Sarcomere: dele, funktioner og associerede sygdomme

Muskelsystemet består af et sæt af mere end 650 muskler, der former og understøtter den menneskelige krop. Mange af disse kan styres efter behag, hvilket giver os mulighed for at udøve nok kraft på skelettet til at bevæge sig. For nogle forfattere består muskelapparatet kun af det væv, der kan bevæge sig efter eget ønske, mens for andre er de ufrivillige muskler (hjerte og indvolde f.eks.) også inkluderet heri konglomerat.

Hvorom alting er, så tillader musklerne os fra bevægelse til selve livet, fordi uden at gå længere, muskelvævet i Hjertet (myokardiet) pumper 70 milliliter blod med hvert slag, det vil sige alt kroppens blod på lidt over et hjerteslag. minut. Gennem hele vores liv kan dette titaniske væv trække sig sammen omkring 2.000 millioner gange.

Uanset om du pumper blod eller udfører en bevidst bevægelse, har hver eneste muskel i vores krop en specifik, essentiel og uerstattelig funktion. I dag kommer vi til at tale om sarcomeren, den anatomiske og funktionelle enhed af tværstribet muskulatur.

instagram story viewer

Relateret artikel: "Muskulært system: hvad det er, dele og funktioner"

muskeltyper

De grundlæggende egenskaber for alt muskelvæv er kontraktilitet, excitabilitet, strækbarhed og elasticitet.. Dette gør det muligt for musklerne at modtage og reagere på stimuli, at strække sig, trække sig sammen og vende tilbage til deres oprindelige tilstand, så der ikke sker skade. Baseret på disse kvaliteter muliggør muskelsystemet produktionen af kropslige bevægelser (sammen med leddene), sammentrækningen af blodkar, hjertet og produktionen af peristaltiske bevægelser, opretholdelse af holdning og mekanisk beskyttelse, blandt mange andre ting.

Ud over disse fælles egenskaber er det nødvendigt at bemærke det der er 3 essentielle typer af muskulatur. Vi definerer dem kort:

Glat muskel: ufrivillig sammentrækning. Det er den mest primitive type og udgør slimhinden i indvoldene, ud over at den optræder i væggene i blod og lymfekar.
Tværstribet muskelvæv: det er det mest udbredte og har sin oprindelse og indsættelse i knoglerne. De er de frivillige muskler.
Hjertemuskelvæv: Findes udelukkende i hjertevæggen. Det er ikke under frivillig kontrol, da det fungerer automatisk.

Det er vigtigt at foretage denne indledende sondring, eftersom den funktionelle enhed, der vedrører os her (sarkomeren), kun er til stede i den tværstribede muskulatur. Nu ja, lad os se dens egenskaber.

Hvad er en sarkomer?

Sarkomeren er defineret som den funktionelle og anatomiske enhed af tværstribede muskler, det vil sige den frivillige. De er en række gentagne enheder, der giver anledning til morfologiske strukturer kaldet myofibriller, og er måske de mest ordnede makromolekylære strukturer i hele typologien eukaryot celle. Vi kommer til at introducere mange udtryk hurtigt, så fortvivl ikke, da vi vil gå i dele.

Cellerne, der udgør tværstribede muskler, kaldes myofiber, og de er lange cylindriske strukturer omgivet af en plasmamembran kendt som sarcolemma.. De er meget lange cellelegemer, de kan variere fra flere millimeter til mere end en meter (10 og 100 µm i diameter) og har nogle få perifere kerner i cytoplasmaet, hvilket giver cellen god plads til maskineri kontraktible.

Hvis vi går videre i specificitet, vil vi se, at muskelmyofibber indeholder flere hundrede eller tusinder af myofibriller i deres sarkoplasma (cellecytoplasma), et lavere niveau af morfologisk orden. Til gengæld indeholder hver myofibril myofilamenter i en andel på omkring 1.500 myosinfilamenter og 3.000 actinfilamenter. For at give dig en simpel idé, taler vi om et "elektricitetskabel" (myofiber), der, hvis den skæres over, indeholder den tusindvis af meget mindre ledninger indeni (myofibril).

Det er på denne skala, hvor vi finder sarkomererne, fordi de, som vi har sagt før, er den funktionelle gentagelsesenhed, der udgør myofibrillerne.

Sarcomere egenskaber

I sammensætningen af sarcomeren to biologiske elementer af væsentlig betydning, som vi allerede har nævnt, skiller sig ud: actin og myosin. Actin er et af de mest essentielle kugleformede proteiner i levende væsener, da det er et af de 3 hovedkomponenter i cytoskeletterne (cellulært skelet) af organismers celler eukaryoter.

På den anden side er myosin et andet protein, der sammen med actin tillader muskelsammentrækning, da det repræsenterer op til 70% af de samlede proteiner, der er til stede i dette væv. Det er også involveret i celledeling og vesikeltransport, selvom sådanne funktionaliteter vil blive udforsket ved en anden lejlighed.

