Структура и части саркомера, функции и гистология



саркомера это основная функциональная единица поперечно-полосатой мышцы, то есть скелетной и сердечной мышцы. Скелетная мышца - это тип мышц, которые используются при произвольных движениях, а сердечная мышца - это мышца, которая является частью сердца..

Сказать, что саркомер является функциональной единицей, означает, что все компоненты, необходимые для сокращения, содержатся в каждом саркомере. Фактически, поперечно-полосатая мышца состоит из миллионов маленьких саркомеров, которые сокращаются индивидуально с каждым сокращением мышц..

Здесь кроется основная цель саркомера. Саркомеры могут инициировать большие движения, заключая контракты в унисон. Его уникальная структура позволяет этим маленьким единицам координировать сокращения мышц.

Фактически, сократительные свойства мышц являются определяющей характеристикой животных, поскольку движение животных является удивительно плавным и сложным. Локомоция требует изменения длины мышц при их сгибании, что требует молекулярной структуры, которая позволяет сокращать мышцы.

индекс

  • 1 Конструкция и детали
    • 1.1 Миофибриллы
    • 1.2 Миозин и актин
    • 1.3 Миофиламенты
  • 2 функции
    • 2.1 Участие миозина
    • 2.2 Союз миозина и актиба
  • 3 Гистология
    • 3.1 Группа А
    • 3.2 Зона H
    • 3.3 Band I
    • 3.4 Z диски
    • 3,5 линия М
  • 4 Ссылки

Структура и части

Если скелетные мышечные ткани внимательно изучаются, наблюдается полосатый вид, который называется полосатым. Эти «полосы» представляют собой узор чередующихся полос, светлых и темных, соответствующих различным белковым нитям. То есть эти полоски образованы переплетенными белковыми волокнами, которые составляют каждый саркомер.

миофибриллы

Мышечные волокна состоят из сотен и тысяч сократительных органелл, называемых миофибриллами; Эти миофибриллы располагаются параллельно для формирования мышечной ткани. Однако сами миофибриллы по существу являются полимерами, то есть повторяющимися звеньями саркомеров..

Миофибриллы имеют волокнистую и длинную структуру и состоят из двух типов белковых нитей, которые уложены друг на друга.

Миозин и актин

Миозин представляет собой толстое волокно с шаровидной головкой, а актин представляет собой более тонкую нить, которая взаимодействует с миозином в процессе сокращения мышц.

Данная миофибрилла содержит приблизительно 10000 саркомеров, каждый из которых имеет длину приблизительно 3 микрометра. В то время как каждый саркомер маленький, несколько совокупных саркомеров охватывают длину мышечного волокна.

миофиламентов

Каждый саркомер состоит из толстых тонких пучков белков, упомянутых выше, которые вместе называются миофиламентами.

Расширяя часть миофиламентов, вы можете идентифицировать молекулы, из которых они состоят. Толстые нити сделаны из миозина, в то время как тонкие нити сделаны из актина.

Актин и миозин являются сократительными белками, которые вызывают сокращение мышц, когда они взаимодействуют друг с другом. Кроме того, тонкие нити содержат другие белки с регуляторной функцией, называемые тропонином и тропомиозином, которые регулируют взаимодействие между сократительными белками..

функции

Основная функция саркомера - позволить мышечной клетке сокращаться. Для этого саркомер должен быть сокращен в ответ на нервный импульс.

Толстые и тонкие нити не укорачиваются, а скользят друг вокруг друга, что приводит к укорочению саркомера, в то время как нити сохраняют одинаковую длину. Этот процесс известен как модель скользящих нитей мышечного сокращения.

Скольжение нити вызывает мышечное напряжение, что, несомненно, является основным вкладом саркомера. Это действие дает мышцам их физическую силу.

Быстрая аналогия с этим - то, как длинная лестница может быть расширена или сложена в зависимости от наших потребностей, без физического укорачивания ее металлических частей..

