Sarcomere: osat, toiminnot ja niihin liittyvät sairaudet

Lihasjärjestelmä koostuu yli 650 lihaksen joukosta, jotka muotoilevat ja tukevat ihmiskehoa. Monia näistä voidaan hallita halutessasi, jolloin voimme kohdistaa tarpeeksi voimaa luurankoon liikkuaksemme. Joidenkin kirjoittajien lihaskoneisto koostuu vain niistä kudoksista, jotka voivat liikkua halutessaan, kun taas toisilla myös tahattomat lihakset (esimerkiksi sydän ja sisäelimet) sisältyvät tähän konglomeraatti.

Oli miten oli, lihakset mahdollistavat meidät liikkeestä itse elämään, koska menemättä pidemmälle, lihaskudos Sydän (sydänlihas) pumppaa 70 millilitraa verta jokaisella lyönnillä, eli koko kehon veri hieman yli sydämenlyönnissä. minuutti. Koko elämämme aikana tämä titaaninen kudos voi supistua noin 2000 miljoonaa kertaa.

Olipa kyseessä veren pumppaus tai tietoisen liikkeen suorittaminen, jokaisella kehomme lihaksella on erityinen, välttämätön ja korvaamaton tehtävä. Tänään puhumme sarkomeerista, poikkijuovaisen lihaksen anatominen ja toiminnallinen yksikkö.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Lihasjärjestelmä: mikä se on, osat ja toiminnot"

lihastyypit

Kaiken lihaskudoksen perusominaisuudet ovat supistumiskyky, kiihtyvyys, venyvyys ja elastisuus.. Tämän ansiosta lihakset voivat vastaanottaa ärsykkeitä ja reagoida niihin, venyä, supistua ja palata alkuperäiseen tilaan, jotta vaurioita ei tapahdu. Näiden ominaisuuksien perusteella lihasjärjestelmä mahdollistaa kehon liikkeiden tuotannon (yhdessä nivelten kanssa), lihasten supistumisen. verisuonet, sydän ja peristalttisten liikkeiden tuotanto, asennon ylläpito ja mekaaninen suojaus, mm asioita.

Näiden yhteisten ominaisuuksien lisäksi on syytä huomata se on olemassa 3 olennaista lihaksistotyyppiä. Määrittelemme ne lyhyesti:

• Sileä lihas: tahaton supistuminen. Se on alkeellisin tyyppi ja muodostaa sisäelinten vuorauksen sen lisäksi, että se esiintyy veren ja imusuonten seinämissä.
• Poikkijuovainen lihaskudos: se on runsain, ja sen alkuperä ja sijoittuminen on luissa. Ne ovat vapaaehtoisia lihaksia.
• Sydänlihaskudos: Löytyy yksinomaan sydämen seinämästä. Se ei ole vapaaehtoisen hallinnan alainen, koska se toimii automaattisesti.

Tämän alkueron tekeminen on välttämätöntä, koska meitä täällä koskeva toiminnallinen yksikkö (sarkomeeri) on vain poikkijuovaisessa lihaksistossa. Nyt kyllä, katsotaanpa sen ominaisuuksia.

Mikä on sarkomeeri?

Sarkomeeri määritellään seuraavasti poikkijuovaisen lihaksen toiminnallinen ja anatominen yksikkö eli vapaaehtoisuus. Ne ovat sarja toistuvia yksiköitä, jotka synnyttävät morfologisia rakenteita, joita kutsutaan myofibrillejä, ja ne ovat ehkä järjestyneimmät makromolekyylirakenteet koko typologiassa eukaryoottinen solu. Aiomme esitellä monia termejä nopeasti, joten älä vaivu epätoivoon, sillä menemme osissa.

Soluja, jotka muodostavat poikkijuovaisen lihaksen, kutsutaan myofibereiksi, ja ne ovat pitkiä lieriömäisiä rakenteita, joita ympäröi sarkolemmana tunnettu plasmakalvo.. Ne ovat erittäin pitkiä solukappaleita, ne voivat vaihdella useista millimetreistä yli metriin (halkaisijaltaan 10 ja 100 µm) ja niillä on muutamia perifeerisiä ytimiä sytoplasmassa, mikä antaa solulle runsaasti tilaa koneistolle supistettava.

