Sarkomer: deler, funksjoner og tilhørende sykdommer

Muskelsystemet består av et sett med mer enn 650 muskler som former og støtter menneskekroppen. Mange av disse kan kontrolleres etter eget ønske, slik at vi kan utøve nok kraft på skjelettet til å bevege seg. For noen forfattere er muskelapparatet bare sammensatt av de vevene som kan bevege seg etter eget ønske, mens for andre er de ufrivillige musklene (for eksempel hjerte og innvoller) også inkludert i dette konglomerat.

Uansett, musklene tillater oss fra bevegelse til selve livet fordi, uten å gå lenger, muskelvevet til Hjertet (myokard) pumper 70 milliliter blod med hvert slag, det vil si alt kroppens blod på litt over et hjerteslag. minutt. Gjennom hele livet vårt kan dette titaniske vevet trekke seg sammen rundt 2000 millioner ganger.

Enten vi pumper blod eller utfører en bevisst bevegelse, har hver eneste muskel i kroppen vår en spesifikk, essensiell og uerstattelig funksjon. I dag kommer vi for å snakke om sarkomeren, den anatomiske og funksjonelle enheten til tverrstripet muskulatur.

• Relatert artikkel: "Muskulært system: hva det er, deler og funksjoner"

muskeltyper

De grunnleggende egenskapene til alt muskelvev er kontraktilitet, eksitabilitet, strekkbarhet og elastisitet.. Dette gjør at musklene kan motta og reagere på stimuli, strekke seg, trekke seg sammen og gå tilbake til sin opprinnelige tilstand slik at ingen skade blir gjort. Basert på disse egenskapene muliggjør muskelsystemet produksjon av kroppslige bevegelser (sammen med leddene), sammentrekning av blodårer, hjertet og produksjon av peristaltiske bevegelser, vedlikehold av holdning og mekanisk beskyttelse, blant mange andre tingene.

I tillegg til disse vanlige egenskapene, er det nødvendig å merke seg det det er 3 essensielle typer muskulatur. Vi definerer dem kort:

• Glatt muskel: ufrivillig sammentrekning. Det er den mest primitive typen og utgjør slimhinnen i innvollene, i tillegg til å vises i veggene til blod og lymfekar.
• Trettet muskelvev: det er det mest tallrike og har sin opprinnelse og innsetting i beinene. De er de frivillige musklene.
• Hjertemuskelvev: Finnes utelukkende i hjerteveggen. Den er ikke under frivillig kontroll, da den fungerer automatisk.

Å gjøre denne første forskjellen er viktig, siden den funksjonelle enheten som angår oss her (sarkomeren) bare er tilstede i den tverrstripete muskulaturen. Nå ja, la oss se egenskapene.

Hva er en sarkomer?

Sarkomeren er definert som den funksjonelle og anatomiske enheten til tverrstripet muskel, det vil si den frivillige. De er en serie av gjentatte enheter som gir opphav til morfologiske strukturer kalt myofibriller, og er kanskje de mest ordnede makromolekylære strukturene i hele typologien eukaryot celle. Vi kommer til å introdusere mange begreper raskt, så fortvil ikke, da vi vil gå i deler.

Cellene som utgjør tverrstripet muskel kalles myofiber, og de er lange sylindriske strukturer omgitt av en plasmamembran kjent som sarcolemma.. De er svært lange cellelegemer, de kan variere fra flere millimeter til mer enn en meter (10 og 100 µm i diameter) og har noen få perifere kjerner i cytoplasmaet, noe som gir cellen god plass til maskineri kontraktible.

Hvis vi går videre i spesifisitet, vil vi se at muskelmyofibere inneholder flere hundre eller tusenvis av myofibriller i deres sarkoplasma (cellecytoplasma), et lavere nivå av morfologisk orden. På sin side inneholder hver myofibril myofilamenter, i en andel på omtrent 1500 myosinfilamenter og 3000 aktinfilamenter. For å gi deg en enkel idé, snakker vi om en "elektrisitetskabel" (myofiber) som, hvis den er kuttet over, inneholder den tusenvis av mye mindre ledninger inni (myofibril).

Det er på denne skalaen vi finner sarkomerene fordi, som vi har sagt før, de er den funksjonelle repeterende enheten som utgjør myofibrillene.

Sarcomere-egenskaper

I sammensetningen av sarkomeren to biologiske elementer av vesentlig betydning som vi allerede har navngitt skiller seg ut: aktin og myosin. Aktin er et av de mest essensielle kuleproteinene i levende vesener, siden det er et av de 3 hovedkomponenter i cytoskjelettet (cellulært skjelett) til cellene til organismer eukaryoter.

På den annen side er myosin et annet protein som sammen med aktin tillater muskelsammentrekning, siden det representerer opptil 70 % av de totale proteinene som finnes i dette vevet. Det er også involvert i celledeling og vesikkeltransport, selv om slike funksjoner vil bli utforsket ved en annen anledning.

