Struktur dan Bahagian Sarcomere, Fungsi dan Histologi



A sarcomere ia adalah unit fungsian asas otot striated, iaitu, tulang dan otot jantung. Otot rangka adalah jenis otot yang digunakan dalam pergerakan sukarela dan otot jantung adalah otot yang merupakan sebahagian daripada jantung.

Untuk mengatakan bahawa sarcomere adalah unit berfungsi bermakna semua komponen yang diperlukan untuk penguncupan terkandung dalam sarcomere masing-masing. Malah, otot striated terdiri daripada berjuta-juta sarcomeres kecil yang memendekkan, secara individu, dengan setiap kontraksi otot.

Di sinilah tujuan utama sarcomere itu. Sarcomeres mampu memulakan pergerakan besar dengan menyatukan secara serentak. Struktur uniknya membolehkan unit kecil ini untuk menyelaraskan kontraksi otot.

Sebenarnya, sifat kontraksi otot adalah ciri yang menentukan haiwan, kerana pergerakan haiwan sangat licin dan kompleks. Locomotion memerlukan perubahan dalam panjang otot kerana ia flexes, yang memerlukan struktur molekul yang membolehkan pemendekan otot.

Indeks

  • 1 Struktur dan bahagian
    • 1.1 Myofibrils
    • 1.2 Myosin dan actin
    • 1.3 Myofilamen
  • 2 Fungsi
    • 2.1 Penyertaan myosin
    • 2.2 Kesatuan myosin dan actiba
  • 3 Histologi
    • 3.1 Band A
    • 3.2 Zon H
    • 3.3 Band I
    • 3.4 Z cakera
    • 3.5 Line M
  • 4 Rujukan

Struktur dan bahagian

Sekiranya tisu otot rangka diperiksa dengan teliti, penampilan berjalur yang dikenali sebagai striation diperhatikan. "Jalur" ini mewakili corak band bergantian, cahaya dan gelap, sepadan dengan filamen protein yang berlainan. Iaitu, jalur-jalur ini dibentuk oleh gentian protein interlaced yang membentuk sarcomere masing-masing.

Myofibrils

Serat otot terdiri daripada ratusan hingga ribuan organel kontraktil dipanggil myofibrils; Myofibrils ini disusun secara selari untuk membentuk tisu otot. Walau bagaimanapun, myofibrils sendiri pada dasarnya adalah polimer, iaitu unit berulang sarcomeres.

Myofibrils adalah struktur berserat dan panjang, dan terbuat dari dua jenis filamen protein yang disusun di atas satu sama lain.

Myosin dan actin

Myosin adalah serat tebal dengan kepala globular, dan actin adalah filamen nipis yang berinteraksi dengan myosin semasa proses pengecutan otot.

Myofibril yang diberikan mengandungi kira-kira 10,000 sarcomeres, setiap satu adalah kira-kira 3 micrometers panjangnya. Walaupun sarcomere masing-masing adalah kecil, beberapa sarcomeres agregat merangkumi panjang serat otot.

Myofilamen

Setiap sarcomere terdiri daripada rasuk tebal, protein-protein yang disebutkan di atas, yang bersama-sama dipanggil myofilamen.

Dengan mengembangkan sebahagian daripada myofilamen, anda boleh mengenal pasti molekul yang membuatnya. Filamen tebal diperbuat daripada myosin, manakala filamen halus diperbuat daripada actin.

Actin dan myosin adalah protein kontraksi yang menyebabkan pemendekan otot apabila mereka berinteraksi antara satu sama lain. Di samping itu, filamen nipis mengandungi protein lain dengan fungsi kawal selia panggilan troponin dan tropomyosin, yang mengawal interaksi antara protein contractile.

Fungsi

Fungsi utama sarcomere adalah untuk membolehkan sel otot untuk kontrak. Untuk ini, sarcomere mesti dipendekkan sebagai tindak balas kepada dorongan saraf.

Filamen tebal dan nipis tidak memendekkan, tetapi selongsong antara satu sama lain, yang menyebabkan sarcomere dipendekkan sementara filamen mengekalkan panjang yang sama. Proses ini dikenali sebagai model penggilapan filamen penguncupan otot.

Gelongsor filamen menjana ketegangan otot, yang tidak disangka-sangka sumbangan utama sarcomere itu. Tindakan ini memberikan otot kekuatan fizikal mereka.

Analogi cepat untuk ini adalah cara tangga panjang dapat diperpanjang atau dilipat bergantung pada kebutuhan kita, tanpa memendekkan secara fisik bagian logamnya.

Penglibatan Myosin

Nasib baik, penyelidikan baru-baru ini menawarkan idea yang baik bagaimana kemerosotan ini berfungsi. Teori filamen gelongsor telah diubahsuai untuk memasukkan bagaimana myosin dapat menarik actin untuk memendekkan panjang sarcomere.

