Sarcomere: μέρη, λειτουργίες και συναφείς ασθένειες

Το μυϊκό σύστημα περιλαμβάνει ένα σύνολο περισσότερων από 650 μυών που διαμορφώνουν και υποστηρίζουν το ανθρώπινο σώμα. Πολλά από αυτά μπορούν να ελεγχθούν κατά βούληση, επιτρέποντάς μας να ασκήσουμε αρκετή δύναμη στον σκελετό για να κινηθούμε. Για ορισμένους συγγραφείς, η μυϊκή συσκευή αποτελείται μόνο από εκείνους τους ιστούς που μπορούν να κινηθούν κατά βούληση, ενώ για άλλους, οι ακούσιοι μύες (καρδιά και σπλάχνα, για παράδειγμα), περιλαμβάνονται επίσης σε αυτό γίνομαι μια μάζα.

Όπως και να έχει, οι μύες μας επιτρέπουν από την κίνηση στην ίδια τη ζωή γιατί, χωρίς να προχωρήσουμε περαιτέρω, ο μυϊκός ιστός του Η καρδιά (μυοκάρδιο) αντλεί 70 χιλιοστόλιτρα αίματος με κάθε χτύπο, δηλαδή όλο το αίμα του σώματος σε λίγο περισσότερο από έναν καρδιακό παλμό. λεπτό. Σε όλη μας τη ζωή, αυτός ο τιτάνιος ιστός μπορεί να συσπαστεί περίπου 2.000 εκατομμύρια φορές.

Είτε αντλούμε αίμα είτε εκτελούμε μια συνειδητή κίνηση, κάθε μυς στο σώμα μας έχει μια συγκεκριμένη, ουσιαστική και αναντικατάστατη λειτουργία.

Σήμερα ερχόμαστε να μιλήσουμε για το σαρκομέριο, η ανατομική και λειτουργική μονάδα των γραμμωτών μυών.

• Σχετικό άρθρο: "Μυϊκό σύστημα: τι είναι, μέρη και λειτουργίες"

μυϊκούς τύπους

Οι βασικές ιδιότητες όλων των μυϊκών ιστών είναι η συσταλτικότητα, η διεγερσιμότητα, η εκτασιμότητα και η ελαστικότητα.. Αυτό επιτρέπει στους μύες να λαμβάνουν και να ανταποκρίνονται σε ερεθίσματα, να τεντώνονται, να συστέλλονται και να επανέρχονται στην αρχική τους κατάσταση, ώστε να μην προκαλείται ζημιά. Με βάση αυτές τις ιδιότητες, το μυϊκό σύστημα επιτρέπει την παραγωγή σωματικών κινήσεων (μαζί με τις αρθρώσεις), τη σύσπαση του αιμοφόρα αγγεία, η καρδιά και η παραγωγή περισταλτικών κινήσεων, η διατήρηση της στάσης και η μηχανική προστασία, μεταξύ πολλών άλλων πράγματα.

Εκτός από αυτά τα κοινά χαρακτηριστικά, είναι απαραίτητο να σημειωθεί ότι υπάρχουν 3 βασικοί τύποι μυών. Τα ορίζουμε συνοπτικά:

• Λείος μυς: ακούσια σύσπαση. Είναι ο πιο πρωτόγονος τύπος και αποτελεί την επένδυση των σπλάχνων, εκτός από το ότι εμφανίζεται στα τοιχώματα του αίματος και των λεμφικών αγγείων.
• γραμμωτός μυϊκός ιστός: είναι ο πιο άφθονος και έχει την προέλευση και την εισαγωγή του στα οστά. Είναι οι εκούσιοι μύες.
• Καρδιακός μυϊκός ιστός: Βρίσκεται αποκλειστικά στο τοίχωμα της καρδιάς. Δεν είναι υπό εθελοντικό έλεγχο, καθώς λειτουργεί αυτόματα.

