SARCOMERE: STRUKTURA I DIJELOVI, FUNKCIJE I HISTOLOGIJA - ANATOMIJA I FIZIOLOGIJA - 2025

Sarkomere je temeljna funkcionalna jedinica skeletnih mišića, koji je, skeletnog i srčanog mišića. Skeletni mišić je vrsta mišića koja se koristi u dobrovoljnom kretanju, a srčani mišić je mišić koji je dio srca.

Reći da je sarcomere funkcionalna jedinica znači da su sve komponente potrebne za kontrakciju sadržane u svakom sarcomeru. U stvari, skeletni mišić sastoji se od milijuna sitnih sarcomera koji se pojedinačno skraćuju sa svakom kontrakcijom mišića.

Mikrografija sarcomera (gornji dio) i njegov prikaz (odozdo)

U tome je glavna svrha sarcomera. Sarcomeres može inicirati velike pokrete ujedinjujući ugovor. Njegova jedinstvena struktura omogućuje ovim malim jedinicama da koordiniraju kontrakcije mišića.

Zapravo, kontraktilna svojstva mišića su definirajuća karakteristika životinja, jer je kretanje životinja izuzetno glatko i složeno. Lokomocija zahtijeva promjenu duljine mišića dok se savija, što zahtijeva molekularnu strukturu koja omogućava da se mišić skraćuje.

Struktura i dijelovi

Ako se tkivo skeletnog mišića pregleda pažljivo, uočava se prugasti izgled nazvan strija. Ove "pruge" predstavljaju obrazac izmjeničnih traka, svijetlih i tamnih, koji odgovaraju različitim proteinima. Odnosno, ove se pruge sastoje od isprepletenih proteinskih vlakana koja čine svaki sarcomere.

miofibrila

Mišićna vlakna sastoje se od stotina do tisuća kontraktilnih organela nazvanih miofibrili; Ove miofibrile su poredane paralelno tako da tvore mišićno tkivo. Međutim, sami miofibrili su u osnovi polimeri, to jest ponavljajuće jedinice sarcomera.

Miofibrili su duge vlaknaste strukture i izrađeni su od dvije vrste proteinskih filamenata koji su naslagani jedan na drugi.

Miozin i aktin

Miozin je gusta vlakna s globularnom glavom, a aktin je tanji filament koji u procesu interakcije mišića stupa u interakciju s miozinom.

Dani miofibril sadrži otprilike 10 000 sarkomera, od kojih je svaki približno 3 mikrona. Iako je svaki sarcomere mali, nekoliko agregiranih sarcomera proteže duljinu mišićnog vlakna.

Myofilaments

Svaki sarcomere sastoji se od debelih i tankih snopova prethodno spomenutih proteina, koji se zajedno nazivaju miofilamenti.

Povećanjem dijela miofilamenata mogu se identificirati molekule koje ih čine. Debele niti su izrađene od miozina, a fine niti od aktina.

Aktin i miozin su kontraktilni proteini koji uzrokuju skraćivanje mišića kada djeluju jedni s drugima. Osim toga, tanke niti sadrže i druge bjelančevine s regulatornom funkcijom koja se nazivaju troponin i tropomiozin, koji reguliraju interakciju kontraktilnih proteina.

Značajke

Glavna funkcija sarcomera je dopuštanje da se mišićna stanica steže. Da bi se to postiglo, sarcomere se moraju smanjiti kao odgovor na živčani impuls.

Debela i tanka vlakna ne skraćuju se, već se premještaju oko sebe, što rezultira skraćivanjem sarkomera, dok vlakna ostaju iste dužine. Ovaj je postupak poznat kao klizni filament model mišićne kontrakcije.

Klizanje niti stvara napetost u mišićima, što je nesumnjivo glavni doprinos sarcomera. Ova akcija daje mišićima njihovu fizičku snagu.

Brza analogija tome je način na koji se duge ljestve mogu produžiti ili preklopiti ovisno o našim potrebama, bez fizičkog skraćivanja njegovih metalnih dijelova.

Uključenost miozina

Srećom, nedavna istraživanja nude dobru predodžbu o tome kako funkcionira ovaj potisak. Teorija klizna filamenta modificirana je tako da uključuje kako miozin može povući aktin kako bi skratio duljinu sarcomera.

