Sarkomer Struktur und Teile, Funktionen und Histologie

A Sarkomer es ist die grundlegende funktionelle Einheit der quergestreiften Muskulatur, also der Skelett- und Herzmuskulatur. Skelettmuskulatur ist die Art von Muskel, die in willkürlichen Bewegung verwendet wird und der Herzmuskel ist der Muskel, der Teil des Herzens ist.

Zu sagen, dass das Sarkomer die funktionelle Einheit ist, bedeutet, dass alle für die Kontraktion notwendigen Komponenten in jedem Sarkomer enthalten sind. Tatsächlich besteht die quergestreifte Muskulatur aus Millionen kleiner Sarkomere, die sich bei jeder Muskelkontraktion individuell verkürzen.

Hier liegt der Hauptzweck des Sarkomers. Die Sarkomere können große Bewegungen auslösen, indem sie sich unisono zusammenziehen. Seine einzigartige Struktur erlaubt diesen kleinen Einheiten, die Kontraktionen der Muskeln zu koordinieren.

In der Tat sind die kontraktilen Eigenschaften von Muskeln ein definierendes Merkmal von Tieren, da die Bewegung von Tieren bemerkenswert glatt und komplex ist. Die Fortbewegung erfordert eine Änderung der Länge des Muskels, wenn er sich beugt, was eine molekulare Struktur erfordert, die eine Muskelverkürzung ermöglicht.

Index

• 1 Struktur und Teile
  • 1.1 Myofibrillen
  • 1.2 Myosin und Aktin
  • 1.3 Myofilamente
• 2 Funktionen
  • 2.1 Teilnahme von Myosin
  • 2.2 Union von Myosin und Actiba
• 3 Histologie
  • 3.1 Band A
  • 3.2 Zone H
  • 3.3 Band I
  • 3,4 Z Scheiben
  • 3.5 Linie M
• 4 Referenzen

Struktur und Teile

Wenn das Skelettmuskelgewebe genau untersucht wird, wird eine gestreifte Erscheinung, die Streifenbildung genannt wird, beobachtet. Diese "Streifen" repräsentieren ein Muster von abwechselnden Banden, hell und dunkel, die verschiedenen Proteinfilamenten entsprechen. Das heißt, diese Streifen werden durch verschachtelte Proteinfasern gebildet, die jedes Sarkomer bilden.

Myofibrillen

Muskelfasern bestehen aus Hunderten bis Tausenden von kontraktilen Organellen, die Myofibrillen genannt werden; Diese Myofibrillen sind parallel angeordnet, um Muskelgewebe zu bilden. Die Myofibrillen selbst sind jedoch im wesentlichen Polymere, dh sich wiederholende Einheiten von Sarkomeren.

Myofibrillen sind faserige und lange Strukturen und bestehen aus zwei Arten von Proteinfilamenten, die übereinander gestapelt sind.

Myosin und Aktin

Myosin ist eine dicke Faser mit einem kugelförmigen Kopf und Aktin ist ein dünneres Filament, das während der Muskelkontraktion mit Myosin interagiert.

Eine gegebene Myofibrille enthält etwa 10.000 Sarkomere, von denen jeder etwa 3 Mikrometer lang ist. Obwohl jedes Sarkomer klein ist, erstrecken sich mehrere Aggregat-Sarkomere über die Länge der Muskelfaser.

Myofilamente

Jedes Sarkomer besteht aus dicken, dünnen Strahlen der oben genannten Proteine, die zusammen Myofilamente genannt werden.

Indem Sie einen Teil der Myofilamente erweitern, können Sie die Moleküle identifizieren, aus denen sie bestehen. Die dicken Filamente bestehen aus Myosin, während die feinen Filamente aus Aktin bestehen.

Aktin und Myosin sind die kontraktilen Proteine, die eine Muskelverkürzung verursachen, wenn sie miteinander interagieren. Zusätzlich enthalten die dünnen Filamente andere Proteine ​​mit regulierender Funktion, die als Troponin und Tropomyosin bezeichnet werden und die Wechselwirkung zwischen kontraktilen Proteinen regulieren.

Funktionen

Die Hauptfunktion des Sarkomers besteht darin, eine Muskelzelle kontrahieren zu lassen. Dazu muss das Sarkomer als Reaktion auf einen Nervenimpuls verkürzt werden.

Die dicken und dünnen Filamente verkürzen sich nicht, sondern gleiten umeinander, wodurch sich das Sarkomer verkürzt, während die Filamente die gleiche Länge behalten. Dieser Prozess ist als gleitendes Filamentmodell der Muskelkontraktion bekannt.

Das Gleiten des Filaments erzeugt Muskelspannung, was zweifellos der Hauptbeitrag des Sarkomers ist. Diese Aktion verleiht den Muskeln ihre physische Stärke.