Η πραγματοποίηση αυτής της αρχικής διάκρισης είναι απαραίτητη, αφού η λειτουργική μονάδα που μας απασχολεί εδώ (το σαρκομέριο) υπάρχει μόνο στους γραμμωτούς μυς. Τώρα ναι, ας δούμε τις ιδιότητες του.

Τι είναι το σαρκομέριο;

Το σαρκομέριο ορίζεται ως η λειτουργική και ανατομική μονάδα του ραβδωτού μυός, δηλαδή η εκούσια. Είναι μια σειρά από επαναλαμβανόμενες μονάδες που δημιουργούν μορφολογικές δομές που ονομάζονται μυοϊνίδια, και είναι ίσως οι πιο διατεταγμένες μακρομοριακές δομές σε ολόκληρη την τυπολογία ευκαρυωτικό κύτταρο. Θα εισαγάγουμε πολλούς όρους γρήγορα, οπότε μην απελπίζεστε, καθώς θα προχωρήσουμε σε μέρη.

Τα κύτταρα που αποτελούν τους γραμμωτούς μυς ονομάζονται μυοΐνες και είναι μακριές κυλινδρικές δομές που περιβάλλονται από μια πλασματική μεμβράνη γνωστή ως σαρκόλημμα.. Είναι πολύ μακριά κυτταρικά σώματα, μπορούν να κυμαίνονται από αρκετά χιλιοστά έως περισσότερο από ένα μέτρο (διάμετρος 10 και 100 μm) και έχουν μερικούς περιφερειακούς πυρήνες στο κυτταρόπλασμα, δίνοντας στο κύτταρο άφθονο χώρο για μηχανήματα συσταλτός.

Εάν προχωρήσουμε περαιτέρω στην εξειδίκευση, θα δούμε ότι οι μυϊκές μυϊκές ίνες περιέχουν αρκετές εκατοντάδες ή χιλιάδες μυοϊνίδια στο σαρκόπλασμά τους (κυτταρόπλασμα κυττάρων), ένα χαμηλότερο επίπεδο μορφολογικής τάξης. Με τη σειρά του, κάθε μυοϊνίδιο περιέχει μυοινίδια, σε αναλογία περίπου 1.500 νημάτων μυοσίνης και 3.000 νημάτων ακτίνης. Για να σας δώσω μια απλή ιδέα, μιλάμε για ένα ηλεκτρικό "καλώδιο" (myofiber) που, αν κοπεί, περιέχει χιλιάδες πολύ μικρότερα καλώδια μέσα (μυοϊνίδιο).

Σε αυτήν την κλίμακα βρίσκουμε τα σαρκομερή επειδή, όπως έχουμε πει προηγουμένως, είναι η λειτουργική επαναλαμβανόμενη μονάδα που συνθέτει τα μυοϊνίδια.

Χαρακτηριστικά Sarcomere

Στη σύνθεση του σαρκομέριου δύο βιολογικά στοιχεία ουσιαστικής σημασίας που έχουμε ήδη ονομάσει ξεχωρίζουν: η ακτίνη και η μυοσίνη. Η ακτίνη είναι μια από τις πιο απαραίτητες σφαιρικές πρωτεΐνες στα ζωντανά όντα, καθώς είναι μία από τις 3 κύρια συστατικά των κυτταροσκελετών (κυτταρικός σκελετός) των κυττάρων των οργανισμών ευκαρυωτες.

Από την άλλη πλευρά, η μυοσίνη είναι μια άλλη πρωτεΐνη που, μαζί με την ακτίνη, επιτρέπει τη συστολή των μυών, καθώς αντιπροσωπεύει έως και το 70% των συνολικών πρωτεϊνών που υπάρχουν σε αυτόν τον ιστό. Συμμετέχει επίσης στη διαίρεση των κυττάρων και τη μεταφορά κυστιδίων, αν και τέτοιες λειτουργίες θα διερευνηθούν σε άλλη περίπτωση.

