Sarkomer: delar, funktioner och associerade sjukdomar

Muskelsystemet består av en uppsättning av mer än 650 muskler som formar och stödjer människokroppen. Många av dessa kan kontrolleras efter behag, vilket gör att vi kan utöva tillräckligt med kraft på skelettet för att röra sig. För vissa författare består muskelapparaten endast av de vävnader som kan röra sig efter behag, medan för andra även de ofrivilliga musklerna (t.ex. hjärta och inälvor) ingår i detta konglomerat.

Hur det än må vara, så tillåter musklerna oss från rörelse till själva livet eftersom, utan att gå längre, muskelvävnaden i Hjärtat (myokardiet) pumpar 70 milliliter blod med varje slag, det vill säga allt kroppens blod på drygt ett hjärtslag. minut. Under hela vårt liv kan denna titaniska vävnad dra ihop sig cirka 2 000 miljoner gånger.

Oavsett om du pumpar blod eller utför en medveten rörelse, har varje muskel i vår kropp en specifik, väsentlig och oersättlig funktion. Idag kommer vi att prata om sarkomeren, den anatomiska och funktionella enheten av tvärstrimmig muskulatur.

instagram story viewer

Relaterad artikel: "Muskulärt system: vad det är, delar och funktioner"

muskeltyper

De grundläggande egenskaperna hos all muskelvävnad är kontraktilitet, excitabilitet, töjbarhet och elasticitet.. Detta gör att musklerna kan ta emot och reagera på stimuli, att sträcka sig, dra ihop sig och återgå till sitt ursprungliga tillstånd så att ingen skada sker. Baserat på dessa egenskaper möjliggör muskelsystemet produktion av kroppsrörelser (tillsammans med lederna), sammandragning av blodkärl, hjärtat och produktion av peristaltiska rörelser, kroppshållning och mekaniskt skydd, bland många andra saker.

Utöver dessa gemensamma egenskaper är det nödvändigt att notera det det finns 3 viktiga typer av muskulatur. Vi definierar dem kortfattat:

Släta muskler: ofrivillig sammandragning. Det är den mest primitiva typen och utgör slemhinnan i inälvorna, förutom att den uppträder i väggarna i blod och lymfkärl.
Trästrimmig muskelvävnad: den är den vanligaste och har sitt ursprung och sitt införande i benen. De är de frivilliga musklerna.
Hjärtmuskelvävnad: Finns uteslutande i hjärtväggen. Det är inte under frivillig kontroll, eftersom det fungerar automatiskt.

Att göra denna initiala distinktion är väsentlig, eftersom den funktionella enhet som berör oss här (sarkomeren) endast finns i den tvärstrimmiga muskulaturen. Nu ja, låt oss se dess egenskaper.

Vad är en sarkomer?

Sarkomeren definieras som den funktionella och anatomiska enheten av tvärstrimmig muskel, det vill säga den frivilliga. De är en serie upprepade enheter som ger upphov till morfologiska strukturer som kallas myofibriller, och är kanske de mest ordnade makromolekylära strukturerna i hela typologin eukaryot cell. Vi kommer att introducera många termer snabbt, så misströsta inte, eftersom vi kommer att gå i delar.

Cellerna som utgör tvärstrimmig muskel kallas myofiber, och de är långa cylindriska strukturer omgivna av ett plasmamembran som kallas sarcolemma.. De är mycket långa cellkroppar, de kan variera från flera millimeter till mer än en meter (10 och 100 µm i diameter) och har några perifera kärnor i cytoplasman, vilket ger cellen gott om plats för maskiner sammandragbar.

Om vi går längre i specificitet kommer vi att se att muskelmyofiber innehåller flera hundra eller tusentals myofibriller i sin sarkoplasma (cellcytoplasma), en lägre nivå av morfologisk ordning. Varje myofibril innehåller i sin tur myofilament, i andelen cirka 1 500 myosinfilament och 3 000 aktinfilament. För att ge dig en enkel idé talar vi om en "elkabel" (myofiber) som, om den skärs över innehåller den tusentals mycket mindre trådar inuti (myofibril).

Det är på denna skala vi hittar sarkomererna eftersom de, som vi har sagt tidigare, är den funktionella repeterande enhet som utgör myofibrillerna.

Sarkomeregenskaper

I sammansättningen av sarkomeren två biologiska element av väsentlig betydelse som vi redan har nämnt sticker ut: aktin och myosin. Aktin är ett av de mest väsentliga klotformade proteinerna i levande varelser, eftersom det är ett av de 3 huvudkomponenter i cytoskeletten (cellskelett) i organismers celler eukaryoter.

Å andra sidan är myosin ett annat protein som tillsammans med aktin tillåter muskelsammandragning, eftersom det representerar upp till 70% av de totala proteinerna som finns i denna vävnad. Det är också involverat i celldelning och vesikeltransport, även om sådana funktioner kommer att utforskas vid ett annat tillfälle.

