Sarcomere: osad, funktsioonid ja seotud haigused

Lihassüsteem koosneb enam kui 650 lihast, mis kujundavad ja toetavad inimkeha. Paljusid neist saab oma äranägemise järgi juhtida, võimaldades meil liikumiseks skeletile piisavalt jõudu avaldada. Mõnede autorite jaoks koosneb lihasaparaat ainult nendest kudedest, mis võivad vabalt liikuda, samas kui teiste jaoks kuuluvad sellesse ka tahtmatud lihased (näiteks süda ja siseelundid) konglomeraat.

Olgu kuidas on, lihased võimaldavad meil liikuda liikumisest ellu endasse, sest ilma kaugemale minemata, lihaskoe Süda (müokard) pumpab iga löögiga 70 milliliitrit verd, see tähendab, et kogu keha veri on veidi üle südamelöögi. minut. Kogu meie elu jooksul võib see titaankude kokku tõmbuda umbes 2000 miljonit korda.

Ükskõik, kas pumbates verd või sooritades teadlikku liigutust, on igal meie keha lihasel oma spetsiifiline, oluline ja asendamatu funktsioon. Täna räägime sarkomeerist, vöötlihaste anatoomiline ja funktsionaalne üksus.

• Seotud artikkel: "Lihassüsteem: mis see on, osad ja funktsioonid"

lihaste tüübid

Kõigi lihaskoe põhiomadused on kontraktiilsus, erutuvus, venitatavus ja elastsus.. See võimaldab lihastel stiimuleid vastu võtta ja neile reageerida, venitada, kokku tõmbuda ja naasta algsesse olekusse, nii et kahju ei teki. Nendele omadustele tuginedes võimaldab lihassüsteem tekitada kehalisi liigutusi (koos liigestega), lihaste kokkutõmbumist. veresooned, süda ja peristaltiliste liigutuste tootmine, kehahoiaku säilitamine ja mehaaniline kaitse ning paljud teised asju.

Lisaks nendele ühistele omadustele tuleb märkida, et lihaskonnas on 3 olulist tüüpi. Me määratleme need lühidalt:

• Silelihased: tahtmatu kontraktsioon. See on kõige primitiivsem tüüp ja moodustab siseelundite vooderduse, lisaks sellele, et see ilmub vere- ja lümfisoonte seintesse.
• Vöötlihaskoe: see on kõige rikkalikum ja selle päritolu ja sisestamine luudesse. Need on vabatahtlikud lihased.
• Südame lihaskoe: leidub ainult südame seinas. See ei ole vabatahtliku kontrolli all, kuna see töötab automaatselt.

Selle esialgse eristuse tegemine on hädavajalik, kuna meid siin puudutav funktsionaalne üksus (sarkomeer) esineb ainult vöötlihaskonnas. Nüüd jah, vaatame selle omadusi.

Mis on sarkomeer?

Sarkomeer on määratletud kui vöötlihase funktsionaalne ja anatoomiline üksus, see tähendab vabatahtlik. Need on korduvad ühikud, mis tekitavad morfoloogilisi struktuure, mida nimetatakse müofibrillid ja on võib-olla kõige järjestatumad makromolekulaarsed struktuurid kogu tüpoloogias eukarüootne rakk. Tutvustame paljusid termineid kiiresti, nii et ärge heitke meelt, sest me läheme osade kaupa.

Rakke, mis moodustavad vöötlihaseid, nimetatakse müofiberideks ja need on pikad silindrilised struktuurid, mida ümbritseb sarkolemma tuntud plasmamembraan.. Need on väga pikad rakukehad, need võivad ulatuda mõnest millimeetrist kuni rohkem kui meetrini (läbimõõt 10 ja 100 µm) ja neil on mõned perifeersed tuumad tsütoplasmas, jättes rakule masinatele palju ruumi kokkutõmbuv.

Kui me läheme spetsiifilisuses kaugemale, näeme, et lihaste müofiibrid sisaldavad sarkoplasmas (raku tsütoplasmas) mitusada või tuhandet müofibrille, mis on madalam morfoloogilise järjestuse tase. Iga müofibrill sisaldab omakorda müofilamente, umbes 1500 müosiini filamenti ja 3000 aktiini filamenti. Lihtsa idee andmiseks räägime elektri "kaablist" (müofiber), mis kui see on risti lõigatud, sisaldab see tuhandeid palju väiksemaid juhtmeid (müofibrill).

Sellel skaalal leiame sarkomeerid, sest nagu oleme varem öelnud, on need funktsionaalne korduv üksus, mis moodustab müofibrillid.

Sarcomere omadused

Sarkomeeri koosseisus silma paistavad kaks olulise tähtsusega bioloogilist elementi, mida oleme juba nimetanud: aktiin ja müosiin. Aktiin on elusolendite üks olulisemaid keravalke, kuna see on üks kolmest organismide rakkude tsütoskeleti (raku skeleti) põhikomponendid eukarüootid.

Teisest küljest on müosiin veel üks valk, mis koos aktiiniga võimaldab lihaste kokkutõmbumist, kuna see moodustab kuni 70% selles koes esinevatest valkudest. See osaleb ka rakkude jagunemises ja vesiikulite transpordis, kuigi selliseid funktsioone uuritakse mõnel teisel korral.

Sarkomeeril on väga keeruline struktuur, kuna See koosneb reast "ribadest", mis liiguvad kontraktiilses liikumises. Need on järgmised.