Dalam teori ini, kepala myosin globular terletak berhampiran actin di kawasan yang dipanggil rantau S1. Kawasan ini kaya dengan segmen dengan engsel yang boleh dibengkokkan dan memudahkan penguncupan.

Fleksi S1 mungkin menjadi kunci untuk memahami bagaimana myosin dapat "berjalan" di sepanjang filamen aktin. Ini dicapai dengan mengikat kitaran fragmen S1 myosin, penguncupan dan pembebasan akhirnya.

Kesatuan myosin dan actiba

Apabila myosin dan actin berkumpul, mereka membentuk sambungan yang dipanggil "jambatan silang". Jambatan silang ini boleh dibentuk dan pecah dengan kehadiran (atau ketiadaan) ATP, yang merupakan molekul tenaga yang membuat pengecutan mungkin.

Apabila ATP mengikat filamen actin, ia bergerak ke kedudukan yang mendedahkan laman miosinnya. Ini membolehkan kepala myosin globular untuk melampirkan ke laman web ini untuk membentuk jambatan salib.

Kesatuan ini menyebabkan kumpulan fosfat ATP dipisahkan, dan oleh itu myosin memulakan fungsinya. Kemudian, myosin memasuki keadaan tenaga yang lebih rendah di mana sarcomere dapat dipendekkan.

Untuk memecahkan jambatan silang dan membenarkan pengikatan myosin untuk bertindak dalam kitaran seterusnya, perlu mengikat satu lagi molekul ATP ke myosin. Iaitu, molekul ATP diperlukan untuk kedua-dua penguncupan dan kelonggaran.

Histologi

Bahagian histologi otot menunjukkan ciri-ciri anatomi sarcomeres. Filamen tebal, terdiri daripada myosin, dapat dilihat dan diwakili sebagai band A sarcomere.

Filamen nipis, yang terdiri daripada actin, mengikat protein pada cakera Z (atau baris Z) yang dipanggil alpha-actinin, dan hadir di sepanjang keseluruhan panjang band saya dan sebahagian daripada band A.

Wilayah di mana filamen tebal dan nipis bertindih mempunyai penampilan yang padat, kerana terdapat sedikit ruang antara filamen. Kawasan ini di mana filamen nipis dan tebal bertindih adalah sangat penting untuk penguncupan otot, kerana ia adalah tempat di mana pergerakan filamen bermula.

Filamen nipis tidak meluas sepenuhnya dalam band A, meninggalkan kawasan tengah band A yang hanya mengandungi filamen tebal. Kawasan pusat band A ini nampaknya lebih ringan daripada sisa band A, dan dipanggil zon H.

Pusat zon H mempunyai garis menegak yang dipanggil garis M, di mana protein aksesori memegang bersama filamen tebal.

Komponen utama histologi sarcomere diringkaskan di bawah:

Band A

Zon filamen tebal, terdiri daripada protein myosin.

Zon H

Zon pusat band A, tanpa protein aktin disemprotkan apabila otot santai.

Band I

Zon filamen nipis, terdiri daripada protein actin (tanpa myosin).

Z cakera

Adakah sempadan antara sarcomeres bersebelahan, yang terbentuk oleh protein mengikat akten berserenjang dengan sarcomere.

Talian M

Zon tengah dibentuk oleh protein aksesori. Mereka terletak di pusat filamen tebal myosin, serenjang dengan sarcomere.

Seperti yang dinyatakan di atas, pengecutan berlaku apabila filamen tebal meluncur sepanjang filamen halus dalam penggantian pesat untuk memendekkan myofibrils. Walau bagaimanapun, perbezaan penting yang perlu diingat ialah myofilamen itu sendiri tidak berkontrak; ia adalah tindakan gelongsor yang memberi mereka kuasa untuk memendekkan atau memanjangkan.

Rujukan

  1. Clarke, M. (2004). Filamen gelongsor pada 50. Alam, 429(6988), 145.
  2. Hale, T. (2004) Latihan Fisiologi: Pendekatan Tematik (Ed ed.). Wiley
  3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Physiology Perubatan: Prinsip untuk Perubatan Klinikal (Edisi ke-4). Lippincott Williams & Wilkins.
  4. Spudich, J. A. (2001). Model myosin swinging cross-bridge. Ulasan Alam Molekul Biologi Sel, 2(5), 387-392.
  5. Thibodeau, P. (2013). Anatomi dan Phisiologi (8th). Mosby, Inc.
  6. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Prinsip-prinsip Anatomi dan Fisiologi (13 ed.). John Wiley & Sons Inc.