Sarkomeren har en mycket komplex struktur, sedan Den är sammansatt av en serie "band" som rör sig i den kontraktila rörelsen. Dessa är följande:

Band A: band som består av tjocka myosinfilament och tunna aktinfilament. Inuti finns zonerna H och M.
Band I: band som består av tunna aktinfilament.
Z-skivor: Här fästs angränsande aktiner och kontinuiteten med den efterföljande sarkomeren bibehålls.

Således kan området av en myofibril som ligger mellan två på varandra följande Z-skivor kallas sarkomeren, vilket betyder en ungefärlig längd på två mikron. Mellan Z-skivorna finns en mörk sektion (motsvarande A-bandet) där, när den är sammandragen, tjocka myosinfilament och tunna aktinfilament glider förbi varandra och varierar storleken på sarkomer.

Du kanske är intresserad av: "Neuromuskulär korsning: bron mellan neuron och muskel"

proteinfråga

Förutom de typiska kontraktila proteinerna, aktin och myosin, innehåller sarkomeren två andra stora grupper. Vi berättar kort.

En av de proteintillbehörsgrupper som finns i sarkomeren är regulatoriska proteiner., ansvarig för initiering och stopp av den kontraktila rörelsen. Den kanske mest kända av alla är tropomyosin, med en lindad struktur som består av två långa polypeptider. Detta protein reglerar, tillsammans med tropin, interaktionerna mellan aktin och myosin under muskelkontraktion.

Vi observerar också i ett annat block de strukturella proteinerna, som gör att detta mycket komplexa cellulära nätverk kan förbli i ordning och inte kollapsa. Det viktigaste av dem alla är titin, det största kända proteinet, med en molekylmassa på 3 till 4 miljoner Dalton (Da). Denna väsentliga molekyl fungerar genom att förbinda linjen på Z-skivan med linjen i M-zonen i sarkomer, som bidrar till kraftöverföringen i Z-linjen och släpper spänningar i området för i-bandet Det begränsar också rörelseområdet för sarkomeren när den är stressad.

Ett annat av de väsentliga strukturella proteinerna är dystrofin eller nebulin. Den senare binder till muskelaktin och reglerar förlängningen av de fina filamenten. Sammanfattningsvis är de proteiner som tillåter kommunikation av band och skivor i sarkomeren, vilket uppmuntrar den mycket komplexa och effektiva kontraktila rörelsen som kännetecknar muskler kan produceras effektivt.

Relaterade patologier

Det är intressant att veta att när transkriptionen av något av dessa proteiner misslyckas, kan mycket allvarliga hälsorubbningar uppstå. Till exempel, vissa titingenmutationer har associerats med familjär hypertrofisk kardiomyopati, en medfödd hjärtsjukdom som drabbar 0,2 % till 0,5 % av befolkningen i allmänhet.

En annan av de mest ökända sjukdomarna vad gäller musklerna är Duchennes muskeldystrofi, orsakad av en defekt gen för dystrofin. Detta är förknippat med intellektuell funktionsnedsättning, trötthet, motoriska problem och allmän inkoordination som vanligtvis slutar med att patienten dör på grund av tillhörande andningssvikt. Även om det kan verka förvånande, kan något så enkelt som en defekt i syntesen av ett protein översättas till dödliga patologier.

Du kanske är intresserad av: "Duchennes muskeldystrofi: vad det är, orsaker och symtom"

Sammanfattning

Om du har lärt dig något idag är det säkert att sarkomeren är en extremt komplex och organiserad funktionell enhet, vars struktur försöker Att hitta balansen mellan stark och effektiv sammandragning och biologisk livsduglighet (det vill säga allt fortfarande på plats när sammandragningen har inträffat). rörelse).

Mellan band, skivor och repliker är en sak klar för oss: sarkomererna skulle kunna täcka en bok enbart med sin anatomiska organisation. Organisationen av aktin, myosin och andra associerade proteiner är nyckeln till rörelse hos levande varelser.

Bibliografiska referenser:

Araña-Suárez, M., & Patten, S. b. (2011). Muskuloskeletala störningar, psykopatologi och smärta. Muskuloskeletala sjukdomar psykopatologi, 1.
Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarcomere: Struktur och delar, funktioner och histologi.
Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Friktionsskador på mjukdelar. Biomechanics, 17(2), 21-26.
Duchennes muskeldystrofi, Medlineplus.gov. Hämtas den 10 januari in 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 genetiska diagnosen av familjär hjärtsjukdom.
Marrero, R. c. M., Rull, I. M., & Cunillera, M. F. (2005). Klinisk biomekanik av rörelsesystemets vävnader och leder. Masson.
Martin-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Koncentrationer och relativ rörlighet av titinisoformer efter tre olika flexibilitetsträningspass. Technoscience Chihuahua, 13(1), 15-23.
Mora, I. S. (2000). Muskelsystem.
Rosas Cabrera, R.A. (2006). Studie av de mekaniska egenskaperna hos proteinet titin.