Miofibrilės ir sarkomerai

Raumenų ląstelių citoplazminį skystį daugiausia užima miofibrilės, sudarančios susitraukiantį komponentą.

Kiekvieną raumenų skaidulą sudaro apie 1000 miofibrilių, apgaubtų sarkoplazminiu tinklu; miofibrilės tęsiasi per visą pluošto ilgį ir yra suskirstytos į ilgus išilginius ryšulius.

Kiekvienos miofibrilės storis yra nuo 0,5 iki 2 µm, ilgis nuo 10 iki 100 mikronų (1 mikronas = 1/1000 mm).

Kaip ir buvo galima tikėtis, miofibrilės yra apsuptos sarkoplazminio tinklo, sudėtingos pūslelių ir kanalėlių sistemos, sukuriančios sarkotubulinę sistemą. Šios struktūros tikslas yra kaupti susitraukimui būtiną kalcį.

Vis labiau pereinant prie mikroskopo, mes atrandame, kad miofibrilės pačios susideda iš lygiagrečių miofilamentų, kurie yra dviejų tipų: stori ir ploni. Taip pat galima pastebėti būdingą ruožą išilgai pagrindinės miofibrilės ašies, nes reguliariai keičiasi šviesios ir tamsios juostos.

Tamsios juostos vadinamos juostomis arba diskais A
Šviesos juostos vadinamos I juostomis
Kiekviena I juosta yra padalinta į dvi Z linija
Kiekviena juosta A yra padalinta į dvi dalis juostele, vadinama H, dedama į jos centrinę dalį.

Miofibrilės ruožas tarp dviejų gretimų Z linijų

(1/2 juosta I + juosta A + 1/2 juosta I)

ima SARCOMERO vardą

Sarkomeras yra struktūrinis ir funkcinis miofibrilės vienetas, ty mažiausias raumenų vienetas, galintis susitraukti.

Vieno miofibrilo viduje įvairūs sarkomerai seka vienas kitą, tarsi sudarydami aukštą cilindrų krūvą. Be to, raumenyse pluoštai yra išdėstyti lygiagrečiai, todėl atitinkami sarkomerai yra sulygiuoti. Kitaip tariant, šalia Z linijos miofibrilėje visada yra gretimos miofibrilės Z linija; ši simetrija reiškia, kad apskritai visa raumenų skaidula atrodo skersai.

Miofilamentas

Stebimas elektroniniu mikroskopu, atrodo, kad kiekvienas sarkomeras yra suformuotas iš gijų pluošto, išdėstyto išilgai ir lygiagrečiai viena kitai. Šių miofilamentų komponentai yra du baltymai, vadinami aktinu ir miozinu.

Kiekvieno sarkomero centre yra apie tūkstantis storų gijų, susidedančių iš miozino. Galų gale šios baltymų molekulės sukuria ryšius su plonais siūlais, sudarytais iš „kito baltymo“ aktino.

Skeleto raumenų skaidulų ląstelėje šie susitraukiantys elementai (stori ir ploni siūlai) yra įrašomi į registrą ir yra iš dalies susieti (sudėti).

Storų (miozininių) gijų pluoštas yra sarkomero centre ir sudaro juostą A;
Plonų gijų pluoštas, sudarytas iš aktino, yra sarkomero poliuose ir sudaro dvi pusės juostas I, siekiančias iki Z diskų.

Ši sudėtinga struktūra yra raumenų susitraukimo pagrindas, kurį lemia plonų gijų stumdymas per storus.

Susitraukimo metu sarkomeras sutrumpėja dėl dviejų Z gijų artėjimo:

nors siūlų ir A juostos ilgis nesikeičia, I juosta ir H juosta sumažėja.

Reiškinio apibendrinimas lemia miofibrilių, raumenų skaidulų, fascikulų ir viso raumens sutrumpėjimą. Įdomu pastebėti, kad kiekvienas sarkomeris ramybės metu gali sutrumpėti iki 50% savo ilgio.

Raumenų susitraukimo metu aktomiozino tiltai nuolat susidaro ir ištirpsta, kol yra pakankamai kalcio jonų ir ATP; mes geriau aptarsime šį aspektą kitame straipsnyje.

Raumenų pluošto sukurtas įtempimas yra „tiesiogiai proporcingas kryžminių tiltų, kurie yra suformuoti tarp storų ir plonų filamentų, skaičiui“.

Vadinasi, per daug ištemptas ar per daug susitraukęs raumuo išvysto mažiau jėgos nei raumuo, susitraukiantis dėl optimalaus tempimo laipsnio.

Ilgio ir įtampos santykis raumenų susitraukime. Paveikslėlyje parodyta raumenų įtampa, atsižvelgiant į jo ilgį prieš pratimo / raumenų susitraukimo pradžią. Mes sutelkiame dėmesį į aktyviosios jėgos kreivę (raumenų susitraukimą), palikdami raudoną, susijusią su visa jėga ir mėlyna vienas, palyginti su pasyvia jėga (dėl nesusitraukiančių sarkomero komponentų - konektino / titino); visų pirma, sekdami kreivės tendenciją, susijusią su aktyvia jėga, pastebime, kad:

A) nėra aktyvios jėgos, nes nėra kontakto tarp miozino galvų ir aktino
Tarp A) ir B): dėl to, kad padidėja miozino galvų aktino surišimo vietos, aktyvioji jėga padidėja tiesiškai
Tarp B) ir C): aktyvi jėga pasiekia didžiausią piką ir išlieka santykinai stabili; šioje fazėje iš tikrųjų visos miozino galvos yra surištos su aktinu
Tarp C) ir D): aktyvioji jėga pradeda mažėti, nes aktino grandinių persidengimas sumažina miozino galvų surišimo vietas
E): kai miozinas susiduria su Z disku, nėra aktyvios jėgos, nes visos miozino galvutės yra pritvirtintos prie aktino; be to, miozinas yra suspaustas ant Z diskų ir veikia kaip spyruoklė, prieštaraujanti susitraukimui jėga, proporcinga suspaudimo laipsnis (dėl to sutrumpėja raumenys)