Структура і частини Саркамера, функції та гістологія

A саркомер це фундаментальна функціональна одиниця смугастої м'язи, тобто скелетної і серцевої м'язи. Скелетні м'язи - це тип м'язів, який використовується у добровільному русі, а серцевий м'яз - це м'яз, який є частиною серця.

Сказати, що саркомер є функціональною одиницею означає, що всі компоненти, необхідні для скорочення, містяться в кожному саркомере. Насправді, смугасті м'язи складаються з мільйонів малих саркомерів, які скорочують, індивідуально, з кожним скороченням м'язів.

Тут лежить головна мета саркомера. Саркомери здатні ініціювати великі рухи шляхом ущільнення в унісон. Його унікальна структура дозволяє цим маленьким одиницям координувати скорочення м'язів.

Фактично, скоротливі властивості м'язів є визначальною характеристикою тварин, оскільки рух тварин є надзвичайно гладким і складним. Локомоція вимагає зміни довжини м'язи при згинанні, що вимагає молекулярної структури, що дозволяє скоротити м'язи.

Індекс

• 1 Структура та частини
  • 1.1 Міофібрили
  • 1.2 Міозин і актин
  • 1.3 Міофіламенти
• 2 Функції
  • 2.1 Участь міозину
  • 2.2 Об'єднання міозину і актиба
• 3 Гістологія
  • 3.1 Смуга A
  • 3.2 Зона H
  • 3.3 Смуга I
  • 3,4 Z дисків
  • 3.5 Лінія М
• 4 Посилання

Структура і частини

Якщо тканину скелетних м'язів ретельно досліджують, то спостерігається смугастий вигляд, який називається смугастим. Ці "смуги" являють собою зразок чергуються смуг, світлих і темних, відповідних різним білковим ниткам. Тобто ці смуги утворені переплетеними білковими волокнами, які складають кожен саркомер.

Міофібрили

М'язові волокна складаються з сотень до тисяч скоротливих органел, що називаються міофібрилами; Ці міофібрили розташовані паралельно з формуванням м'язової тканини. Однак самі міофібрили є по суті полімерами, тобто повторюваними одиницями саркомеров.

Міофібрили є волокнистими і довгими структурами і виготовляються з двох типів білкових ниток, які укладаються один на одного.

Міозин і актин

Міозин є товстим волокном з глобулярною головою, а актин - тонша нитка, яка взаємодіє з міозином під час процесу м'язового скорочення.

Даний міофібрил містить приблизно 10 000 саркомерів, кожна з яких становить приблизно 3 мікрометра. Хоча кожен саркомер невеликий, кілька агрегатних саркомерів охоплюють довжину м'язового волокна.

Міофіламенти

Кожен саркомер складається з товстих, тонких пучків згаданих вище білків, які разом називаються міофіламентами.

Розширюючи частину міофіламентів, ви можете визначити молекули, які їх створюють. Товсті нитки виготовляють з міозину, а дрібні нитки виготовляють з актину.

Актин і міозин є скорочувальними білками, які викликають скорочення м'язів, коли вони взаємодіють один з одним. Крім того, тонкі нитки містять інші білки з регуляторною функцією - тропоніном і тропоміозином, які регулюють взаємодію між скоротливими білками.

Функції

Основна функція саркомера - дозволити м'язовій клітині скоротитися. Для цього саркомер повинен бути скорочений у відповідь на нервовий імпульс.

Товсті і тонкі нитки не скорочуються, але ковзають один з одним, що змушує саркомер скорочуватися, а нитки зберігають однакову довжину. Цей процес відомий як модель ковзних ниток м'язового скорочення.

Ковзання нитки генерує м'язову напругу, що, безсумнівно, є головним внеском саркомера. Ця дія надає м'язам свою фізичну силу.

Швидкою аналогією з цим є те, як довга драбина може бути розширена або складена в залежності від наших потреб, без фізичного скорочення її металевих частин.

