SARCOLEMMA: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA I FUNKCIJA - BIOLOGIJA - 2026

Sarcolemma, koji se nazivaju myolemma je membrana plazme koja čini stanice mišića ili vlakna od kontraktilnih tkivima životinja. Ta vlakna imaju mogućnost kontrakcije zbog specifičnih električnih podražaja, to jest mogu smanjiti njihovu duljinu stvarajući mehaničku silu koja omogućuje pomicanje zglobova, kretanje i ambulaciju životinja.

Mišićne stanice su stanice velike duljine (posebno prugaste); to su nukleirane stanice koje posjeduju sve unutarnje organele karakteristične za eukariotske organizme: mitohondrije, endoplazmatski retikulum i Golgijev kompleks, lizosome, peroksisome itd.

Strukturna organizacija mišićnog vlakna (Izvor: OpenStax putem Wikimedia Commonsa)

Međutim, za razliku od stanica u drugim tkivima, komponentama stanica mišićnog tkiva daju se određena imena koja ih pomažu razlikovati od ostalih ne kontraktilnih stanica.

Dakle, njegova plazma membrana poznata je kao sarkolemma, njen citosol kao sarkoplazma, njegov endoplazmatski retikulum kao sarkoplazmatski retikulum, a mitohondrija kao sarkozom.

Karakteristike i struktura

Sarkolemma je, poput svih staničnih membrana, membrana sastavljena od lipidnog dvosloja u kojem su lipidi organizirani tako da hidrofilni dijelovi "gledaju" prema obje površine istog (unutar- i izvanstanični) i hidrofobni dio oni su "suočeni" u središtu.

Debela je oko 100Ǻ i specijalizirana je membrana, jer su mnoge njezine karakteristike povezane s funkcijama mišićnih stanica.

U neposrednom području do vanjskog oboda sarkolemme nalazi se puno deblji sloj (oko 500Ǻ), što odgovara izvanstaničnoj taloženju umjereno gustih materijala.

Ovi materijali predstavljaju baznu membranu, čija se gustoća smanjuje kako se odmiče od sarkolemme, približava se izvanćelijskom prostoru i miješa se sa zemljom supstancom okolnog vezivnog tkiva.

Sarkotubularni sustav

Sarkolemma je uzbudljiva membrana koja u mnogočemu nalikuje plazma membrani neuronskih stanica, budući da djeluje provodi električne impulse i ima sposobnost provođenja akcijskog potencijala.

Osim što ih prekriva, ova membrana se proteže u prugasta mišićna vlakna u obliku izbočenja ili invaginacija poznatih kao poprečni tubuli ili T tubule, što je ono što mnogi autori prepoznaju kao sarkotubularni sustav, kroz koji se impulsi šire. nervozno u vlakna.

Sarcolemma, sarkoplazma i T-tubule (Izvor: Arcadian via Wikimedia Commons)

T tubule ovog sustava pružaju se poprečno prema mjestima vezivanja bendova A i I sarcomera u stanicama skeletnog mišića, gdje dolaze u kontakt s tubularnim sustavom sarkoplazmatskog retikuluma u citosolu (sarkoplazmi) istog mišićna vlakna.

Budući da se kontakt sarkoplazmatskog retikuluma i T tubula događa na takav način da se tubula na svaku stranu pričvrsti membranom retikuluma, ta "struktura" koja se formira poznata je kao trijada.

Stoga, kada živčani impuls stimulira sarkolemmu na staničnoj površini, depolarizacija membrane "putuje" ili se širi u cijelosti, uključujući T tubule u kontaktu s sarkoplazmatskim retikulumom, koji se zauzvrat nalazi u usko povezan s kontraktilnim miofibrilima (aktinska i miozinska vlakna).

Tada depolarizacija T tubula uzrokuje depolarizaciju sarkoplazmatskog retikuluma, što izaziva oslobađanje kalcijevih iona prema miofilamentima, aktivirajući njihovu kontrakciju.