Το σαρκομέριο έχει πολύ περίπλοκη δομή, αφού Αποτελείται από μια σειρά από «ζώνες» που κινούνται στη συσταλτική κίνηση. Αυτά είναι τα εξής:

• Ζώνη Α: ταινία που αποτελείται από παχιά νημάτια μυοσίνης και λεπτά νημάτια ακτίνης. Στο εσωτερικό υπάρχουν οι ζώνες Η και Μ.
• Ζώνη Ι: ταινία που αποτελείται από λεπτά νημάτια ακτίνης.
• Δίσκοι Z: Εδώ προσαρτώνται γειτονικές ακτίνες και διατηρείται η συνέχεια με το επόμενο σαρκομέριο.

Έτσι, η περιοχή ενός μυοϊνιδίου που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο διαδοχικούς δίσκους Ζ μπορεί να ονομαστεί σαρκομέριο, που σημαίνει κατά προσέγγιση μήκος δύο μικρών. Ανάμεσα στους δίσκους Z υπάρχει ένα σκοτεινό τμήμα (που αντιστοιχεί στη ζώνη Α) όπου, όταν συστέλλεται, το παχιά νήματα μυοσίνης και λεπτά νημάτια ακτίνης γλιστρούν το ένα δίπλα στο άλλο, ποικίλλοντας το μέγεθος του σαρκομέριο.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Νευρομυϊκή σύνδεση: η γέφυρα μεταξύ νευρώνα και μυών"

ερώτηση πρωτεΐνης

Εκτός από τις τυπικές συσταλτικές πρωτεΐνες, την ακτίνη και τη μυοσίνη, το σαρκομέριο περιέχει δύο άλλες μεγάλες ομάδες. Σας τα λέμε εν συντομία.

Μία από τις βοηθητικές ομάδες πρωτεΐνης που υπάρχουν στο σαρκομέριο είναι οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες., υπεύθυνος για την έναρξη και διακοπή της συσταλτικής κίνησης. Ίσως το πιο γνωστό από όλα είναι η τροπομυοσίνη, με μια περιελιγμένη δομή που αποτελείται από δύο μακρά πολυπεπτίδια. Αυτή η πρωτεΐνη ρυθμίζει, μαζί με την τροπίνη, τις αλληλεπιδράσεις της ακτίνης και της μυοσίνης κατά τη συστολή των μυών.

Παρατηρούμε επίσης σε ένα άλλο μπλοκ τις δομικές πρωτεΐνες, οι οποίες επιτρέπουν σε αυτό το εξαιρετικά πολύπλοκο κυτταρικό δίκτυο να παραμείνει σε τάξη και να μην καταρρεύσει. Το πιο σημαντικό από όλα είναι τιτίνης, τη μεγαλύτερη γνωστή πρωτεΐνη, με μοριακή μάζα 3 έως 4 εκατομμύρια Daltons (Da). Αυτό το ουσιαστικό μόριο λειτουργεί συνδέοντας τη γραμμή του δίσκου Ζ με τη γραμμή της ζώνης Μ στο σαρκομέριο, συμβάλλοντας στη μετάδοση δύναμης στη γραμμή Ζ και απελευθερώνοντας την ένταση στην περιοχή η μπάντα i Περιορίζει επίσης το εύρος κίνησης του σαρκομέριου όταν είναι πιεσμένο.

Μια άλλη από τις βασικές δομικές πρωτεΐνες είναι η δυστροφίνη ή η νεφελίνη. Η τελευταία συνδέεται με την ακτίνη των μυών, ρυθμίζοντας την επέκταση των λεπτών νημάτων. Συνοπτικά, είναι πρωτεΐνες που επιτρέπουν την επικοινωνία ζωνών και δίσκων στο σαρκομέριο, ενθαρρύνοντας την η εξαιρετικά πολύπλοκη και αποτελεσματική συσταλτική κίνηση που χαρακτηρίζει τους μύες μπορεί να παραχθεί αποτελεσματικά.

