Sarkoméra: časti, funkcie a súvisiace choroby

Svalový systém obsahuje súbor viac ako 650 svalov, ktoré formujú a podporujú ľudské telo. Mnohé z nich je možné ľubovoľne ovládať, čo nám umožňuje vyvinúť dostatočnú silu na pohyb kostry. U niektorých autorov je svalový aparát zložený len z tých tkanív, ktoré sa môžu ľubovoľne pohybovať, zatiaľ čo u iných sú do toho zahrnuté aj mimovoľné svaly (napríklad srdce a vnútornosti). konglomerát.

Nech je to akokoľvek, svaly nám umožňujú od pohybu k samotnému životu, pretože bez toho, aby sme zašli ďalej, svalové tkanivo Srdce (myokard) pumpuje pri každom údere 70 mililitrov krvi, to znamená všetku krv v tele za jeden úder srdca. minútu. Počas celého nášho života sa toto titánske tkanivo môže stiahnuť asi 2 000 miliónov krát.

Či už pumpujete krv alebo vykonávate vedomý pohyb, každý jeden sval v našom tele má špecifickú, podstatnú a nenahraditeľnú funkciu. Dnes budeme hovoriť o sarkomére, anatomická a funkčná jednotka priečne pruhovaného svalstva.

• Súvisiaci článok: "Svalový systém: čo to je, časti a funkcie"

svalové typy

Základné vlastnosti všetkých svalových tkanív sú kontraktilita, excitabilita, rozťažnosť a elasticita.. To umožňuje svalom prijímať a reagovať na podnety, naťahovať sa, sťahovať sa a vracať sa do pôvodného stavu, aby nedošlo k poškodeniu. Na základe týchto vlastností svalový systém umožňuje produkciu telesných pohybov (spolu s kĺbmi), kontrakciu krvné cievy, srdce a produkcia peristaltických pohybov, udržiavanie držania tela a mechanická ochrana a mnohé iné veci.

Okrem týchto spoločných charakteristík je potrebné poznamenať, že existujú 3 základné typy svalov. Stručne ich definujeme:

• Hladký sval: mimovoľná kontrakcia. Je to najprimitívnejší typ a tvorí výstelku vnútorností, okrem toho sa objavuje v stenách krvných a lymfatických ciev.
• Pruhované svalové tkanivo: je najhojnejšie a má svoj pôvod a uloženie v kostiach. Sú to dobrovoľné svaly.
• Tkanivo srdcového svalu: Nachádza sa výlučne v stene srdca. Nie je pod dobrovoľnou kontrolou, keďže funguje automaticky.

Toto počiatočné rozlíšenie je nevyhnutné, pretože funkčná jednotka, ktorá sa nás tu týka (sarkoméra), je prítomná iba v priečne pruhovanom svalstve. Teraz áno, pozrime sa na jeho vlastnosti.

Čo je to sarkoméra?

Sarkoméra je definovaná ako funkčná a anatomická jednotka priečne pruhovaného svalstva, teda vôľa. Ide o rad opakujúcich sa jednotiek, z ktorých vznikajú morfologické štruktúry tzv myofibrily a sú možno najviac usporiadanými makromolekulárnymi štruktúrami v celej typológii eukaryotická bunka. Veľa pojmov si rýchlo predstavíme, takže nezúfajte, pôjdeme po častiach.

Bunky, ktoré tvoria priečne pruhované svaly, sa nazývajú svalové vlákna a sú to dlhé valcovité štruktúry obklopené plazmatickou membránou známou ako sarkolema.. Sú to veľmi dlhé bunkové telá, môžu sa pohybovať od niekoľkých milimetrov po viac ako meter (10 a 100 µm v priemere) a majú niekoľko periférnych jadier v cytoplazme, čo dáva bunke dostatok priestoru pre mašinériu kontrahovateľné.

Ak pôjdeme ďalej v špecifickosti, uvidíme, že svalové vlákna obsahujú vo svojej sarkoplazme (bunkovej cytoplazme) niekoľko stoviek alebo tisícok myofibríl, čo je nižšia úroveň morfologického usporiadania. Na druhej strane každá myofibrila obsahuje myofilamenty v pomere asi 1 500 myozínových filamentov a 3 000 aktínových filamentov. Aby ste mali jednoduchú predstavu, hovoríme o elektrickom „kábli“ (myvlákno), ktorý ak je prerezaný, obsahuje vo vnútri tisíce oveľa menších drôtov (myofibrila).

Na tejto škále nachádzame sarkoméry, pretože, ako sme už povedali, sú funkčnou opakujúcou sa jednotkou, ktorá tvorí myofibrily.

Charakteristika sarkoméry

V zložení sarkoméry vynikajú dva biologické prvky zásadného významu, ktoré sme už vymenovali: aktín a myozín. Aktín je jedným z najdôležitejších globulárnych proteínov u živých bytostí, pretože je jedným z 3 hlavné zložky cytoskeletov (bunkový skelet) buniek organizmov eukaryoty.

Na druhej strane, myozín je ďalšou bielkovinou, ktorá spolu s aktínom umožňuje svalovú kontrakciu, keďže predstavuje až 70 % celkových bielkovín prítomných v tomto tkanive. Je tiež zapojený do bunkového delenia a transportu vezikúl, hoci takéto funkcie budú preskúmané pri inej príležitosti.