U ovoj se teoriji globularna glava miozina nalazi blizu aktina u području zvanom S1 regija. Ova regija bogata je zglobnim segmentima koji se mogu saviti i na taj način olakšati kontrakciju.

Savijanje S1 može biti ključ za razumijevanje kako miozin može "hodati" duž aktinskih filamenata. To je postignuto ciklizacijom fragmenta miozina S1, njegove kontrakcije i konačnog oslobađanja.

Spoj miozina i aktiba

Kad se miozin i aktin spoje, oni formiraju ekstenzije nazvane "poprečni mostovi". Ti se križni mostovi mogu formirati i slomiti u prisutnosti (ili odsutnosti) ATP-a, koji je energetska molekula koja omogućuje kontrakciju.

Kad se ATP veže na aktinsko filament, on ga premješta u položaj koji otkriva njegovo mjesto za vezanje miozina. To omogućava globularnoj glavi miozina da se veže za ovo mjesto i formira poprečni most.

Ova unija uzrokuje disocijaciju fosfatne skupine ATP-a i tako miozin započinje svoju funkciju. Miozin tada ulazi u stanje niže energije gdje se sarkomera može skratiti.

Da bismo prekinuli poprečni most i omogućili da se miozin u sljedećem ciklusu ponovo veže za aktin, potrebno je vezivanje druge molekule ATP-a na miozin. Odnosno, molekula ATP nužna je i za kontrakciju i za opuštanje.

Histologija

Histološki odsječci mišića pokazuju anatomske značajke sarcomera. Gusta vlakna sastavljena od miozina vidljiva su i prikazana su u obliku A sarcomera.

Tanki filamenti, sastavljeni od aktina, vežu se na protein u Z disku (ili Z liniji) koji se naziva alfa-aktinin, a prisutni su duž duljine I pojasa i dijela A vrpce.

Područje gdje se debela i tanka vlakna preklapaju ima gusti izgled, jer je malo prostora između niti. Ovo područje u kojem se tanki i debeli filamenti preklapaju vrlo je važno za kontrakciju mišića, jer je to mjesto na kojem započinje kretanje niti.

Tanki niti se ne protežu u potpunosti u A-zidove, ostavljajući središnju regiju A-pojasa koja sadrži samo debela vlakna. Ovo središnje područje pojasa A djeluje lagano od ostatka A, a naziva se zona H.

Središte H zone ima vertikalnu liniju nazvanu M linija, gdje proteinski dodatci drže guste vlakne zajedno.

Glavne komponente histologije sarcomera sažeto su u nastavku:

Band A

Zona guste niti, sastavljena od proteina miozina.

Zona H

Srednja zona A-zone, bez preklapanja proteina aktina kada su mišići opušteni.

Band I

Zona tanke niti, sastavljena od proteina aktina (bez miozina).

Z diskovi

One su granice između susjednih sarkomera, sastavljenih od proteina koji vežu aktin okomito na sarcomere.

Linija M

Središnja zona formirana dodatnim proteinima. Smješteni su u središtu guste miozinske niti, okomito na sarcomere.

Kao što je spomenuto ranije, kontrakcija se javlja kada debela vlakna brzo klizi niz tanke niti kako bi skratila miofibrile. Međutim, ključna razlika koju treba zapamtiti je ta da se miofilamenti sami ne kontrahiraju; klizno djelovanje daje im snagu da skrati ili produlji.

Reference

1. Clarke, M. (2004). Klizni filament na 50. Nature, 429 (6988), 145.
2. Hale, T. (2004) Fiziologija vježbi: tematski pristup (1. izd.). Wiley
3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Medicinska fiziologija: Načela kliničke medicine (4. izd.). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Spudich, JA (2001). Model križnog mosta koji se ljulja u miozinu. Nature Nature Molecular Cell Biology, 2 (5), 387–392.
5. Thibodeau, P. (2013). Anatomije i Phisiology (8 ^th). Mosby, Inc.
6. Tortora, G. i Derrickson, B. (2012). Načela anatomije i fiziologije (13. izd.). John Wiley & Sons Inc.