Sarkomera: dijelovi, funkcije i pridružene bolesti

Mišićni sustav sastoji se od više od 650 mišića koji oblikuju i podupiru ljudsko tijelo. Mnogi od njih mogu se kontrolirati po želji, što nam omogućuje da djelujemo dovoljno na kostur da se pomakne. Za neke autore, mišićni aparat je sastavljen samo od onih tkiva koja se mogu po volji kretati, dok su za druge nevoljni mišići (na primjer srce i utroba) također uključeni u ovo konglomerat.

Bilo kako bilo, mišići nam omogućavaju od pokreta do samog života jer, ne idući dalje, mišićno tkivo Srce (miokard) pumpa 70 mililitara krvi sa svakim otkucajem, odnosno svu krv u tijelu za nešto više od jednog otkucaja srca. minuta. Tijekom čitavog našeg života ovo titansko tkivo može se skupiti oko 2000 milijuna puta.

Bilo da pumpamo krv ili izvodimo svjestan pokret, svaki mišić u našem tijelu ima specifičnu, bitnu i nezamjenjivu funkciju. Danas govorimo o sarkomeru, anatomska i funkcionalna jedinica poprečno-prugaste muskulature.

• Povezani članak: "Mišićni sustav: što je to, dijelovi i funkcije"

vrste mišića

Osnovna svojstva svih mišićnih tkiva su kontraktilnost, ekscitabilnost, rastezljivost i elastičnost.. To omogućuje mišićima da primaju podražaje i reagiraju na njih, da se istežu, skupljaju i vraćaju u svoje izvorno stanje kako ne bi došlo do oštećenja. Na temelju ovih svojstava mišićni sustav omogućuje proizvodnju tjelesnih pokreta (zajedno sa zglobovima), kontrakciju krvne žile, srce i stvaranje peristaltičkih pokreta, održavanje držanja i mehanička zaštita, između mnogih drugih stvari.

Uz ove zajedničke karakteristike potrebno je napomenuti da postoje 3 bitne vrste muskulature. Ukratko ih definiramo:

• Glatki mišići: nevoljna kontrakcija. To je najprimitivniji tip i čini oblogu unutarnjih organa, osim što se pojavljuje u stjenkama krvnih i limfnih žila.
• Poprečno-prugasto mišićno tkivo: ono je najzastupljenije i ima svoje podrijetlo i mjesto u kostima. Oni su dobrovoljni mišići.
• Srčano mišićno tkivo: Nalazi se isključivo u srčanom zidu. Nije pod dobrovoljnom kontrolom, jer radi automatski.

Napraviti ovu početnu razliku je bitno, budući da je funkcionalna jedinica koja nas ovdje zanima (sarcomere) prisutna samo u poprečno-prugastoj muskulaturi. Sada da, da vidimo njegova svojstva.

Što je sarkomera?

Sarkomera je definirana kao funkcionalna i anatomska jedinica poprečno-prugastih mišića, odnosno voljnih. Oni su niz ponovljenih jedinica iz kojih nastaju morfološke strukture tzv miofibrile, i možda su najuređenije makromolekularne strukture u cijeloj tipologiji eukariotska stanica. Brzo ćemo uvesti mnoge pojmove, stoga ne očajavajte jer ćemo ići u dijelovima.

Stanice koje čine poprečno-prugasti mišić nazivaju se mioflakna, a dugačke su cilindrične strukture okružene plazmatskom membranom poznatom kao sarkolema.. To su vrlo duga stanična tijela, mogu biti u rasponu od nekoliko milimetara do više od jednog metra (10 i 100 µm u promjeru) i imaju nekoliko perifernih jezgri u citoplazmi, dajući stanici dovoljno prostora za strojeve kontraktibilan.

Ako idemo dalje u specifičnosti, vidjet ćemo da mišićna miofilibra sadrže nekoliko stotina ili tisuća miofibrila u svojoj sarkoplazmi (staničnoj citoplazmi), nižoj razini morfološkog uređenja. Zauzvrat, svaka miofibrila sadrži miofilamente, u omjeru od oko 1500 miozinskih filamenata i 3000 aktinskih filamenata. Da vam damo jednostavnu ideju, govorimo o električnom "kablu" (myofiber) koji, ako se prereže, unutra sadrži tisuće puno manjih žica (miofibril).

Na ovoj ljestvici nalazimo sarkomere jer, kao što smo prije rekli, one su funkcionalna ponavljajuća jedinica koja čini miofibrile.

Karakteristike sarkomera

U sastavu sarkomera ističu se dva biološka elementa od bitne važnosti koja smo već imenovali: aktin i miozin. Aktin je jedan od najvažnijih globularnih proteina u živim bićima, jer je jedan od 3 glavne komponente citoskeleta (staničnog kostura) stanica organizama eukarioti.

S druge strane, miozin je još jedan protein koji zajedno s aktinom omogućuje kontrakciju mišića, budući da predstavlja čak do 70% ukupnih proteina prisutnih u ovom tkivu. Također je uključen u diobu stanica i transport vezikula, iako će se takve funkcije istražiti drugom prilikom.