Sarkomeren har en veldig kompleks struktur, siden Den er sammensatt av en serie "bånd" som beveger seg i den kontraktile bevegelsen. Dette er følgende:

• Bånd A: bånd sammensatt av tykke myosinfilamenter og tynne aktinfilamenter. Inne er sonene H og M.
• Bånd I: bånd sammensatt av tynne aktinfilamenter.
• Z-skiver: Her festes tilstøtende aktiner og kontinuiteten med den etterfølgende sarkomeren opprettholdes.

Dermed kan området til en myofibril som ligger mellom to påfølgende Z-skiver kalles sarkomeren, som betyr en omtrentlig lengde på to mikron. Mellom Z-platene er det en mørk seksjon (tilsvarende A-båndet) der, når den trekkes sammen, tykke myosinfilamenter og tynne aktinfilamenter glir forbi hverandre, og varierer størrelsen på sarkomere.

• Du kan være interessert i: "Nevromuskulært kryss: broen mellom nevron og muskel"

protein spørsmål

Bortsett fra de typiske kontraktile proteinene, aktin og myosin, inneholder sarkomeren to andre store grupper. Vi forteller deg kort.

En av proteintilbehørgruppene som er tilstede i sarkomeren er regulatoriske proteiner., ansvarlig for initiering og stopp av den kontraktile bevegelsen. Den kanskje mest kjente av alle er tropomyosin, med en kveilet struktur som består av to lange polypeptider. Dette proteinet regulerer, sammen med tropin, interaksjonene mellom aktin og myosin under muskelkontraksjon.

Vi observerer også i en annen blokk de strukturelle proteinene, som lar dette svært komplekse cellenettverket forbli i orden og ikke kollapse. Den viktigste av dem alle er titin, det største proteinet som er kjent, med en molekylmasse på 3 til 4 millioner Dalton (Da). Dette essensielle molekylet fungerer ved å koble linjen til Z-skiven med linjen til M-sonen i sarkomer, som bidrar til overføring av kraft i Z-linjen og frigjør spenninger i området i-bandet Det begrenser også bevegelsesområdet til sarkomeren når den er stresset.

Et annet av de essensielle strukturelle proteinene er dystrofin eller nebulin. Sistnevnte binder seg til muskelaktin, og regulerer forlengelsen av de fine filamentene. Oppsummert er de proteiner som tillater kommunikasjon av bånd og skiver i sarkomeren, og oppmuntrer den svært komplekse og effektive kontraktile bevegelsen som kjennetegner muskler kan produseres effektivt.

Relaterte patologier

Det er interessant å vite at når transkripsjonen av noen av disse proteinene mislykkes, kan det oppstå svært alvorlige helsesykdommer. For eksempel, noen titingenmutasjoner har vært assosiert med familiær hypertrofisk kardiomyopati, en medfødt hjertesykdom som rammer 0,2 % til 0,5 % av befolkningen generelt.

En annen av de mest beryktede sykdommene når det gjelder musklene er Duchenne muskeldystrofi, forårsaket av et defekt gen for dystrofin. Dette er assosiert med intellektuell funksjonshemming, tretthet, motoriske problemer og generell inkoordinering som vanligvis ender med at pasienten dør på grunn av tilhørende respirasjonssvikt. Selv om det kan virke overraskende, kan noe så enkelt som en defekt i syntesen av et protein oversettes til dødelige patologier.

• Du kan være interessert i: "Duchenne muskeldystrofi: hva det er, årsaker og symptomer"

Sammendrag

Hvis du har lært noe i dag, er det sikkert at sarkomeren er en ekstremt kompleks og organisert funksjonell enhet, hvis struktur prøver å Finne balansen mellom sterk og effektiv sammentrekning og biologisk levedyktighet (det vil si at alt fortsatt er på plass når sammentrekningen har skjedd). bevegelse).

Mellom bånd, plater og linjer er én ting klar for oss: sarkomerene kan dekke en bok utelukkende med sin anatomiske organisering. Organiseringen av aktin, myosin og andre assosierte proteiner er nøkkelen til bevegelse i levende vesener.

Bibliografiske referanser:

• Araña-Suárez, M., & Patten, S. b. (2011). Muskel- og skjelettplager, psykopatologi og smerte. Muskel- og skjelettlidelser psykopatologi, 1.
• Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarcomere: Struktur og deler, funksjoner og histologi.
• Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Friksjonsskader i bløtvev. Biomechanics, 17(2), 21-26.
• Duchenne muskeldystrofi, Medlineplus.gov. Samlet 10. januar i https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000705.htm#:~:text=La%20distrofia%20muscular%20de%20Duchenne, a%20prote%C3%DNA%20i%20%20m%C3%Bascules).
• Gomez Diaz, I. (2013). Titin i den genetiske diagnosen av familiær hjertesykdom.
• Marrero, R. c. M., Rull, I. M. og Cunillera, M. Q. (2005). Klinisk biomekanikk av vev og ledd i bevegelsessystemet. Masson.
• Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Konsentrasjoner og relativ mobilitet av titin-isoformer etter tre ulike treningsøkter for fleksibilitet. Technoscience Chihuahua, 13(1), 15-23.
• Mora, I. S. (2000). Muskelsystem.
• Rosas Cabrera, R.A. (2006). Studie av de mekaniske egenskapene til proteinet titin.