Sarkomer: bagian, fungsi dan penyakit terkait

Sistem otot terdiri dari lebih dari 650 otot yang membentuk dan menopang tubuh manusia. Banyak dari ini dapat dikontrol sesuka hati, memungkinkan kita mengerahkan kekuatan yang cukup pada kerangka untuk bergerak. Untuk beberapa penulis, alat otot hanya terdiri dari jaringan yang dapat bergerak sesuka hati, sedangkan untuk yang lain, otot-otot tak sadar (jantung dan jeroan, misalnya), juga termasuk di dalamnya konglomerat.

Bagaimanapun, otot memungkinkan kita dari gerakan ke kehidupan itu sendiri karena, tanpa melangkah lebih jauh, jaringan otot dari Jantung (myocardium) memompa 70 mililiter darah pada setiap detaknya, yaitu seluruh darah tubuh hanya dalam satu detak jantung. menit. Sepanjang hidup kita, jaringan raksasa ini dapat berkontraksi sekitar 2.000 juta kali.

Apakah memompa darah atau melakukan gerakan sadar, setiap otot dalam tubuh kita memiliki fungsi yang spesifik, esensial, dan tak tergantikan. Hari ini kita datang untuk berbicara tentang sarkomer, unit anatomis dan fungsional otot lurik.

• Artikel terkait: "Sistem otot: apa itu, bagian dan fungsinya"

jenis otot

Sifat dasar dari semua jaringan otot adalah kontraktilitas, rangsangan, ekstensibilitas, dan elastisitas.. Ini memungkinkan otot menerima dan merespons rangsangan, meregangkan, berkontraksi, dan kembali ke keadaan semula sehingga tidak ada kerusakan yang terjadi. Berdasarkan kualitas ini, sistem otot memungkinkan produksi gerakan tubuh (bersama dengan persendian), kontraksi otot pembuluh darah, jantung dan produksi gerakan peristaltik, pemeliharaan postur dan perlindungan mekanis, di antara banyak lainnya hal-hal.

Selain ciri-ciri umum tersebut, perlu diperhatikan hal tersebut ada 3 jenis otot esensial. Kami mendefinisikannya secara singkat:

• Otot polos: kontraksi tak sadar. Ini adalah jenis yang paling primitif dan merupakan lapisan jeroan, selain muncul di dinding pembuluh darah dan limfatik.
• Jaringan otot lurik: itu yang paling banyak dan memiliki asal dan penyisipan di tulang. Mereka adalah otot sukarela.
• Jaringan otot jantung: Ditemukan secara eksklusif di dinding jantung. Itu tidak di bawah kendali sukarela, karena bekerja secara otomatis.

Membuat perbedaan awal ini sangat penting, karena unit fungsional yang menjadi perhatian kita di sini (sarkomer) hanya terdapat pada otot lurik. Sekarang ya, mari kita lihat propertinya.

Apa itu sarkomer?

Sarkomer didefinisikan sebagai unit fungsional dan anatomi otot lurik, yaitu, sukarela. Mereka adalah serangkaian unit berulang yang memunculkan struktur morfologi yang disebut miofibril, dan mungkin merupakan struktur makromolekul yang paling teratur di seluruh tipologi sel eukariotik. Kami akan segera memperkenalkan banyak istilah, jadi jangan putus asa, karena kami akan membahasnya sebagian.

Sel-sel yang membentuk otot lurik disebut myofibers, dan merupakan struktur silinder panjang yang dikelilingi oleh membran plasma yang dikenal sebagai sarcolemma.. Mereka adalah badan sel yang sangat panjang, mereka dapat berkisar dari beberapa milimeter hingga lebih dari satu meter (berdiameter 10 dan 100 µm) dan memiliki beberapa inti perifer dalam sitoplasma, memberikan sel banyak ruang untuk mesin dapat dikontrak.

Jika kita melangkah lebih jauh dalam spesifisitas, kita akan melihat bahwa serat otot mengandung beberapa ratus atau ribuan miofibril dalam sarkoplasma (sitoplasma sel) mereka, tingkat pemesanan morfologis yang lebih rendah. Pada gilirannya, setiap miofibril mengandung miofilamen, dengan proporsi sekitar 1.500 filamen miosin dan 3.000 filamen aktin. Untuk memberi Anda ide sederhana, kita berbicara tentang "kabel" listrik (myofiber) yang, jika dipotong, itu berisi ribuan kabel yang jauh lebih kecil di dalamnya (miofibril).

Pada skala inilah kita menemukan sarkomer karena, seperti yang telah kita katakan sebelumnya, mereka adalah unit berulang fungsional yang membentuk miofibril.

Karakteristik Sarkomer

Dalam komposisi sarkomer dua elemen biologis yang sangat penting yang telah kami sebutkan menonjol: aktin dan miosin. Aktin adalah salah satu protein globular yang paling penting dalam makhluk hidup, karena merupakan salah satu dari 3 komponen utama sitoskeleton (kerangka seluler) sel organisme eukariota.

Di sisi lain, myosin adalah protein lain yang, bersama dengan aktin, memungkinkan kontraksi otot, karena mewakili hingga 70% dari total protein yang ada di jaringan ini. Ini juga terlibat dalam pembelahan sel dan transportasi vesikel, meskipun fungsi tersebut akan dieksplorasi pada kesempatan lain.