Jos mennään spesifisyydessä pidemmälle, näemme, että lihaslihaskuitujen sarkoplasmassa (solusytoplasmassa) on useita satoja tai tuhansia myofibrillejä, mikä on alhaisempi morfologinen järjestys. Jokainen myofibrilli sisältää puolestaan ​​myofilamentteja, suhteessa noin 1 500 myosiinifilamenttia ja 3 000 aktiinifilamenttia. Yksinkertaisen käsityksen antamiseksi puhumme sähkö "kaapelista" (myofiber), joka jos se leikataan poikki, sen sisällä on tuhansia paljon pienempiä johtoja (myofibrilli).

Tällä asteikolla löydämme sarkomeerit, koska, kuten olemme aiemmin sanoneet, ne ovat toiminnallinen toistuva yksikkö, joka muodostaa myofibrillit.

Sarcomeren ominaisuudet

Sarkomeerin koostumuksessa Kaksi jo nimeämäämme olennaisen tärkeää biologista elementtiä erottuvat toisistaan: aktiini ja myosiini. Aktiini on yksi elävien olentojen tärkeimmistä pallomaisista proteiineista, koska se on yksi kolmesta organismien solujen sytoskeleton (solurungon) pääkomponentit eukaryootit.

Toisaalta myosiini on toinen proteiini, joka yhdessä aktiinin kanssa mahdollistaa lihasten supistumisen, koska se edustaa jopa 70 % tämän kudoksen kaikista proteiineista. Se osallistuu myös solujen jakautumiseen ja vesikkelikuljetukseen, vaikka tällaisia ​​toimintoja tutkitaan toisessa yhteydessä.

Sarkomeerilla on hyvin monimutkainen rakenne, koska Se koostuu sarjasta "nauhoja", jotka liikkuvat supistumisliikkeessä. Nämä ovat seuraavat:

• Vyöhyke A: vyö, joka koostuu paksuista myosiinifilamenteista ja ohuista aktiinifilamenteista. Sisällä ovat vyöhykkeet H ja M.
• Bändi I: ohuista aktiinifilamenteista koostuva vyö.
• Z-levyt: Täällä vierekkäiset aktiinit kiinnittyvät ja jatkuvuus seuraavan sarkomeerin kanssa säilyy.

Siten kahden peräkkäisen Z-levyn välissä sijaitsevaa myofibrillin aluetta voidaan kutsua sarkomeeriksi, mikä tarkoittaa noin kahden mikronin pituutta. Z-levyjen välissä on tumma osa (vastaa A-kaistaa), jossa supistuessaan paksut myosiinifilamentit ja ohuet aktiinifilamentit liukuvat toistensa ohitse vaihdellen niiden kokoa sarkomeeri.

• Saatat olla kiinnostunut: "Neuromuskulaarinen liitos: silta hermosolun ja lihaksen välillä"

proteiinikysymys

Tyypillisten supistuvien proteiinien, aktiinin ja myosiinin, lisäksi sarkomeeri sisältää kaksi muuta suurta ryhmää. Kerromme lyhyesti.

Yksi sarkomeerissä olevista proteiinien apuryhmistä on säätelyproteiineja., joka vastaa supistumisliikkeen alkamisesta ja lopettamisesta. Ehkä tunnetuin kaikista on tropomyosiini, jonka kierrerakenne koostuu kahdesta pitkästä polypeptidistä. Tämä proteiini säätelee yhdessä tropiinin kanssa aktiinin ja myosiinin vuorovaikutusta lihasten supistumisen aikana.

