Sarkomera: části, funkce a přidružená onemocnění

Svalový systém zahrnuje soubor více než 650 svalů, které formují a podporují lidské tělo. Mnohé z nich lze libovolně ovládat, což nám umožňuje vyvinout dostatečnou sílu na pohyb kostry. U některých autorů je svalový aparát složen pouze z těch tkání, které se mohou libovolně pohybovat, zatímco u jiných jsou do toho zahrnuty i mimovolní svaly (například srdce a vnitřnosti). konglomerát.

Ať je to jak chce, svaly nám umožňují od pohybu k životu samotnému, protože svalová tkáň, aniž bychom šli dál Srdce (myokard) pumpuje při každém úderu 70 mililitrů krve, to znamená veškerou tělesnou krev během jednoho úderu srdce. minuta. Během celého našeho života se tato titanická tkáň může stáhnout asi 2 000 milionkrát.

Ať už pumpujete krev nebo vykonáváte vědomý pohyb, každý sval v našem těle má specifickou, zásadní a nenahraditelnou funkci. Dnes si budeme povídat o sarkoméře, anatomická a funkční jednotka příčně pruhovaného svalstva.

• Související článek: "Svalový systém: co to je, části a funkce"

svalové typy

Základními vlastnostmi všech svalových tkání jsou kontraktilita, excitabilita, roztažitelnost a elasticita.. To umožňuje svalům přijímat a reagovat na podněty, protahovat se, stahovat se a vracet se do původního stavu, takže nedochází k žádnému poškození. Svalový systém na základě těchto vlastností umožňuje produkci tělesných pohybů (spolu s klouby), kontrakci krevní cévy, srdce a produkce peristaltických pohybů, udržování držení těla a mechanická ochrana a mnoho dalších věci.

Kromě těchto společných vlastností je třeba poznamenat, že existují 3 základní typy svalů. Stručně je definujeme:

• Hladký sval: mimovolní kontrakce. Je to nejprimitivnější typ a tvoří výstelku vnitřností, kromě toho se objevuje ve stěnách krevních a lymfatických cév.
• Příčně pruhovaná svalová tkáň: je nejhojnější a má svůj původ a uložení v kostech. Jsou to dobrovolné svaly.
• Srdeční svalová tkáň: Nachází se výhradně v srdeční stěně. Není pod dobrovolnou kontrolou, protože funguje automaticky.

Toto počáteční rozlišení je zásadní, protože funkční jednotka, která se nás zde týká (sarkomera), je přítomna pouze v příčně pruhovaném svalstvu. Nyní ano, podívejme se na jeho vlastnosti.

Co je to sarkomera?

Sarkomera je definována jako funkční a anatomická jednotka příčně pruhovaného svalu, tedy vůlí. Jsou to série opakovaných jednotek, které dávají vzniknout morfologickým strukturám tzv myofibrily a jsou možná nejvíce uspořádanými makromolekulárními strukturami v celé typologii eukaryotická buňka. Chystáme se rychle představit mnoho termínů, takže nezoufejte, půjdeme po částech.

Buňky, které tvoří příčně pruhovanou svalovinu, se nazývají svalová vlákna a jsou to dlouhé válcovité struktury obklopené plazmatickou membránou známou jako sarkolema.. Jsou to velmi dlouhá buněčná těla, mohou se pohybovat od několika milimetrů do více než metru (10 a 100 µm v průměru) a mají několik periferních jader v cytoplazmě, což buňce poskytuje dostatek prostoru pro strojní zařízení kontrahovatelné.

Pokud půjdeme dále ve specifičnosti, uvidíme, že svalová myovlákna obsahují ve své sarkoplazmě (buněčné cytoplazmě) několik stovek nebo tisíců myofibril, což je nižší úroveň morfologického uspořádání. Každá myofibrila zase obsahuje myofilamenta v poměru asi 1 500 myosinových filament a 3 000 aktinových filament. Pro jednoduchou představu mluvíme o elektrickém „kabelu“ (myvlákno), který pokud je přestřižena, obsahuje uvnitř tisíce mnohem menších drátů (myofibril).

V tomto měřítku nacházíme sarkomery, protože, jak jsme již řekli, jsou funkční opakující se jednotkou, která tvoří myofibrily.

Charakteristika sarkomery

Ve složení sarkomery vynikají dva biologické prvky zásadního významu, které jsme již jmenovali: aktin a myosin. Aktin je jedním z nejdůležitějších globulárních proteinů u živých bytostí, protože je jedním ze 3 hlavní složky cytoskeletů (buněčná kostra) buněk organismů eukaryota.

Na druhou stranu myosin je další protein, který spolu s aktinem umožňuje svalovou kontrakci, protože představuje až 70 % celkových proteinů přítomných v této tkáni. Podílí se také na buněčném dělení a transportu vezikul, ačkoli takové funkce budou prozkoumány při jiné příležitosti.