Sarcomeren har en meget kompleks struktur, da Den er sammensat af en række "bånd", der bevæger sig i den kontraktile bevægelse. Disse er følgende:

Bånd A: bånd sammensat af tykke myosinfilamenter og tynde aktinfilamenter. Indenfor er zonerne H og M.
Bånd I: bånd sammensat af tynde aktinfilamenter.
Z-skiver: Her fastgøres tilstødende actiner, og kontinuiteten med den efterfølgende sarkomer opretholdes.

Således kan området af en myofibril placeret mellem to på hinanden følgende Z-skiver kaldes sarcomeren, hvilket betyder en omtrentlig længde på to mikron. Mellem Z-skiverne er der en mørk sektion (svarende til A-båndet), hvor, når den er sammentrukket, tykke myosinfilamenter og tynde aktinfilamenter glider forbi hinanden og varierer størrelsen af sarcomere.

Du kan være interesseret i: "Neuromuskulært kryds: broen mellem neuron og muskel"

protein spørgsmål

Udover de typiske kontraktile proteiner, actin og myosin, indeholder sarcomeren to andre store grupper. Vi fortæller dig kort.

En af de proteintilbehørsgrupper, der er til stede i sarcomeren, er regulatoriske proteiner., ansvarlig for initiering og stop af den kontraktile bevægelse. Den måske bedst kendte af alle er tropomyosin, med en oprullet struktur bestående af to lange polypeptider. Dette protein regulerer sammen med tropin interaktionerne mellem actin og myosin under muskelkontraktion.

Vi observerer også i en anden blok de strukturelle proteiner, som tillader dette meget komplekse cellulære netværk at forblive i orden og ikke kollapse. Den vigtigste af dem alle er titin, det største kendte protein, med en molekylvægt på 3 til 4 millioner Daltons (Da). Dette essentielle molekyle virker ved at forbinde Z-skivens linje med linjen i M-zonen i sarcomere, der bidrager til transmission af kraft i Z-linjen og frigør spændinger i området af i-bandet Det begrænser også sarkomerens bevægelsesområde, når det er stresset.

Et andet af de væsentlige strukturelle proteiner er dystrofin eller nebulin. Sidstnævnte binder sig til muskelaktin og regulerer forlængelsen af de fine filamenter. Sammenfattende er de proteiner, der tillader kommunikation af bånd og diske i sarkomeren, hvilket opmuntrer den meget komplekse og effektive kontraktile bevægelse, der kendetegner muskler, kan produceres effektivt.

Relaterede patologier

Det er interessant at vide, at når transskriptionen af et af disse proteiner svigter, kan der opstå meget alvorlige helbredsforstyrrelser. For eksempel, nogle titingenmutationer er blevet forbundet med familiær hypertrofisk kardiomyopati, en medfødt hjertesygdom, der rammer 0,2 % til 0,5 % af befolkningen generelt.

En anden af de mest berygtede sygdomme, hvad angår musklerne, er Duchenne muskeldystrofi, forårsaget af et defekt gen for dystrofin. Dette er forbundet med intellektuel funktionsnedsættelse, træthed, motoriske problemer og generel inkoordination, der normalt ender med patientens død på grund af tilhørende respirationssvigt. Selvom det kan virke overraskende, kan noget så simpelt som en defekt i syntesen af et protein omsættes til dødelige patologier.

Du kan være interesseret i: "Duchenne muskeldystrofi: hvad det er, årsager og symptomer"

Resumé

Hvis du har lært noget i dag, er det helt sikkert, at sarkomeren er en ekstremt kompleks og organiseret funktionel enhed, hvis struktur forsøger at At finde balancen mellem stærk og effektiv kontraktion og biologisk levedygtighed (det vil sige alt stadig på plads, når sammentrækningen er sket). bevægelse).

Mellem bånd, diske og linjer er én ting klar for os: sarkomererne kunne dække en bog udelukkende med deres anatomiske organisation. Organiseringen af actin, myosin og andre associerede proteiner er nøglen til bevægelse i levende væsener.

Bibliografiske referencer:

Araña-Suárez, M., & Patten, S. b. (2011). Muskuloskeletale lidelser, psykopatologi og smerter. Muskuloskeletale lidelser psykopatologi, 1.
Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarcomere: Struktur og dele, funktioner og histologi.
Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Friktionsskader i blødt væv. Biomechanics, 17(2), 21-26.
Duchenne muskeldystrofi, Medlineplus.gov. Afhentet den 10. januar i https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000705.htm#:~:text=La%20distrofia%20muscular%20de%20Duchenne, a%20prote%C3%DNA%20i%20%20m%C3%Bascules).
Gomez Diaz, I. (2013). Titin i den genetiske diagnose af familiær hjertesygdom.
Marrero, R. c. M., Rull, I. M., & Cunillera, M. Q. (2005). Klinisk biomekanik af væv og led i bevægelsessystemet. Masson.
Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Koncentrationer og relativ mobilitet af titin-isoformer efter tre forskellige fleksibilitetstræningssessioner. Technoscience Chihuahua, 13(1), 15-23.
Mora, I. S. (2000). Muskelsystem.
Rosas Cabrera, R.A. (2006). Undersøgelse af de mekaniske egenskaber af proteinet titin.