- Druhy svalových vlákien
- štruktúra
- Tenké vlákna
- Husté vlákna
- Organizácia
- Ako sú myofily usporiadané v sarkoméroch?
- Mechanizmus kontrakcie
- Referencie
Tieto myofilaments sú kontraktilné proteíny myofibril, ktoré sú štruktúrne jednotky svalových buniek, buniek podlhovasté nazývané svalových vlákien.
Svalové vlákna a ich zložky majú konkrétne názvy. Napríklad membrána, cytoplazma, mitochondria a endoplazmatické retikulum sú známe ako sarkolemma, sarkoplazma, sarkozómy a sarkoplazmatické retikulum.
Štruktúra myofilamentov (Zdroj: Mikael Häggström, použité so súhlasom. Via Wikimedia Commons)
Rovnakým spôsobom sa kontraktívne prvky vo vnútri nazývajú spoločne myofibrily; a kontraktilné proteíny, ktoré tvoria myofibrily, sa nazývajú myofilamenty.
Existujú dva typy vlákien: tenké a silné. Tenké vlákna sa skladajú hlavne z troch proteínov: F-aktín, tropomyozín a troponín. Hrubé vlákna sú vyrobené výlučne z iného proteínu známeho ako myozín II.
Okrem týchto sú s hustými aj tenkými vláknami asociované aj iné proteíny, ktoré však nemajú kontraktilné funkcie, ale skôr štruktúrne funkcie, medzi ktoré patria napríklad titín a nebulín.
Druhy svalových vlákien
Osobitné usporiadanie myofilamentov, ktoré tvoria myofibrily, vedie k vzniku dvoch typov svalových vlákien: pruhovaných svalových vlákien a vlákien hladkého svalstva.
Pruhované svalové vlákna, keď sa skúmajú pod optickým mikroskopom, vykazujú vzorec pruhov alebo priečnych pásov, ktoré sa opakujú na celom ich povrchu a ktoré pomenujú sval, ktorý ich obsahuje, priečne pruhovaného svalu. Existujú dva typy pruhovaných svalových vlákien, kostrové a srdcové.
Svalové vlákna, ktoré nevykazujú tento profil priečnych pásov, sa nazývajú hladké vlákna. Sú to tie, ktoré tvoria svaly cievnych stien a vnútornosti.
štruktúra
Tenké vlákna
Tieto myofily sa skladajú z F aktínu a dvoch súvisiacich proteínov: tropomyozínu a troponínu, ktoré majú regulačné funkcie.
F aktín alebo vláknitý aktín je polymér iného menšieho globulárneho proteínu nazývaného G aktín alebo globulárny aktín s molekulovou hmotnosťou približne 42 kDa. Má väzbové miesto pre myozín a je usporiadané do dvoch reťazcov usporiadaných ako dvojitá špirála zložená z približne 13 monomérov na otáčku.
Vlákna F-aktínu sa vyznačujú tým, že majú dva póly: jeden pozitívny, smerujúci k Z disku a druhý negatívny, usporiadaný smerom k stredu sarkoméry.
Tropomyosín je tiež tvorený dvojreťazcovým polypeptidovým dvojreťazcovým reťazcom. Je to proteín s molekulovou hmotnosťou 64 kDa, ktorý vytvára vlákna, ktoré sú umiestnené v drážkach zanechaných dvojitými reťazcami špirály tenkých vlákien F-aktínu, akoby akoby „vyplňovali“ prázdne miesta v špirále.
V pokoji tropomyozín pokrýva alebo „pokrýva“ väzbové miesta aktínu pre myozín, čím bráni interakcii oboch proteínov, čo spôsobuje svalovú kontrakciu. Okolo každého tenkého vlákna a asi 25 - 30 metrov od začiatku každého tropomyozínu je ďalší proteín nazývaný troponín.
Troponín (Tn) je proteínový komplex tvorený tromi globulárnymi polypeptidovými podjednotkami nazývanými troponín T, C a I. Každá molekula tropomyozínu má pridružený komplex troponínu, ktorý ho reguluje, a spoločne sú zodpovedné za reguláciu iniciácie a ukončenia. svalovej kontrakcie.
Husté vlákna
Husté vlákna sú polyméry myozínu II, ktoré vážia 510 kDa a sú vyrobené z dvoch ťažkých reťazcov s hmotnosťou 222 kDa a štyroch ľahkých reťazcov. Ľahké reťazce sú dvoch typov: 18 kDa základné ľahké reťazce a 22 kDa regulačné ľahké reťazce.
Každý ťažký reťazec myozínu II má tvar tyčinky s malou guľovou hlavou na konci, ktorá vyčnieva takmer 90 ° a má dve väzobné miesta, jedno pre aktín a jedno pre ATP. Preto tieto proteíny patria do rodiny ATPáz.