Tarkkailemme myös toisessa lohkossa rakenneproteiineja, jotka mahdollistavat tämän erittäin monimutkaisen soluverkoston pysymisen järjestyksessä eikä romahda. Kaikista tärkein on titiini, suurin tunnettu proteiini, jonka molekyylimassa on 3-4 miljoonaa daltonia (Da). Tämä olennainen molekyyli toimii yhdistämällä Z-levyn linjan M-alueen linjaan sarkomeeri, joka edistää voiman siirtymistä Z-linjalla ja vapauttaa jännitystä i-yhtye Se myös rajoittaa sarkomeerin liikealuetta, kun se on stressaantunut.

Toinen olennaisista rakenneproteiineista on dystrofiini tai nebuliini. Jälkimmäinen sitoutuu lihasaktiiniin sääteleen hienojen filamenttien pidentymistä. Yhteenvetona voidaan todeta, että ne ovat proteiineja, jotka mahdollistavat nauhojen ja levyjen kommunikoinnin sarkomeerissä, mikä kannustaa lihaksille ominaista erittäin monimutkaista ja tehokasta supistuvaa liikettä voidaan tuottaa tehokkaasti.

Liittyvät patologiat

On mielenkiintoista tietää, että kun minkä tahansa näistä proteiineista transkriptio epäonnistuu, voi syntyä erittäin vakavia terveyshäiriöitä. Esimerkiksi, Jotkut titiinigeenimutaatiot on liitetty familiaaliseen hypertrofiseen kardiomyopatiaan, synnynnäinen sydänsairaus, jota esiintyy 0,2–0,5 prosentilla väestöstä.

Toinen tunnetuimmista sairauksista, mitä tulee lihaksiin, on Duchennen lihasdystrofia, johtuu viallisesta dystrofiinigeenistä. Tämä liittyy kehitysvammaisuuteen, väsymykseen, motorisiin ongelmiin ja yleiseen koordinaatiohäiriöön, joka yleensä päättyy potilaan kuolemaan liittyvän hengitysvajauksen vuoksi. Vaikka se saattaa tuntua yllättävältä, niinkin yksinkertainen asia kuin proteiinisynteesin vika voi muuttua tappaviksi sairauksiksi.

• Saatat olla kiinnostunut: "Duchennen lihasdystrofia: mitä se on, syyt ja oireet"

Yhteenveto

Jos olet oppinut jotain tänään, niin sarkomeeri on varmasti erittäin monimutkainen ja organisoitu toiminnallinen yksikkö, jonka rakenne yrittää Tasapainon löytäminen voimakkaan ja tehokkaan supistumisen ja biologisen elinkelpoisuuden välillä (eli kaikki on edelleen paikallaan, kun supistuminen on tapahtunut). liike).

Bändien, levyjen ja linjojen välillä yksi asia on meille selvä: sarkomeerit voisivat peittää kirjan pelkästään anatomisella organisaatiollaan. Aktiinin, myosiinin ja muiden niihin liittyvien proteiinien järjestäytyminen on avain elävien olentojen liikkumiseen.

Bibliografiset viittaukset:

• Araña-Suárez, M., & Patten, S. b. (2011). Tuki- ja liikuntaelinten sairaudet, psykopatologia ja kipu. Tuki- ja liikuntaelinten sairauksien psykopatologia, 1.
• Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarcomere: Rakenne ja osat, toiminnot ja histologia.
• Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Kitkapehmytkudosvauriot. Biomechanics, 17(2), 21-26.
• Duchennen lihasdystrofia, Medlineplus.gov. Kerätty 10. tammikuuta 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). Titiini familiaalisen sydänsairauden geneettisessä diagnoosissa.
• Marrero, R. c. M., Rull, I. M. ja Cunillera, M. K. (2005). Liikuntaelinten kudosten ja nivelten kliininen biomekaniikka. Masson.
• Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Titiinin isoformien pitoisuudet ja suhteellinen liikkuvuus kolmen erilaisen joustavuusharjoittelun jälkeen. Technoscience Chihuahua, 13(1), 15-23.
• Mora, minä. S. (2000). Lihaksisto.
• Rosas Cabrera, R.A. (2006). Proteiinititiinin mekaanisten ominaisuuksien tutkimus.