Sarcomere definice

sarcomere je funkční jednotkou příčně pruhovaného svalu. To znamená, že je to nejzákladnější jednotka, která tvoří náš kosterní sval. Kosterní sval je svalový typ, který iniciuje veškeré naše dobrovolné hnutí. V tom spočívá hlavní účel sarkomery. Sarkomery jsou schopny iniciovat velký, zametací pohyb tím, že se Unisono uzavírají. Jejich jedinečná struktura umožňuje těmto malým jednotkám koordinovat kontrakce našich svalů.

obrázek zobrazuje kosterní svalové vlákno.

ve skutečnosti jsou kontraktilní vlastnosti svalu definující charakteristikou zvířat. Pohyb zvířat je pozoruhodně plynulý a složitý. Obratný pohyb vyžaduje změnu délky svalů, jak se sval ohýbá. To vyžaduje molekulární strukturu, která se může zkrátit spolu se zkrácením svalu. Takové náležitosti se nacházejí v sarkomeru.

při bližším zkoumání vydává tkáň kosterního svalstva pruhovaný vzhled, nazývaný pruhování. Tyto „pruhy“ jsou vydávány vzorem střídavých světlých a tmavých pásů odpovídajících různým proteinovým vláknům. Tyto pruhy jsou tvořeny zámkovými vlákny, které obsahují každou sarkomeru. Tubulární vlákna zvaná myofibrily jsou základními složkami, které tvoří svalovou tkáň. Samotné myofibrily jsou však v podstatě polymery nebo opakující se jednotky sarkomeru. Myofibrily jsou vláknité a dlouhé a jsou vyrobeny ze dvou typů proteinových vláken, které se hromadí na sobě. Myosin je tlusté vlákno s kulovou hlavou, a aktin je tenčí vlákna, která spolupracuje s myosin, když jsme flex.

zobrazený je základní ilustrací základních složek kosterního svalu až po sarkomeru.

Sarkomerová struktura

při pohledu pod mikroskopem jsou svalová vlákna různých délek uspořádána do skládaného vzoru. Prameny myofibrilu, tedy aktin a myosin, tvoří svazky vláken uspořádaných paralelně k sobě. Když se sval v našem těle Stahuje, rozumí se, že způsob, jakým se to děje, následuje teorii posuvných vláken. Tato teorie předpovídá, že sval se Stahuje, když se vlákna mohou klouzat proti sobě. Tato interakce je tedy schopna vyvolat kontraktilní sílu. Důvodem, proč je sarkomerová struktura v této teorii tak zásadní, je to, že sval musí fyzicky zkrátit. Existuje tedy potřeba jednotky, která je schopna kompenzovat prodloužení nebo zkrácení ohýbacího svalu.

sliding filament teorie byla poprvé navrhl vědci, kteří používají high-resolution mikroskopie a vlákna skvrny pozorovat myozinová a aktinová filamenta v akci v různých fázích kontrakce. Byli schopni vizualizovat fyzické prodloužení sarkomeru v jeho uvolněném stavu a zkrácení v jeho smluvním stavu. Jejich pozorování vedla k objevu sarkomerních zón.

obrázek zobrazuje strukturu Sarkomeru. (Každá zóna je označena).

nejprve si všimli, že dynamické změny, které probíhaly, byly vždy děje na stejná místa, nebo zóny. Všimli si, že jedna zóna opakovaného sarkomeru, později nazývaná „pás“, udržovala konstantní délku během kontrakce. Pás A má vyšší obsah tlustého myosinového vlákna, jak se očekává tuhostí oblasti. Pás A je oblast ve středu sarkomeru, kde se překrývají silná a tenká vlákna. To dalo vědcům představu o centrální poloze myosinu. V pásmu A je zóna H, což je oblast složená pouze z tlustého myosinu. V podstatě kapela může být myšlenka zahrnout „všechny“ myosin včetně myosin prolíná s aktinu v jeho cibulovitou hlavou. Nachází se na každém konci délky sarkomeru je i pásmo. I pásy jsou dvě oblasti, které obsahují výhradně tenké vlákno. Rychlý způsob, jak si to pamatovat, je, že i kapela má „tenká, aktinová“ vlákna. Silná vlákna jsou umístěna ne příliš daleko od místa i. pásma; ale na obou stranách jejich okraje vymezují, kde končí silná vlákna. Podobně linie Z nebo disky, které dávají sarkomerům pruhovaný vzhled pod světelným mikroskopem, ve skutečnosti vymezují oblasti mezi sousedními sarkomery. Linka M, nebo střední dělení, se nachází přímo uprostřed linií Z a obsahuje méně důležité třetí vlákno zvané myomesin.