Sarkomer ima vrlo složenu strukturu, jer Sastoji se od niza "traka" koje se kreću u kontraktilnom pokretu. To su sljedeći:

• Traka A: traka sastavljena od debelih miozinskih filamenata i tankih aktinskih filamenata. Unutra su zone H i M.
• Traka I: traka sastavljena od tankih aktinskih filamenata.
• Z diskovi: Ovdje su susjedni aktini pričvršćeni i održava se kontinuitet sa sljedećim sarkomerom.

Stoga se područje miofibrila smješteno između dva uzastopna Z diska može nazvati sarkomerom, što znači približnu duljinu od dva mikrona. Između Z diskova nalazi se tamni dio (koji odgovara A pojasu) gdje, kada se skupi, debeli miozinski filamenti i tanki aktinski filamenti klize jedni pored drugih, mijenjajući veličinu sarkomera.

• Možda će vas zanimati: "Neuromuskularna spojnica: most između neurona i mišića"

pitanje proteina

Osim tipičnih kontraktilnih proteina, aktina i miozina, sarkomera sadrži još dvije velike skupine. Reći ćemo vam ukratko.

Jedna od pomoćnih skupina proteina prisutnih u sarkomeru su regulatorni proteini., odgovoran za pokretanje i zaustavljanje kontraktilnog pokreta. Možda najpoznatiji od svih je tropomiozin, sa zavojnom strukturom koja se sastoji od dva duga polipeptida. Ovaj protein, zajedno s tropinom, regulira međudjelovanje aktina i miozina tijekom mišićne kontrakcije.

Također promatramo u drugom bloku strukturne proteine, koji omogućuju ovoj vrlo složenoj staničnoj mreži da ostane u redu i da se ne uruši. Najvažniji od svih njih je titin, najveći poznati protein, s molekularnom masom od 3 do 4 milijuna Daltona (Da). Ova esencijalna molekula djeluje tako da povezuje liniju Z diska s linijom M zone u sarkomera, pridonoseći prijenosu sile u liniji Z i oslobađanju napetosti u području i bend Također ograničava raspon kretanja sarkomera kada je pod stresom.

Još jedan od bitnih strukturnih proteina je distrofin ili nebulin. Potonji se veže na mišićni aktin, regulirajući produženje finih filamenata. Ukratko, to su proteini koji omogućuju komunikaciju traka i diskova u sarkomeru, potičući vrlo složen i učinkovit kontraktilni pokret koji karakterizira mišiće može se proizvesti učinkovito.

Povezane patologije

Zanimljivo je znati da kada zakaže transkripcija bilo kojeg od ovih proteina, mogu nastati vrlo teški zdravstveni poremećaji. Na primjer, neke mutacije gena za titin povezane su s obiteljskom hipertrofičnom kardiomiopatijom, kongenitalna srčana bolest koja pogađa 0,2% do 0,5% opće populacije.

Još jedna od najozloglašenijih bolesti što se tiče mišića je Duchenneova mišićna distrofija, uzrokovan neispravnim genom za distrofin. To je povezano s intelektualnim oštećenjem, umorom, motoričkim problemima i općom nekoordinacijom koja obično završava smrću bolesnika zbog pridruženog respiratornog zatajenja. Iako se može činiti iznenađujućim, nešto tako jednostavno kao što je kvar u sintezi proteina može se pretvoriti u smrtonosne patologije.

• Možda će vas zanimati: "Duchenneova mišićna distrofija: što je to, uzroci i simptomi"

Sažetak

Ako ste danas nešto naučili, to je sigurno da je sarkomer iznimno složena i organizirana funkcionalna jedinica, čija struktura nastoji Pronalaženje ravnoteže između snažne i učinkovite kontrakcije i biološke održivosti (to jest, sve je još uvijek na mjestu nakon što je došlo do kontrakcije). pokret).

Između traka, diskova i linija, jedno nam je jasno: sarkomeri bi mogli pokriti knjigu samo svojom anatomskom organizacijom. Organizacija aktina, miozina i drugih povezanih proteina ključ je kretanja živih bića.

Bibliografske reference:

• Araña-Suárez, M., i Patten, S. b. (2011). Mišićno-koštani poremećaji, psihopatologija i bol. Psihopatologija mišićno-koštanih poremećaja, 1.
• Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarkomera: struktura i dijelovi, funkcije i histologija.
• Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A. i Forcada, P. (2009). Ozljede mekih tkiva trenjem. Biomehanika, 17(2), 21-26.
• Duchenneova mišićna distrofija, Medlineplus.gov. Sabrano 10. siječnja u 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 u genetskoj dijagnozi obiteljske bolesti srca.
• Marrero, R. c. M., Rull, I. M. i Cunillera, M. Q. (2005). Klinička biomehanika tkiva i zglobova lokomotornog sustava. Masson.
• Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., i Ramos-Coelho, R. (2019). Koncentracije i relativna pokretljivost izoformi titina nakon tri različita treninga fleksibilnosti. Technoscience Chihuahua, 13(1), 15-23.
• Mora, ja. S. (2000). Mišićni sustav.
• Rosas Cabrera, R.A. (2006). Proučavanje mehaničkih svojstava proteina titina.