Вовлечение миозина

К счастью, недавние исследования дают хорошее представление о том, как работает это проскальзывание. Теория скользящей нити была изменена, чтобы включить, как миозин способен вытягивать актин, чтобы сократить длину саркомера.

В этой теории глобулярная головка миозина расположена рядом с актином в области, называемой областью S1. Этот регион богат сегментами с петлями, которые можно согнуть и тем самым облегчить сокращение.

Сгибание S1 может быть ключом к пониманию того, как миозин способен «ходить» вдоль нитей актина. Это достигается за счет циклов связывания фрагмента миозина S1, его сокращения и его окончательного высвобождения.

Союз миозина и актиба

Когда миозин и актин объединяются, они образуют расширения, называемые «скрещенные мосты». Эти перекрещенные мосты могут образовываться и разрушаться при наличии (или отсутствии) АТФ, молекулы энергии, которая делает возможным сокращение.

Когда АТФ связывается с актиновым филаментом, он перемещает его в положение, которое обнажает его сайт связывания миозина. Это позволяет шаровую головку миозина прикрепить к этому месту, чтобы сформировать поперечный мостик.

Этот союз заставляет диссоциировать фосфатную группу АТФ, и, таким образом, миозин начинает свою функцию. Затем миозин входит в состояние с меньшей энергией, где саркомер может быть сокращен.

Чтобы разорвать перекрестный мостик и снова позволить связать миозин с актином в следующем цикле, необходимо связать другую молекулу АТФ с миозином. То есть молекула АТФ необходима как для сокращения, так и для релаксации..

гистология

Гистологические срезы мышцы показывают анатомические характеристики саркомеров. Толстые нити, состоящие из миозина, видны и представлены как полоса А саркомера.

Тонкие нити, состоящие из актина, связываются с белком на Z-диске (или Z-линией), называемым альфа-актинином, и присутствуют по всей длине полосы I и части полосы A.

Область, где толстые и тонкие нити перекрываются, имеет плотный вид, поскольку между нитями мало места. Эта область, где тонкие и толстые нити перекрываются, очень важна для сокращения мышц, поскольку именно здесь начинается движение филамента..

Тонкие нити не полностью проходят в полосах А, оставляя центральную область полосы А, которая содержит только толстые нити. Эта центральная область полосы A кажется немного светлее, чем остальная часть полосы A, и называется зоной H.

Центр зоны H имеет вертикальную линию, называемую линией М, где вспомогательные белки скрепляют толстые нити.

Основные компоненты гистологии саркомера приведены ниже:

Группа А

Толстая филаментная зона, состоящая из миозиновых белков.

Зона Н

Центральная зона полосы А, без актиновых белков, наложенных, когда мышцы расслаблены.

Группа I

Зона тонких нитей, состоящая из актиновых белков (без миозина).

Z диски

Являются ли границы между соседними саркомерами, образованными актин-связывающими белками, перпендикулярно саркомеру.

Линия М

Центральная зона образована вспомогательными белками. Они расположены в центре толстой нити миозина, перпендикулярно саркомеру.

Как упомянуто выше, усадка происходит, когда толстые нити скользят вдоль тонких нитей в быстрой последовательности, чтобы укорачивать миофибриллы. Однако важно помнить, что сами миофиламенты не сжимаются; именно скользящее действие дает им силу укорачивать или удлинять.

ссылки

  1. Кларк М. (2004). Скользящая нить на 50. природа, 429(6988), 145.
  2. Хейл, т. (2004) Физика упражнений: тематический подход (1-е изд.). Wiley
  3. Роудс Р. и Белл Д. (2013). Медицинская физиология: принципы клинической медицины (4-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.
  4. Спудич, Дж. А. (2001). Миозиновая качающаяся поперечная модель. Nature Reviews Молекулярная клеточная биология, 2(5), 387-392.
  5. Тибодо, П. (2013). Анатомия и физиология (8го). Mosby, Inc.
  6. Тортора Г. и Дерриксон Б. (2012). Основы анатомии и физиологии (13-е изд.). John Wiley & Sons Inc.