Filament mental shortcut:

Jak již bylo zmíněno dříve, kontrakce se stane, když tlustý vlákna klouzat podél tenkých vláken v rychlém sledu ke zkrácení myofibril. Nicméně, zásadní rozdíl k zapamatování je, že myofilamenta sami nemají smlouvu. Je to posuvná akce, která jim propůjčuje jejich sílu ke zkrácení nebo prodloužení.

Sarkomerová funkce

posuvné vlákno vytváří svalové napětí, což je bezesporu hlavním přínosem sarkomeru. Tato akce propůjčuje svalům jejich fyzickou sílu. Rychlou analogií je způsob, jakým lze dlouhý žebřík prodloužit nebo složit v závislosti na našich potřebách, aniž by fyzicky zkrátil jeho kovové části.

naštěstí nám nedávný výzkum dává dobrou představu o tom, jak toto posuvné funguje. Teorie posuvných vláken byla upravena tak, aby zahrnovala, jak je myosin schopen přitahovat aktin, aby zkrátil délku sarkomeru. V této teorii je globulární hlava myosinu umístěna v blízkosti aktinu v oblasti zvané oblast S1. Tato oblast je bohatá na kloubové segmenty, které se mohou ohýbat a tím usnadnit kontrakci. Ohýbání S1 může být klíčem k pochopení toho, jak je myosin schopen „chodit“ po délce aktinových vláken. Toho je dosaženo cyklováním myosin-aktinu. Jedná se o vazbu fragmentu myosinu S1, jeho kontrakci a jeho případné uvolnění.

když se myosin a aktin váží, tvoří rozšíření nazývaná “ cross-bridges.“Tyto křížové mosty se mohou tvořit a zlomit s přítomností (nebo nepřítomností) ATP. ATP umožňuje kontrakci S1. Když se ATP váže na aktinové vlákno, přesune jej do polohy, která odhaluje jeho vazebné místo myosinu. To umožňuje, aby se globulární hlava myosinu vázala na toto místo a vytvořila křížový most. Tato vazba způsobuje disociaci fosfátové skupiny ATP, a tak myosin iniciuje svůj výkonový zdvih. Myosin tak vstupuje do nižšího energetického stavu, kde se sarkomer může zkrátit. Kromě toho musí ATP vázat myosin, aby zlomil křížový most, a umožnit myosinu znovu vázat aktin a zahájit další křeč.

kvíz

1. Která zóna sarkomeru udržuje konstantní délku během kontrakce?
A. Z lines
b. a band
c. i band
D. S zóna

2. Který z následujících obsahuje pouze aktinové vlákno?
A. a band
B. H band
C. i band
D. Z line

3. Který z následujících obsahuje pouze myosinové vlákno?
A. a band
B. H band
C. i band
D. Z line

• Krans, Jacob et al. (2010). „Teorie posuvného vlákna svalové kontrakce.“Přírodní Výchova 3. 3(9):66.
• MH Education (2017). „Animace: Sarkomerová Kontrakce.“Lidská Anatomie: Mckinley O‘ Loughlin.“Citováno na 2017-6-16 z http://www.macroevolution.net/sarcomere.html
• Boundless (2017). „ATP a svalová kontrakce.“Boundless: Muskuloskeletální Systém. Retrieved on 2017-6-15 from https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/the-musculoskeletal-system-38/muscle-contraction-and-locomotion-218/atp-and-muscle-contraction-826-12069/