EN sarcomere eller sarcomere er den grundlæggende funktionelle enhed af skeletmuskler, det vil sige af skelet- og hjertemuskel. Skeletmuskulatur er den type muskel, der bruges i frivillig bevægelse, og hjertemuskel er den muskel, der er en del af hjertet..
At sige, at sarcomeren er den funktionelle enhed, betyder, at alle de komponenter, der er nødvendige for sammentrækning, er indeholdt i hver sarcomere. Faktisk består skeletmuskulatur af millioner af små sarkomerer, der forkorter hver for sig med hver muskelkontraktion..
Her ligger hovedformålet med sarkomeren. Sarcomerer er i stand til at indlede store bevægelser ved at indgå kontrakter i fællesskab. Dens unikke struktur gør det muligt for disse små enheder at koordinere muskelsammentrækninger.
Faktisk er muskels kontraktile egenskaber et afgørende kendetegn ved dyr, da dyrs bevægelse er bemærkelsesværdigt glat og kompleks. Bevægelse kræver en ændring i længden af musklen, når musklen bøjes, hvilket kræver en molekylær struktur, der muliggør forkortelse af musklen..
Hvis skeletmuskulaturvævet undersøges nøje, observeres et stribet udseende kaldet striering. Disse "striber" repræsenterer et mønster af alternerende bånd, lyse og mørke, svarende til forskellige proteinfilamenter. Det vil sige, at disse striber består af sammenflettede proteinfibre, der udgør hver sarkomer..
Muskelfibre består af hundreder til tusinder af kontraktile organeller kaldet myofibriller; Disse myofibriller er arrangeret parallelt for at danne muskelvæv. Imidlertid er myofibrillerne i det væsentlige polymerer, dvs. gentagende enheder af sarkomerer..
Myofibriller er lange, fibrøse strukturer og er lavet af to typer proteinfilamenter, der er stablet oven på hinanden..
Myosin er en tyk fiber med et kugleformet hoved, og actin er en tyndere glødetråd, der interagerer med myosin under muskelsammentrækningsprocessen..
En given myofibril indeholder ca. 10.000 sarkomerer, som hver er ca. 3 mikron i længden. Selvom hver sarkomer er lille, spænder flere aggregerede sarkomerer længden af muskelfiberne.
Hver sarkomer består af tykke og tynde bundter af de ovennævnte proteiner, som sammen kaldes myofilamenter..
Ved at forstørre en del af myofilamenterne kan de molekyler, der komponerer dem, identificeres. De tykke filamenter er lavet af myosin, mens de fine filamenter er lavet af actin.
Actin og myosin er kontraktile proteiner, der forårsager muskelforkortelse, når de interagerer med hinanden. Derudover indeholder de tynde filamenter andre proteiner med regulatorisk funktion kaldet troponin og tropomyosin, som regulerer interaktionen mellem kontraktile proteiner..
Sarkomererens hovedfunktion er at lade en muskelcelle trække sig sammen. For at gøre dette skal sarkomeren afkortes som reaktion på en nerveimpuls..
De tykke og tynde filamenter forkorter ikke, men glider i stedet rundt om hinanden, hvilket får sarkomeren til at forkorte, mens filamenterne forbliver i samme længde. Denne proces er kendt som den glidende filamentmodel for muskelsammentrækning..
Glidningen af glødetråden genererer muskelspænding, hvilket utvivlsomt er det vigtigste bidrag fra sarkomeren. Denne handling giver musklerne deres fysiske styrke..
En hurtig analogi til dette er den måde, hvorpå en lang stige kan forlænges eller foldes afhængigt af vores behov uden at forkorte metaldelene fysisk..
Heldigvis tilbyder nyere forskning en god idé om, hvordan denne slip fungerer. Den glidende glødetrådsteori er blevet ændret til at omfatte, hvordan myosin er i stand til at trække i actin for at forkorte længden af sarkomeren..
I denne teori er det kugleformede hoved af myosin placeret nær actin i et område kaldet S1-regionen. Denne region er rig på hængslede segmenter, der kan bøje og dermed lette sammentrækning..
S1-bøjning kan være nøglen til at forstå, hvordan myosin er i stand til at "gå" langs actinfilamenter. Dette opnås ved cyklusser af myosin S1-fragmentbinding, sammentrækning og endelig frigivelse..
Når myosin og actin går sammen, danner de udvidelser kaldet "krydsbroer". Disse tværbroer kan dannes og brydes i nærvær (eller fravær) af ATP, som er det energiske molekyle, der muliggør sammentrækning..
Når ATP binder sig til actinfilamentet, flytter det det til en position, der udsætter dets myosinbindende sted. Dette giver det kugleformede myosinhoved mulighed for at binde sig til dette sted for at danne tværbroen..
Denne binding får phosphatgruppen i ATP til at adskille sig, og således begynder myosin sin funktion. Myosinet går derefter i en lavere energitilstand, hvor sarkomeren kan afkortes..
For at bryde tværbroen og lade myosin binde til actin igen i den næste cyklus, er binding af et andet ATP-molekyle til myosin nødvendigt. Det vil sige ATP-molekylet er nødvendigt for både sammentrækning og afslapning..
Histologiske sektioner af muskelen viser de anatomiske træk ved sarkomerer. De tykke filamenter, der er sammensat af myosin, er synlige og er repræsenteret som et sarkomers A-bånd.
De tynde filamenter, der består af actin, binder til et protein i Z-skiven (eller Z-linjen) kaldet alfa-actinin og er til stede i hele I-båndets længde og en del af A-båndet.
Regionen, hvor de tykke og tynde filamenter overlapper hinanden, har et tæt udseende, da der er lidt plads mellem filamenterne. Dette område, hvor de tynde og tykke filamenter overlapper hinanden, er meget vigtigt for muskelsammentrækning, da det er stedet, hvor filamentets bevægelse begynder..
De tynde filamenter strækker sig ikke helt ind i A-båndene og efterlader et centralt område i A-båndet, der kun indeholder tykke filamenter. Denne centrale region af bånd A ser lidt lysere ud end resten af bånd A og kaldes zone H.
Midten af H-zonen har en lodret linje kaldet M-linjen, hvor tilbehørsproteiner holder de tykke filamenter sammen..
Hovedkomponenterne i en sarkomers histologi er opsummeret nedenfor:
Tyk filamentzone, der består af myosinproteiner.
Central A-båndzone, ingen overlappende actinproteiner, når musklerne er afslappede.
Tynd filamentzone, der består af actinproteiner (uden myosin).
De er grænserne mellem tilstødende sarkomerer dannet af actinbindende proteiner vinkelret på sarkomeren..
Central zone dannet af hjælpeproteiner. De er placeret i midten af det tykke myosinfilament, vinkelret på sarkomeren.
Som tidligere nævnt forekommer sammentrækning, når tykke filamenter glider langs tynde filamenter i hurtig rækkefølge for at forkorte myofibriller. En afgørende skelnen at huske er imidlertid, at myofilamenterne i sig selv ikke trækker sig sammen; det er den glidende handling, der giver dem deres magt til at forkorte eller forlænge.
Endnu ingen kommentarer