Sarkomer memiliki struktur yang sangat kompleks Ini terdiri dari serangkaian "pita" yang bergerak dalam gerakan kontraktil. Ini adalah sebagai berikut:

• Pita A: pita yang terdiri dari filamen miosin tebal dan filamen aktin tipis. Di dalamnya ada zona H dan M.
• Band I: band terdiri dari filamen aktin tipis.
• Cakram Z: Di sini aktin yang berdekatan melekat dan kesinambungan dengan sarkomer berikutnya dipertahankan.

Dengan demikian, wilayah miofibril yang terletak di antara dua cakram Z yang berurutan dapat disebut sarkomer, yang berarti kira-kira panjangnya dua mikron. Di antara cakram Z ada bagian gelap (sesuai dengan pita A) di mana, saat berkontraksi, filamen miosin tebal dan filamen aktin tipis meluncur melewati satu sama lain, dengan ukuran bervariasi sarkomer.

• Anda mungkin tertarik pada: "Sambungan saraf: jembatan antara neuron dan otot"

pertanyaan protein

Terlepas dari protein kontraktil khas, aktin dan miosin, sarkomer mengandung dua kelompok besar lainnya. Kami memberi tahu Anda secara singkat.

Salah satu kelompok aksesori protein yang ada di sarkomer adalah protein pengatur., bertanggung jawab atas inisiasi dan penghentian gerakan kontraktil. Mungkin yang paling terkenal adalah tropomiosin, dengan struktur melingkar yang terdiri dari dua polipeptida panjang. Protein ini mengatur, bersama dengan tropin, interaksi aktin dan miosin selama kontraksi otot.

Kami juga mengamati di blok lain protein struktural, yang memungkinkan jaringan seluler yang sangat kompleks ini tetap teratur dan tidak runtuh. Yang paling penting dari mereka semua adalah titin, protein terbesar yang diketahui, dengan massa molekul 3 hingga 4 juta Dalton (Da). Molekul esensial ini bekerja dengan menghubungkan garis cakram Z dengan garis zona M di sarcomere, berkontribusi pada transmisi kekuatan di garis Z dan melepaskan ketegangan di wilayah i band Ini juga membatasi jangkauan pergerakan sarkomer saat ditekan.

Protein struktural penting lainnya adalah distrofin atau nebulin. Yang terakhir berikatan dengan aktin otot, mengatur perpanjangan filamen halus. Singkatnya, mereka adalah protein yang memungkinkan komunikasi pita dan cakram di sarkomer, mendorong gerakan kontraktil yang sangat kompleks dan efektif yang menjadi ciri otot dapat diproduksi secara efisien.

Patologi terkait

Sangat menarik untuk mengetahui bahwa ketika transkripsi salah satu protein ini gagal, gangguan kesehatan yang sangat parah dapat terjadi. Misalnya, beberapa mutasi gen titin telah dikaitkan dengan kardiomiopati hipertrofik familial, penyakit jantung bawaan yang mempengaruhi 0,2% sampai 0,5% dari populasi umum.

Penyakit lain yang paling terkenal sejauh menyangkut otot adalah Distrofi otot Duchenne, disebabkan oleh gen yang rusak untuk distrofin. Ini terkait dengan kecacatan intelektual, kelelahan, masalah motorik, dan inkoordinasi umum yang biasanya berakhir dengan kematian pasien karena gagal napas terkait. Meskipun mungkin tampak mengejutkan, sesuatu yang sederhana seperti cacat dalam sintesis protein dapat menyebabkan patologi yang mematikan.

• Anda mungkin tertarik pada: "Distrofi otot Duchenne: apa itu, penyebab dan gejala"

Ringkasan

Jika Anda telah mempelajari sesuatu hari ini, pasti sarkomer adalah unit fungsional yang sangat kompleks dan terorganisir, yang strukturnya mencoba untuk Menemukan keseimbangan antara kontraksi yang kuat dan efisien serta kelangsungan hidup biologis (yaitu, segala sesuatu tetap ada setelah kontraksi terjadi). gerakan).

Di antara pita, cakram, dan garis, satu hal yang jelas bagi kita: sarkomer dapat menutupi buku hanya dengan organisasi anatomisnya. Pengorganisasian aktin, miosin, dan protein terkait lainnya adalah kunci pergerakan pada makhluk hidup.

Referensi bibliografi:

• Araña-Suárez, M., & Patten, S. B. (2011). Gangguan muskuloskeletal, psikopatologi dan nyeri. Gangguan Muskuloskeletal Psikopatologi, 1.
• Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarkomer: Struktur dan Bagian, Fungsi dan Histologi.
• Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Cedera jaringan lunak gesekan. Biomekanik, 17(2), 21-26.
• Distrofi otot Duchenne, Medlineplus.gov. Dikumpulkan pada 10 Januari di 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 dalam diagnosis genetik penyakit jantung familial.
• Marrero, R. C. M., Rull, I. M., & Cunillera, M. Q. (2005). Biomekanik klinis jaringan dan sendi sistem alat gerak. Masson.
• Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Konsentrasi dan mobilitas relatif isoform titin setelah tiga sesi pelatihan fleksibilitas yang berbeda. Ilmu Pengetahuan Chihuahua, 13(1), 15-23.
• Mora, saya. S. (2000). Sistem otot.
• Rosas Cabrera, R.A. (2006). Mempelajari sifat mekanik protein titin.