SARKOMETRAS: STRUKTŪRA IR DALYS, FUNKCIJOS IR HISTOLOGIJA - ANATOMIJA IR FIZIOLOGIJA - 2025

Sarcomere yra esminis funkcinis vienetas skeleto raumenų, tai yra, skeleto ir širdies raumenų. Skeleto raumenys yra raumenys, naudojami savanoriškai judant, o širdies raumenys - raumenys, kurie yra širdies dalis.

Sakymas, kad sarkometras yra funkcinis vienetas, reiškia, kad kiekviename sarkomere yra visi susitraukimui reikalingi komponentai. Iš tikrųjų skeleto raumenis sudaro milijonai mažyčių sarkomerų, kurie atskirai sutrumpėja kiekvienam raumeniui susitraukus.

Sarkomenro (viršuje) ir jo vaizdavimo (apačioje) mikrografija

Čia slypi pagrindinis sarkometro tikslas. Sarkomarai sugeba inicijuoti didelius judėjimus, sudarydami sutartis. Unikali struktūra leidžia šiems mažiems vienetams koordinuoti raumenų susitraukimus.

Tiesą sakant, raumenų susitraukiančios savybės yra gyvūnus apibūdinanti savybė, nes gyvūnų judėjimas yra nepaprastai sklandus ir sudėtingas. Dėl lokomotyvo reikia pakeisti raumens ilgį, nes jis lankstosi, o tam reikalinga molekulinė struktūra, leidžianti raumeniui sutrumpėti.

Konstrukcija ir dalys

Jei skeleto raumeninis audinys yra atidžiai ištirtas, pastebimas dryžuotas vaizdas, vadinamas striacija. Šios "juostelės" atspindi kintamų juostų, šviesių ir tamsių, modelį, atitinkantį skirtingus baltymų siūlus. Tai yra, šios juostelės yra sudarytos iš susipynusių baltymų skaidulų, sudarančių kiekvieną sarkomenrą.

Miofibrilės

Raumenų pluoštai yra sudaryti iš šimtų iki tūkstančių susitraukiančių organelių, vadinamų miofibrilėmis; Šios miofibrilės yra išdėstytos lygiagrečiai ir sudaro raumeninį audinį. Tačiau patys miofibrilės iš esmės yra polimerai, tai yra, kartojantys sarkomerų vienetus.

Miofibrilės yra ilgos pluoštinės struktūros ir yra pagamintos iš dviejų tipų baltyminių gijų, sukrautų viena ant kitos.

Miozinas ir aktinas

Miozinas yra storas pluoštas su rutuline galva, o aktinas yra plonesnis siūlas, sąveikaujantis su miozinu raumenų susitraukimo proceso metu.

Duotame miofibrilyje yra maždaug 10 000 sarkomerų, kurių kiekvieno ilgis yra maždaug 3 mikronai. Nors kiekvienas sarkometras yra mažas, keli sujungti sarkometrai apima raumens pluošto ilgį.

Miofilamentai

Kiekvieną sarkomerą sudaro stori ir ploni minėtų baltymų pluoštai, kurie kartu vadinami miofilamentais.

Padidinus miofilamentų dalį, galima atpažinti juos sudarančias molekules. Storosios gijos yra pagamintos iš miozino, o smulkiosios gijos - iš aktino.

Aktinas ir miozinas yra susitraukiantys baltymai, kurie sąveikaudami raumenis trumpėja. Be to, plonuose siūluose yra kitų baltymų, turinčių reguliavimo funkciją, vadinamų troponinu ir tropomiozinu, kurie reguliuoja susitraukiančių baltymų sąveiką.

funkcijos

Pagrindinė sarkomero funkcija yra leisti raumenų ląstelėms susitraukti. Norėdami tai padaryti, sarkomas turi sutrumpėti, reaguodamas į nervinį impulsą.

Storieji ir plonieji gijos netrumpėja, o slenka aplink vienas kitą, todėl sarkometras sutrumpėja, o gijos išlieka to paties ilgio. Šis procesas yra žinomas kaip stumdomas gijų raumenų susitraukimo modelis.

Gijų slenkimas sukuria raumenų įtampą, kuri, be abejo, yra pagrindinis sarkometro indėlis. Šis veiksmas suteikia raumenims jų fizinę jėgą.

Greita analogija yra tai, kaip ilgas kopėčias galima prailginti ar sulankstyti atsižvelgiant į mūsų poreikius, fiziškai nesutrumpinant jų metalinių dalių.

Miozino dalyvavimas

Laimei, naujausi tyrimai pateikia gerą idėją, kaip ši šleifė veikia. Stumdomųjų gijų teorija buvo pakeista įtraukiant, kaip miozinas sugeba traukti aktiną, kad būtų sutrumpintas sarkomenro ilgis.