Залучення міозину

На щастя, недавні дослідження пропонують гарне уявлення про те, як працює ця пробуксовка. Теорія ковзної нитки була змінена, щоб включити, як міозин здатний витягувати актин, щоб скоротити довжину саркомеру.

У цій теорії глобулярна головка міозину розташована поблизу актину в області, яка називається S1-областю. Ця область багата сегментами з шарнірами, які можуть бути зігнуті і таким чином полегшують скорочення.

Згинання S1 може бути ключем до розуміння того, як міозин здатний «ходити» уздовж ниток актину. Це досягається за допомогою циклів зв'язування фрагмента міозину S1, його скорочення і його остаточного вивільнення.

Союз міозину і атиби

Коли міозин і актин збираються разом, вони утворюють розширення, звані "перехрещеними мостами". Ці схрещені мости можуть формуватися і розриватися з наявністю (або відсутністю) АТФ, яка є енергетичною молекулою, що робить можливим скорочення.

Коли АТФ зв'язується з актинової ниткою, вона переміщує її в положення, яке виявляє його сайт зв'язування міозину. Це дозволяє глобулярної головці миозина приєднуватися до цього ділянки, щоб сформувати поперечний міст.

Цей союз викликає дисоціацію фосфатної групи АТФ, і, таким чином, миозин ініціює свою функцію. Потім міозин надходить у стан нижчої енергії, де саркомер може бути скорочений.

Щоб розірвати перехресний міст і знову дозволити зв'язування міозину з актином в наступному циклі, необхідно зв'язати іншу молекулу АТФ з міозином. Тобто молекула АТФ необхідна як для скорочення, так і для релаксації.

Гістологія

Гістологічні розрізи м'язів показують анатомічні характеристики саркомерів. Товсті нитки, що складаються з міозину, є видимими і представлені у вигляді смуги саркомера.

Тонкі нитки, що складаються з актину, зв'язуються з білком на Z-диску (або Z-лінії), званому альфа-актиніном, і присутні по всій довжині смуги I і частини смуги A.

Область, де товсті і тонкі нитки перекривають, має щільний вигляд, оскільки між нитками мало місця. Ця область, де тонкі і товсті волокна перекриваються дуже важливо для скорочення м'язів, оскільки це місце, де починається рух нитки..

Тонкі нитки не поширюються повністю в смугах А, залишаючи центральну область смуги А, яка містить тільки товсті нитки. Ця центральна область смуги A здається трохи світлішою, ніж решта смуги A, і називається зоною H.

Центр зони H має вертикальну лінію, що називається лінією М, де додаткові білки утримують товсті нитки.

Основні компоненти гістології саркомеру наведені нижче:

Смуга A

Зони товстої нитки, що складаються з білків міозину.

Зона H

Центральна зона смуги A, без білків актину, накладена, коли м'язи розслаблені.

Смуга I

Зона тонких ниток, що складається з білків актину (без міозину).

Z диски

Є межі між суміжними саркомерами, утвореними актин-зв'язуючими білками, перпендикулярними саркомеру.

Лінія М

Центральну зону утворюють допоміжні білки. Вони розташовані в центрі товстої нитки міозину, перпендикулярної саркомеру.

Як згадувалося вище, усадка відбувається, коли товсті нитки ковзають уздовж тонких ниток у швидкій послідовності, щоб скоротити міофібрили. Однак важливо пам'ятати, що самі міофіламенти не стикаються; це ковзаюча дія, що дає їм свою силу скоротити або подовжити.

Список літератури

1. Кларк, М. (2004). Ковзна нитка на 50. Природа, 429(6988), 145.
2. Хейл, Т. (2004) Фізіологія вправ: Тематичний підхід (1-е изд.). Wiley
3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Медична фізіологія: принципи клінічної медицини (4-е изд.). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Spudich, J.A. (2001). Модель перехресного мосту міозину. Відгуки про природу Молекулярна клітинна біологія, 2(5), 387-392.
5. Тібодо, П. (2013). Анатомія та фізіологія (8^й). Mosby, Inc..
6. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Принципи анатомії та фізіології (13-е изд.). John Wiley & Sons Inc.