad ATP molekulė yra būtina tiek susitraukimui, tiek atsipalaidavimui.

Histologija

Histologiniai raumenų ruožai rodo anatomines sarcomerų savybes. Storos gijos, susidedančios iš miozino, yra matomos ir pateikiamos kaip sarcomere A grupė.

Plonos gijos, susidedančios iš aktino, prisijungia prie baltymo Z diske (arba Z linijoje), vadinamos alfa-aktininu, ir yra viso I juostos ilgio ir A juostos dalies.

Regionas, kuriame stori ir ploni siūlai sutampa, yra tankus, nes tarp kaitinimo siūlų yra mažai vietos. Ši sritis, kurioje plonos ir storos gijos sutampa, yra labai svarbi raumenų susitraukimui, nes tai yra vieta, kur prasideda kaitinamojo siūlo judėjimas.

Plonosios siūlės visiškai neišsikiša juostose A, paliekant A juostos centrinį regioną, kuriame yra tik storų gijų. Šis A juostos centrinis regionas atrodo šiek tiek lengvesnis už likusią A juostos dalį ir yra vadinamas H zona.

H zonos centras turi vertikalią liniją, vadinamą linija M, kur pagalbiniai baltymai sulaiko storas gijas.

Toliau apibendrinti pagrindiniai sarkomero histologijos komponentai:

A grupė

Storosios kaitinamosios zonos, sudarytos iš miozino baltymų.

H zona

A juostos centrinė zona be aktino baltymų, susilpnėjusių raumenims.

I grupė

Plonų gijų zona, sudaryta iš aktino baltymų (be myozino).

Z diskai

Tai yra ribos tarp gretimų sarcomerų, susidarančių aktino surišančių baltymų, statmenų sarkomerui.

M eilutė

Centrinė zona, sudaryta iš papildomų baltymų. Jie yra storo miozano gijos centre, statmenai sarkomerui.

Kaip minėta pirmiau, susitraukimas įvyksta, kai storos gijos greitai perėmus palei smulkius gijas, kad sutrumpintų miofibrilius. Tačiau esminis skirtumas, kurį reikia atsiminti, yra tai, kad myofilamentai patys nesutaria; tai yra stumdomasis veiksmas, suteikiantis jiems galimybę sutrumpinti arba prailginti.