Sarkomera má velmi složitou strukturu, protože Skládá se z řady „pásů“, které se pohybují kontrakčním pohybem. Jedná se o následující:

• Pás A: pás složený ze silných myosinových vláken a tenkých aktinových vláken. Uvnitř jsou zóny H a M.
• Pás I: pás složený z tenkých aktinových vláken.
• Z disky: Zde jsou připojeny sousední aktiny a je zachována kontinuita s následnou sarkomerou.

Oblast myofibril umístěná mezi dvěma po sobě jdoucími Z disky lze tedy nazvat sarkomera, což znamená přibližnou délku dva mikrony. Mezi kotouči Z je tmavá část (odpovídající pásmu A), kde se při smrštění tlustá myosinová vlákna a tenká aktinová vlákna klouzají kolem sebe a mění se velikostí sarkomera.

• Mohlo by vás zajímat: "Neuromuskulární spojení: most mezi neuronem a svalem"

proteinová otázka

Kromě typických kontraktilních proteinů, aktinu a myosinu, obsahuje sarkomera dvě další velké skupiny. Řekneme vám to krátce.

Jednou z proteinových doplňkových skupin přítomných v sarkomeře jsou regulační proteiny., zodpovědný za zahájení a zastavení kontraktilního pohybu. Snad nejznámější ze všech je tropomyosin se svinutou strukturou tvořenou dvěma dlouhými polypeptidy. Tento protein reguluje spolu s tropinem interakce aktinu a myosinu během svalové kontrakce.

V dalším bloku také pozorujeme strukturální proteiny, které umožňují, aby tato vysoce komplexní buněčná síť zůstala v pořádku a nezhroutila se. Nejdůležitější z nich je titin, největší známý proteins molekulovou hmotností 3 až 4 miliony daltonů (Da). Tato esenciální molekula funguje tak, že spojuje linii disku Z s linií M zóny v sarkomery, přispívající k přenosu síly v linii Z a uvolňování napětí v oblasti i kapela Omezuje také rozsah pohybu sarkomery, když je namáhána.

Dalším ze základních strukturálních proteinů je dystrofin nebo nebulin. Ten se váže na svalový aktin a reguluje prodloužení jemných vláken. Stručně řečeno, jsou to proteiny, které umožňují komunikaci pásů a disků v sarkomeře, čímž podporují vysoce komplexní a efektivní kontraktilní pohyb, který charakterizuje svaly, může být produkován efektivně.

Související patologie

Je zajímavé vědět, že když selže transkripce kteréhokoli z těchto proteinů, může dojít k velmi vážným zdravotním poruchám. Například, některé mutace genu titinu byly spojeny s familiární hypertrofickou kardiomyopatií, vrozené srdeční onemocnění, které postihuje 0,2 % až 0,5 % běžné populace.

Další z nejznámějších onemocnění, pokud jde o svaly, je Duchennova svalová dystrofiezpůsobené vadným genem pro dystrofin. To je spojeno s mentálním postižením, únavou, motorickými problémy a celkovou nekoordinovaností, která obvykle končí smrtí pacienta v důsledku souvisejícího respiračního selhání. Ačkoli se to může zdát překvapivé, něco tak jednoduchého, jako je defekt v syntéze proteinu, se může promítnout do smrtelných patologií.

• Mohlo by vás zajímat: "Duchennova svalová dystrofie: co to je, příčiny a příznaky"

souhrn

Pokud jste se dnes něco naučili, je to jistě to, že sarkomera je extrémně složitá a organizovaná funkční jednotka, jejíž struktura se snaží Nalezení rovnováhy mezi silnou a účinnou kontrakcí a biologickou životaschopností (to znamená, že po kontrakci je vše stále na svém místě). pohyb).

Mezi kapelami, disky a liniemi je nám jasná jedna věc: sarkomery by mohly pokrýt knihu pouze svou anatomickou organizací. Organizace aktinu, myosinu a dalších přidružených proteinů je klíčem k pohybu u živých bytostí.

Bibliografické odkazy:

• Araña-Suárez, M., & Patten, S. b. (2011). Poruchy pohybového aparátu, psychopatologie a bolest. Psychopatologie muskuloskeletálních poruch, 1.
• Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarcomere: Struktura a části, funkce a histologie.
• Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Poranění měkkých tkání třením. Biomechanics, 17(2), 21-26.
• Duchennova svalová dystrofie, Medlineplus.gov. Sbíráno 10. ledna v https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000705.htm#:~:text=La%20distrofia%20muscular%20de%20Duchenne, a%20prote%C3%DNA%20in%20the%20m%C3%Bascules).
• Gomez Diaz, I. (2013). Titin v genetické diagnostice familiárních srdečních chorob.
• Marrero, R. C. M., Rull, I. M. a Cunillera, M. Q. (2005). Klinická biomechanika tkání a kloubů pohybového systému. Masson.
• Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Koncentrace a relativní mobilita izoforem titinu po třech různých tréninkových lekcích flexibility. Technoscience Chihuahua, 13(1), 15-23.
• Mora, I. S. (2000). Svalová soustava.
• Rosas Cabrera, R.A. (2006). Studium mechanických vlastností proteinu titinu.