Σχετικές παθολογίες

Είναι ενδιαφέρον να γνωρίζουμε ότι όταν η μεταγραφή οποιασδήποτε από αυτές τις πρωτεΐνες αποτυγχάνει, μπορεί να προκληθούν πολύ σοβαρές διαταραχές υγείας. Για παράδειγμα, Ορισμένες μεταλλάξεις του γονιδίου τιτίνης έχουν συσχετιστεί με οικογενή υπερτροφική μυοκαρδιοπάθεια, μια συγγενή καρδιοπάθεια που επηρεάζει το 0,2% έως 0,5% του γενικού πληθυσμού.

Μια άλλη από τις πιο διαβόητες ασθένειες όσον αφορά τους μύες είναι Μυϊκή δυστροφία Duchenne, που προκαλείται από ένα ελαττωματικό γονίδιο για τη δυστροφίνη. Αυτό σχετίζεται με διανοητική αναπηρία, κόπωση, κινητικά προβλήματα και γενικό ασυντονισμό που συνήθως καταλήγει με το θάνατο του ασθενούς λόγω της σχετικής αναπνευστικής ανεπάρκειας. Αν και μπορεί να φαίνεται εκπληκτικό, κάτι τόσο απλό όσο ένα ελάττωμα στη σύνθεση μιας πρωτεΐνης μπορεί να μεταφραστεί σε θανατηφόρες παθολογίες.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: «Μυϊκή δυστροφία Duchenne: τι είναι, αιτίες και συμπτώματα»

Περίληψη

Αν έχετε μάθει κάτι σήμερα, είναι σίγουρα ότι το σαρκομέριο είναι μια εξαιρετικά περίπλοκη και οργανωμένη λειτουργική μονάδα, της οποίας η δομή προσπαθεί να Εύρεση της ισορροπίας μεταξύ της ισχυρής και αποτελεσματικής συστολής και της βιολογικής βιωσιμότητας (δηλαδή, όλα παραμένουν στη θέση τους μόλις συμβεί η συστολή). κίνηση).

Ανάμεσα σε μπάντες, δίσκους και γραμμές, ένα πράγμα είναι ξεκάθαρο για εμάς: οι σαρκομέρες μπορούσαν να καλύψουν ένα βιβλίο αποκλειστικά με την ανατομική τους οργάνωση. Η οργάνωση της ακτίνης, της μυοσίνης και άλλων σχετικών πρωτεϊνών είναι το κλειδί για την κίνηση στα ζωντανά όντα.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Araña-Suárez, M., & Patten, S. σι. (2011). Μυοσκελετικές διαταραχές, ψυχοπαθολογία και πόνος. Μυοσκελετικές Διαταραχές Ψυχοπαθολογία, 1.
• Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarcomere: Δομή και μέρη, Λειτουργίες και Ιστολογία.
• Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Τραυματισμοί μαλακών ιστών λόγω τριβής. Biomechanics, 17(2), 21-26.
• Μυϊκή δυστροφία Duchenne, Medlineplus.gov. Συλλογή στις 10 Ιανουαρίου σε https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000705.htm#:~:text=La%20distrofia%20muscular%20de%20Duchenne, a%20prote%C3%DNA%20in%20the%20m%C3%Bascules).
• Γκόμεζ Ντίαζ, Ι. (2013). Τιτίνη στη γενετική διάγνωση της οικογενούς καρδιοπάθειας.
• Μαρέρο, Ρ. ντο. Μ., Ρουλ, Ι. M., & Cunillera, M. Q. (2005). Κλινική εμβιομηχανική των ιστών και των αρθρώσεων του κινητικού συστήματος. Masson.
• Μάρτιν-Δάντας, Ε. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Συγκεντρώσεις και σχετική κινητικότητα ισομορφών τιτίνης μετά από τρεις διαφορετικές προπονήσεις ευελιξίας. Technoscience Chihuahua, 13(1), 15-23.
• Μόρα, Ι. ΜΙΚΡΟ. (2000). Μυϊκό σύστημα.
• Rosas Cabrera, R.A. (2006). Μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων της πρωτεΐνης τιτίνης.