Eine schnelle Analogie dazu ist die Art, wie eine lange Leiter je nach Bedarf verlängert oder gefaltet werden kann, ohne dass die Metallteile physisch verkürzt werden.

Myosin-Beteiligung

Erfreulicherweise bieten neuere Untersuchungen eine gute Vorstellung davon, wie dieser Schlupf funktioniert. Die Theorie des Gleitfilaments wurde dahingehend modifiziert, dass Myosin Aktin ziehen kann, um die Länge des Sarkomers zu verkürzen.

In dieser Theorie befindet sich der globuläre Kopf von Myosin in der Nähe von Aktin in einem Bereich, der als S1-Region bezeichnet wird. Dieser Bereich ist reich an Segmenten mit Scharnieren, die sich biegen können und somit die Kontraktion erleichtern.

Die Flexion von S1 könnte der Schlüssel sein, um zu verstehen, wie Myosin entlang der Aktinfilamente "laufen" kann. Dies wird durch Bindungszyklen des S1-Myosinfragments, seine Kontraktion und seine endgültige Freisetzung erreicht.

Union von Myosin und Actiba

Wenn Myosin und Aktin zusammenkommen, bilden sie Verlängerungen, die "gekreuzte Brücken" genannt werden.Diese gekreuzten Brücken können gebildet werden und brechen mit der Anwesenheit (oder Abwesenheit) von ATP, welches das Energiemolekül ist, das die Kontraktion ermöglicht.

Wenn ATP an das Aktinfilament bindet, bewegt es es in eine Position, die seine Myosinbindungsstelle freilegt. Dies ermöglicht, dass der kugelförmige Kopf des Myosins an dieser Stelle anhaftet, um die Kreuzbrücke zu bilden.

Diese Vereinigung bewirkt, dass die Phosphatgruppe von ATP dissoziiert, und somit initiiert Myosin seine Funktion. Dann tritt das Myosin in einen Zustand niedrigerer Energie ein, in dem das Sarkomer verkürzt werden kann.

Um die Kreuzbrücke zu durchbrechen und im nächsten Zyklus erneut die Bindung von Myosin an das Aktin zu ermöglichen, ist die Bindung eines weiteren ATP-Moleküls an das Myosin notwendig. Das heißt, das ATP-Molekül ist sowohl für die Kontraktion als auch für die Entspannung notwendig.

Histologie

Die histologischen Schnitte des Muskels zeigen die anatomischen Eigenschaften der Sarkomere. Dicke Filamente, die aus Myosin bestehen, sind sichtbar und werden als die A-Bande eines Sarkomers dargestellt.

Dünne Filamente, die aus Aktin bestehen, binden an ein Protein auf der Z-Scheibe (oder Z-Linie), genannt Alpha-Actinin, und sind entlang der gesamten Länge von Band I und einem Teil von Band A vorhanden.

Der Bereich, in dem sich die dicken und dünnen Filamente überlappen, hat ein dichtes Erscheinungsbild, da zwischen den Filamenten wenig Platz ist. Dieser Bereich, in dem sich die dünnen und dicken Filamente überlappen, ist sehr wichtig für die Muskelkontraktion, da dort die Bewegung des Filaments beginnt.

Die dünnen Filamente erstrecken sich nicht vollständig in den Bändern A und hinterlassen einen zentralen Bereich des Bandes A, der nur dicke Filamente enthält. Dieser zentrale Bereich von Band A scheint etwas heller als der Rest von Band A und heißt Zone H.

Das Zentrum der Zone H hat eine vertikale Linie, die Linie M genannt wird, in der akzessorische Proteine ​​die dicken Filamente zusammenhalten.

Die Hauptkomponenten der Histologie eines Sarkomers sind im Folgenden zusammengefasst:

Band A

Thick Filament Zone, bestehend aus Myosin-Proteinen.

Zone H

Zentrale Zone der Bande A, ohne Aktin-Proteine, wenn der Muskel entspannt ist.

Band I

Zone der dünnen Filamente, bestehend aus Aktin-Proteinen (ohne Myosin).

Z-Scheiben

Dies sind die Grenzen zwischen benachbarten Sarkomeren, die von Aktin-bindenden Proteinen senkrecht zum Sarkomer gebildet werden.

Linie M

Zentrale Zone, die von akzessorischen Proteinen gebildet wird. Sie befinden sich in der Mitte des dicken Myosinfilaments, senkrecht zum Sarkomer.

Wie bereits erwähnt, tritt eine Schrumpfung auf, wenn die dicken Filamente in schneller Folge entlang der feinen Filamente gleiten, um die Myofibrillen zu verkürzen. Es ist jedoch ein entscheidender Unterschied zu beachten, dass die Myofilamente selbst nicht kontrahieren; es ist die Schiebewirkung, die ihnen ihre Kraft gibt, zu kürzen oder zu verlängern.

Referenzen

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