Husté vlákno sa skladá z viac ako 200 molekúl myozínu II. Guľovitá hlava každej z týchto molekúl sa počas kontrakcie správa ako „lopatka“, ktorá tlačí aktín, ku ktorému je pripojená, takže sa posúva smerom do stredu sarkoméry.
Organizácia
Vo svalovom vlákne s priečne pruhovanými kostrami myofibrily zaberajú väčšinu sarkoplazmy a sú usporiadané v usporiadaných pozdĺžnych zhlukoch v celej bunke.
V pozdĺžnom reze pozorovanom optickým mikroskopom sú pozorované svetelné pásy nazývané pásy I a tmavé pásy nazývané pásy A. Tieto pásy zodpovedajú usporiadaniu myofibríl, a teda myofilamentov, ktoré ich tvoria.
V strede pásma I je tmavá a tenká čiara nazývaná línia alebo disk Z. Stred každého pruhu A má svetlejšiu oblasť označovanú ako pásmo H, ktorá je centrálne rozdelená tmavšou čiarou nazývanou línia M. ,
Medzi dvoma líniami Z je opísaná štruktúra nazývaná sarkomér, ktorá je funkčnou jednotkou kostrového svalu. Sarkomér sa skladá zo kontraktívnych myofilamentov usporiadaných usporiadaným spôsobom do pásov A, H a hemi-pásma I na oboch koncoch.
Pásy I obsahujú iba tenké vlákna, pás A obsahuje hrubé vlákna prepletené na svojich dvoch koncoch jemnými vláknami a pásik H obsahuje iba silné vlákna.
Ako sú myofily usporiadané v sarkoméroch?
Husté aj tenké myofilamenty možno vidieť vyšetrením vzorky kostrových svalov pod elektrónovým mikroskopom. Hovorí sa o nich, že sa „vzájomne prelínajú“ alebo „prelínajú“ navzájom v sekvenčnom, usporiadanom a paralelnom usporiadaní.
Tenké vlákna pochádzajú z diskov Z a siahajú po každej strane v opačnom smere a smerom do stredu každej susednej sarkoméry. Z diskov Z na každom konci sarkoméry, v uvoľnenom svale, aktín putuje na začiatok H pásu na každej strane.
Vo svalových vláknach uvoľneného kostrového svalu teda hrubé myofily zaberajú centrálnu oblasť, ktorá tvorí tmavé pruhy alebo pruhy A; a tenké vlákna sa rozprestierajú na obidve strany sarkoméry bez toho, aby dosiahli jej stred.
V priereze v oblasti, kde sa prekrývajú hrubé a tenké vlákna, je možné pozorovať šesťuholníkový vzor, ktorý obsahuje hrubé vlákno v strede a šesť tenkých vlákien, ktoré ho obklopujú, a ktoré sú umiestnené na oboch okrajoch šesťuholníka. ,
Táto organizácia myofilamentov v sarkomere je zachovaná funkciou série proteínov asociovaných s myofilamentami, ktoré majú štruktúrne funkcie, medzi ktorými je možné zvýrazniť titín, alfa aktín, nebulín, myomesín a proteín C. ,
Mechanizmus kontrakcie
Keď sa acetylcholín (neurotransmiter) uvoľní do neuromuskulárnej doštičky stimuláciou motorického neurónu, svalové vlákno sa excituje a v sarkoplazmatickom retikule sa otvoria napäťovo riadené vápnikové kanály.
Vápnik sa viaže na troponín C, spôsobuje konformačnú zmenu v tropomyozíne, čím vystavuje aktívne miesta aktínu, a tak začína kontrakciu. Keď hladiny vápnika poklesnú, tropomyozín sa vráti do pôvodnej polohy a kontrakcia prestane.
Vystavenie väzbových miest aktínu myozínu umožňuje väzbu proteínov a myozínu tlačí aktín smerom do stredu sarkoméry, posúvajúc sa cez myozín.
Počas kontrakcie svalov sa línie Z každého sarkoméru približujú k stredu, približujú sa k línii M. Zvyšujúc interdigitáciu medzi aktínom a myozínom a znižujúc veľkosť pásov I a H. Stupeň skrátenia bude závisieť od súčtu. skrátenia každého zo sarkomérov kontraktovaného svalu.
Referencie
- Berne, R., & Levy, M. (1990). Fyziológia. Mosby; Medzinárodné vydanie.
- Fox, SI (2006). Human Physiology (9. vydanie). New York, USA: McGraw-Hill Press.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Textový atlas histológie (2. vydanie). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editors.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V. a Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. vydanie). McGraw-Hill Medical.
- Rawn, JD (1998). Biochémie. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
- Ross, M. a Pawlina, W. (2006). Histológie. Text a atlas s korelovanou bunkovou a molekulárnou biológiou (5. vydanie). Lippincott Williams & Wilkins.
- West, J. (1998). Fyziologické základy lekárskej praxe (12. vydanie). Mexico DF: Editorial Médica Panamericana.