• Riba A: riba, mis koosneb paksudest müosiinfilamentidest ja õhukestest aktiinifilamentidest. Sees on tsoonid H ja M.
• I riba: riba, mis koosneb õhukestest aktiini filamentidest.
• Z-kettad: siin on kinnitatud külgnevad aktiinid ja säilib järjepidevus järgneva sarkomeeriga.

Seega võib kahe järjestikuse Z-ketta vahel paiknevat müofibrillide piirkonda nimetada sarkomeeriks, mis tähendab ligikaudu kahe mikroni pikkust pikkust. Z-ketaste vahel on tume osa (vastab A-ribale), kus kokkutõmbumisel paksud müosiinfilamendid ja õhukesed aktiini filamendid libisevad üksteisest mööda, muutes nende suurust sarkomeer.

• Teid võivad huvitada: "Neuromuskulaarne ristmik: sild neuroni ja lihase vahel"

valgu küsimus

Peale tüüpiliste kontraktiilsete valkude, aktiini ja müosiini, sisaldab sarkomeer veel kahte suurt rühma. Me räägime teile lühidalt.

Üks sarkomeeris esinevatest valgu lisarühmadest on regulatoorsed valgud., vastutab kontraktiilse liikumise alguse ja peatamise eest. Võib-olla on kõige tuntum tropomüosiin, mille keerdstruktuur koosneb kahest pikast polüpeptiidist. See valk reguleerib koos tropiiniga aktiini ja müosiini koostoimeid lihaste kokkutõmbumise ajal.

Samuti jälgime teises plokis struktuurseid valke, mis võimaldavad sellel väga keerulisel rakuvõrgul korras hoida ja mitte kokku kukkuda. Kõige olulisem neist kõigist on titiin, suurim teadaolev valk, mille molekulmass on 3–4 miljonit daltonit (Da). See oluline molekul töötab, ühendades Z-ketta joone M-tsooni joonega sarkomeer, mis aitab kaasa jõu ülekandmisele Z-joonel ja vabastab pingest i bänd Samuti piirab see sarkomeeri liikumisulatust, kui see on stressi all.

Teine oluline struktuurvalk on düstrofiin või nebuliin. Viimane seondub lihaste aktiiniga, reguleerides peente filamentide pikenemist. Kokkuvõttes on need valgud, mis võimaldavad sarkomeeris ribade ja ketaste sidet, soodustades lihaseid iseloomustavat ülimalt keerulist ja efektiivset kontraktiilset liigutust saab efektiivselt toota.

Seotud patoloogiad

Huvitav on teada, et kui mõne nende valkude transkriptsioon ebaõnnestub, võivad tekkida väga tõsised tervisehäired. Näiteks, mõningaid titiini geenimutatsioone on seostatud perekondliku hüpertroofilise kardiomüopaatiaga, kaasasündinud südamehaigus, mis mõjutab 0,2–0,5% kogu elanikkonnast.

Veel üks kurikuulsamaid haigusi, mis puudutab lihaseid, on Duchenne'i lihasdüstroofia, mis on põhjustatud düstrofiini defektsest geenist. Seda seostatakse intellektipuude, väsimuse, motoorsete probleemide ja üldise koordinatsioonihäirega, mis tavaliselt lõppeb patsiendi surmaga kaasneva hingamispuudulikkuse tõttu. Kuigi see võib tunduda üllatav, võib midagi nii lihtsat nagu valgu sünteesi defekt põhjustada surmavaid patoloogiaid.

• Teid võivad huvitada: "Duchenne'i lihasdüstroofia: mis see on, põhjused ja sümptomid"

Kokkuvõte

Kui olete täna midagi õppinud, siis kindlasti on sarkomeer äärmiselt keeruline ja organiseeritud funktsionaalne üksus, mille struktuur püüab Tasakaalu leidmine tugeva ja tõhusa kokkutõmbumise ja bioloogilise elujõulisuse vahel (see tähendab, et kõik on endiselt paigas, kui kokkutõmbumine on toimunud). liikumine).

Bändide, ketaste ja ridade vahel on üks asi meile selge: sarkomeerid võiksid raamatut katta ainult oma anatoomilise ülesehitusega. Aktiini, müosiini ja teiste seotud valkude organiseeritus on elusolendite liikumise võti.

Bibliograafilised viited:

• Araña-Suárez, M. ja Patten, S. b. (2011). Lihas-skeleti häired, psühhopatoloogia ja valu. Lihas-skeleti häired psühhopatoloogia, 1.
• Banda, A., Zona, H., Banda, I. ja Discos, Z. Sarcomere: struktuur ja osad, funktsioonid ja histoloogia.
• Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A. ja Forcada, P. (2009). Pehmete kudede hõõrdumise vigastused. Biomehaanika, 17(2), 21-26.
• Duchenne'i lihasdüstroofia, Medlineplus.gov. Kogutud 10. jaanuaril aastal 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). Titiin perekondliku südamehaiguse geneetilises diagnoosimises.
• Marrero, R. c. M., Rull, I. M. ja Cunillera, M. K. (2005). Liikumissüsteemi kudede ja liigeste kliiniline biomehaanika. Masson.
• Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M. ja Ramos-Coelho, R. (2019). Titiini isovormide kontsentratsioonid ja suhteline liikuvus pärast kolme erinevat paindlikkustreeningut. Technoscience Chihuahua, 13 (1), 15-23.
• Mora, mina. S. (2000). Lihassüsteem.
• Rosas Cabrera, R.A. (2006). Valgu titiini mehaaniliste omaduste uurimine.