Sarkoméra má veľmi zložitú štruktúru, od r Skladá sa zo série „pásov“, ktoré sa pohybujú v kontrakčnom pohybe. Sú to tieto:

• Pás A: pás zložený z hrubých myozínových filamentov a tenkých aktínových filamentov. Vo vnútri sú zóny H a M.
• Pás I: pás zložený z tenkých aktínových vlákien.
• Z disky: Tu sú pripojené susedné aktíny a je zachovaná kontinuita s následnou sarkomérou.

Oblasť myofibrily, ktorá sa nachádza medzi dvoma po sebe idúcimi Z diskami, sa teda môže nazývať sarkoméra, čo znamená približnú dĺžku dva mikróny. Medzi kotúčmi Z je tmavá časť (zodpovedajúca pásu A), kde sa pri stiahnutí zužuje hrubé myozínové filamenty a tenké aktínové filamenty kĺžu po sebe a menia veľkosť sarkoméra.

• Mohlo by vás zaujímať: "Neuromuskulárne spojenie: most medzi neurónom a svalom"

proteínová otázka

Okrem typických kontraktilných proteínov, aktínu a myozínu, sarkoméra obsahuje ďalšie dve veľké skupiny. Povieme vám to stručne.

Jednou z proteínových doplnkových skupín prítomných v sarkomére sú regulačné proteíny.zodpovedný za spustenie a zastavenie kontrakčného pohybu. Snáď najznámejší zo všetkých je tropomyozín so zvinutou štruktúrou, ktorú tvoria dva dlhé polypeptidy. Tento proteín reguluje spolu s tropínom interakcie aktínu a myozínu počas svalovej kontrakcie.

V inom bloku tiež pozorujeme štrukturálne proteíny, ktoré umožňujú, aby táto vysoko komplexná bunková sieť zostala v poriadku a nezrútila sa. Najdôležitejšie z nich je titín, najväčší známy proteíns molekulovou hmotnosťou 3 až 4 milióny daltonov (Da). Táto esenciálna molekula funguje tak, že spája líniu disku Z s líniou M zóny v sarkoméra, ktorá prispieva k prenosu sily v línii Z a uvoľňuje napätie v oblasti kapela i Tiež obmedzuje rozsah pohybu sarkoméry, keď je namáhaná.

Ďalším zo základných štruktúrnych proteínov je dystrofín alebo nebulín. Ten sa viaže na svalový aktín a reguluje predlžovanie jemných filamentov. Stručne povedané, sú to proteíny, ktoré umožňujú komunikáciu pásov a diskov v sarkomére, čím podporujú vysoko komplexný a efektívny kontrakčný pohyb, ktorý charakterizuje svaly, môže byť vytvorený efektívne.

Súvisiace patológie

Je zaujímavé vedieť, že keď transkripcia ktoréhokoľvek z týchto proteínov zlyhá, môže dôjsť k veľmi vážnym zdravotným poruchám. Napríklad, niektoré mutácie titínového génu boli spojené s familiárnou hypertrofickou kardiomyopatiou, vrodené ochorenie srdca, ktoré postihuje 0,2 % až 0,5 % bežnej populácie.

Ďalšou z najznámejších chorôb, čo sa týka svalov, je Duchennova svalová dystrofiaspôsobená defektným génom pre dystrofín. To je spojené s mentálnym postihnutím, únavou, motorickými problémami a celkovou nekoordinovanosťou, ktorá zvyčajne končí smrťou pacienta v dôsledku súvisiaceho zlyhania dýchania. Aj keď sa to môže zdať prekvapujúce, niečo také jednoduché ako porucha syntézy proteínu sa môže premietnuť do smrteľných patológií.

• Mohlo by vás zaujímať: "Duchennova svalová dystrofia: čo to je, príčiny a symptómy"

Zhrnutie

Ak ste sa dnes niečo naučili, je to určite to, že sarkoméra je mimoriadne zložitá a organizovaná funkčná jednotka, ktorej štruktúra sa snaží Nájdenie rovnováhy medzi silnou a účinnou kontrakciou a biologickou životaschopnosťou (to znamená, že všetko je stále na mieste, keď už dôjde ku kontrakcii). pohyb).

Medzi kapelami, diskami a líniami je nám jasná jedna vec: sarkoméry by mohli pokryť knihu iba svojou anatomickou organizáciou. Organizácia aktínu, myozínu a iných pridružených proteínov je kľúčom k pohybu u živých bytostí.

Bibliografické odkazy:

• Araña-Suárez, M., & Patten, S. b. (2011). Poruchy pohybového aparátu, psychopatológia a bolesť. Psychopatológia svalovo-kostrových porúch, 1.
• Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarkoméra: Štruktúra a časti, funkcie a histológia.
• Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Trecie poranenia mäkkých tkanív. Biomechanics, 17(2), 21-26.
• Duchennova svalová dystrofia, Medlineplus.gov. Zhromaždené 10. januára v https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000705.htm#:~:text=La%20distrofia%20muscular%20de%20Duchenne, a%20prote%C3%DNA%20v%20v%20m%C3%Bascules).
• Gomez Diaz, I. (2013). Titín v genetickej diagnostike familiárnych srdcových chorôb.
• Marrero, R. c. M., Rull, I. M. a Cunillera, M. Q. (2005). Klinická biomechanika tkanív a kĺbov pohybového systému. Masson.
• Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Koncentrácie a relatívna mobilita izoforiem titínu po troch rôznych tréningoch flexibility. Technoscience Chihuahua, 13(1), 15-23.
• Mora, I. S. (2000). Svalový systém.
• Rosas Cabrera, R.A. (2006). Štúdium mechanických vlastností proteínového titínu.