Šioje teorijoje rutulio formos miozino galva yra arti aktino srityje, vadinamoje S1 sritimi. Šiame regione gausu pakabinamų segmentų, kurie gali sulenkti ir taip palengvinti susitraukimą.

S1 lenkimas gali būti raktas norint suprasti, kaip miozinas sugeba „vaikščioti“ palei aktino gijas. Tai atliekama ciklinant miozino S1 fragmentą, jo susitraukimą ir galutinį išsiskyrimą.

Miozino ir aktyvos sąjunga

Kai miozinas ir aktinas susijungia, jie sudaro prailginimus, vadinamus „kryžminiais tiltais“. Šie kryžminiai tiltai gali būti formuojami ir sulaužomi, esant (arba jo nėra) ATP, kuris yra energetinė molekulė, kuri leidžia susitraukti.

Kai ATP jungiasi su aktino siūlu, jis perkelia jį į tokią vietą, kuri atskleidžia jo mioziną surišančią vietą. Tai leidžia apvaliajai miozino galvai prisijungti prie šios vietos ir sudaryti kryžminį tiltą.

Ši sąjunga sukelia ATP fosfato grupės atsiribojimą ir tokiu būdu miozinas pradeda veikti. Tada miozinas patenka į mažesnės energijos būseną, kur sarkometras gali sutrumpėti.

Norint nutraukti kryžminį tiltą ir leisti miozinui vėl prisijungti prie aktino kitame cikle, būtina, kad prie miozino prisijungtų kita ATP molekulė. Tai yra, ATP molekulė yra būtina tiek susitraukimui, tiek atsipalaidavimui.

Histologija

Raumenų histologiniai pjūviai parodo anatominius sarkomerų bruožus. Storieji siūlai, sudaryti iš miozino, yra matomi ir yra pavaizduoti kaip sarkomero A juosta.

Ploni filamentai, sudaryti iš aktino, jungiasi su Z disko (arba Z linijos) baltymu, vadinamu alfa-aktininu, ir yra per visą I juostos ilgį ir dalį A juostos.

Regionas, kuriame sutampa stori ir ploni gijos, turi tankią išvaizdą, nes tarp gijų yra mažai vietos. Ši sritis, kurioje sutampa ploni ir stori gijos, yra labai svarbi raumenų susitraukimui, nes tai yra vieta, kur prasideda gijų judesiai.

Plonos gijos ne visiškai išsikiša į A juostas, palikdamos A juostos centrinį regioną, kuriame yra tik stori gijos. Šis centrinis juostos A regionas atrodo šiek tiek lengvesnis nei likusi A juostos dalis ir vadinamas H zona.

H zonos centre yra vertikali linija, vadinama M linija, kur papildomi baltymai laiko storus siūlus kartu.

Toliau apibendrinami pagrindiniai sarkomero histologijos komponentai:

A grupė

Storoji gijų zona, sudaryta iš miozino baltymų.

H zona

Centrinė A juostos zona, nedengiant aktino baltymų, kai raumenys atpalaiduoti.

I grupė

Plona gijų zona, sudaryta iš aktino baltymų (be miozino).

Z diskai

Jie yra ribos tarp gretimų sarkomerų, kuriuos sudaro statiną rišantys baltymai, statmeni sarkomerui.

M eilutė

Centrinė zona, kurią sudaro papildomi baltymai. Jie yra storo miozino gijos centre, statmenai sarkomerui.

Kaip minėta anksčiau, susitraukimas įvyksta, kai stori gijos greitai slenka išilgai plonų gijų, kad sutrumpėtų miofibrilės. Tačiau labai svarbu atsiminti, kad patys trumparegystės nesusitraukia; tai stumdomas veiksmas suteikia jiems jėgų sutrumpėti ar pailgėti.

Nuorodos

1. Clarke, M. (2004). Stumdomas siūlas esant 50 °. Gamta, 429 (6988), 145.
2. Hale, T. (2004) Pratimų fiziologija: teminis požiūris (1-asis leidimas). Vilis
3. Rhoades, R. ir Bell, D. (2013). Medicininė fiziologija: klinikinės medicinos principai (4-asis leidimas). Lippincott Williams ir Wilkins.
4. Spudich, JA (2001). Miozino besisukančio kryžminio tilto modelis. „Nature Reviews“ molekulinių ląstelių biologija, 2 (5), 387–392.
5. Thibodeau, P. (2013). Anatomija ir fiziologija (8 ^{-oji dalis} ). „Mosby, Inc.“
6. Tortora, G. ir Derrickson, B. (2012). Anatomijos ir fiziologijos principai (13-asis leidimas). John Wiley & Sons Inc.