Sarkolemmalni proteini

Kao što je slučaj sa svim staničnim membranama, sarkolemma je povezana s različitim proteinima, integralnim i perifernim, koji joj pružaju mnoga karakteristična funkcionalna svojstva.

Ti su proteini poznati kao sarkolemmalni proteini i mnogi od njih doprinose održavanju strukturnog integriteta mišićnih vlakana, jer djeluju protiv fizičkih sila kontrakcije koje se djeluju na sarkolemmu.

Neki od ovih proteina učvršćuju unutarnju strukturu mišića na baznu membranu i izvanstanični matriks. Oni uključuju distrofin, sarkoglikan, utrofin, disferlin, kavelolin, merosin i intermedijarne filamente.

Budući da mišićne stanice imaju velike potrebe za energijom, sarkolemma je također opremljena nizom integralnih proteina u obliku kanala koji olakšavaju transport različitih vrsta molekula do i iz stanične vanjštine, uključujući ugljikohidrate, ione i drugo.

Ti su proteini tipa ključni za kontrakciju mišića, jer se zahvaljujući njima mišićno vlakno može vratiti u stanje mirovanja nakon depolarizacije izazvane impulsom živčanih vlakana koja ga inerviraju.

Sarcolemma funkcija

Sarkolemma djeluje na uspostavljanje mišićnih stanica, kao i plazma membrane bilo koje vrste tjelesnih stanica. Stoga ova membrana obavlja važne funkcije kao polupropusna barijera za prolazak različitih vrsta molekula i kao struktura za održavanje stanične cjelovitosti.

Izvanstanični matriks povezan sa sarkolemmom ima stotine polisaharida koji omogućuju mišićnim stanicama da se usidre na različite komponente koje čine i podupiru mišićno tkivo, uključujući i druga susjedna mišićna vlakna, pogodujući istodobnoj kontrakciji istog mišića.

Iskrivljena kontrakcija mišića vlakana

Svako mišićno vlakno prisutno u određenom mišiću inervira se razgranavanjem specifičnog motornog neurona, što je ono što potiče njegovu kontrakciju. Oslobađanje acetilkolina na mjestu živčane sinapse između neurona i sarkolemme vlakana stvara "struju" koja se širi i aktivira sarkolemmalne natrijeve kanale.

Aktivacija ovih kanala potiče pokretanje akcijskog potencijala koji počinje na mjestu sinapse i brzo se distribuira kroz sarkolemmu. U prugastim mišićnim vlaknima taj akcijski potencijal zauzvrat pobudi receptore osjetljive na napon u trijadi koja se formiraju između T tubula i sarkoplazmatskog retikuluma.

Ti receptori aktiviraju kalcijeve kanale nakon što "osjete" prisutnost akcijskog potencijala, omogućujući oslobađanje male količine dvovalentnog kalcija u sarkoplazmi (iz sarkoplazmatskog retikuluma), povećavajući njegovu unutarćelijsku koncentraciju.

Kalcij se veže na posebna mjesta u strukturi proteina koja se zove troponin-C, uklanjajući inhibitorni učinak na miofibrile drugog proteina povezanog s njim poznatog pod nazivom tropomiozin, potičući kontrakciju.

Reference

1. Bers, DM (1979). Izolacija i karakterizacija srčane sarkolemme. Biochimica i Biophysica Acta (BBA) -Biomembranes, 555 (1), 131-146.
2. Deisch, JK (2017). Razvoj mišića i živaca u zdravlju i bolesti. U Swaimanovoj dječjoj neurologiji (str. 1029-1037). Elsevier.
3. Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Atlas boja fiziologije. Thieme.
4. Kardong, KV (2002). Kralježnjaci: usporedna anatomija, funkcija, evolucija (br. QL805 K35 2006). New York: McGraw-Hill.
5. Reed, R., Houston, TW i Todd, PM (1966). Struktura i funkcija sarkolemme skeletnog mišića. Priroda, 211 (5048), 534.