sarkomere definicja

a sarkomere jest jednostką czynnościową mięśnia prążkowanego. Oznacza to, że jest to najbardziej podstawowa jednostka, która składa się na nasze mięśnie szkieletowe. Mięśnie szkieletowe to rodzaj mięśni, który inicjuje cały nasz dobrowolny ruch. Tu leży główny cel sarkomere. Sarcomeres są w stanie zainicjować duży, zamiatanie ruchu poprzez kurczenie się w zgodzie. Ich unikalna struktura pozwala tym maleńkim jednostkom koordynować skurcze naszych mięśni.

obraz przedstawia włókno mięśni szkieletowych.

w rzeczywistości właściwości kurczliwe mięśni są charakterystyczną cechą zwierząt. Ruch zwierząt jest szczególnie płynny i złożony. Zręczny ruch wymaga zmiany długości mięśni w miarę zginania mięśni. Wymaga to struktury molekularnej, która może się skracać wraz ze skracaniem mięśni. Takie wymagania znajdują się w sarkomere.

po bliższej kontroli tkanka mięśni szkieletowych wydziela wygląd w paski, zwany prążkowaniem. Te „paski” są wydzielane przez wzór naprzemiennych jasnych i ciemnych pasm odpowiadających różnym włóknom białkowym. Paski te są tworzone przez Zazębiające się włókna, które składają się na każdy sarkomere. Włókna rurkowe zwane miofibryle są podstawowymi składnikami, które tworzą tkankę mięśniową. Jednak same miofibryle są zasadniczo polimerami lub powtarzającymi się jednostkami sarkomeru. Miofibryle są włókniste i długie, i wykonane z dwóch rodzajów włókien białkowych, które stos na siebie. Miozyna jest grubym włóknem z kulistą głową, a aktyna jest cieńszym włóknem, które oddziałuje z miozyną, gdy zginamy.

przedstawiony jest podstawową ilustracją podstawowych składników mięśni szkieletowych, aż do sarcomere.

struktura Sarkomere

podczas oglądania pod mikroskopem włókna mięśniowe o różnej długości są zorganizowane w ułożony wzór. Nici miofibrilu, a tym samym aktyna i miozyna, tworzą wiązki włókien ułożonych równolegle do siebie. Kiedy mięsień w naszym ciele kurczy się, rozumie się, że sposób, w jaki to się dzieje, wynika z teorii przesuwnych włókien. Teoria ta przewiduje, że mięśni umowy, gdy włókna wolno ślizgać się ze sobą. Ta interakcja jest zatem w stanie wytworzyć siłę skurczową. Jednak powodem, dla którego struktura sarcomere jest tak kluczowa w tej teorii, jest to, że mięsień musi fizycznie skrócić. Tak więc istnieje potrzeba jednostki, która jest w stanie zrekompensować wydłużenie lub skrócenie zginającego się mięśnia.

teoria włókien ślizgowych została po raz pierwszy postawiona przez naukowców, którzy używali mikroskopii o wysokiej rozdzielczości i plam z włókien do obserwacji włókien miozyny i aktyny w działaniu na różnych etapach skurczu. Byli w stanie wizualizować fizyczne wydłużenie sarkomeru w jego stanie relaksu i skrócenie w jego stanie zakontraktowanym. Ich obserwacje doprowadziły do odkrycia stref sarcomere.

rysunek przedstawia strukturę Sarcomere. (Każda strefa jest oznaczona).

Po raz pierwszy zauważyli, że zmiany dynamiczne, które miały miejsce, zawsze dzieją się w tych samych miejscach lub strefach. Zauważyli, że jedna strefa powtarzającego się sarkomeru, nazwana później „pasmem a”, utrzymywała stałą długość podczas skurczu. Pasmo A ma wyższą zawartość grubego włókna miozyny, zgodnie z oczekiwaniami ze względu na sztywność obszaru. Pasmo a to obszar w centrum sarcomere, w którym nakładają się grube i cienkie włókna. Dało to naukowcom wyobrażenie o centralnej lokalizacji miozyny. W obrębie pasma a znajduje się strefa H, która jest obszarem składającym się wyłącznie z gęstej miozyny. Zasadniczo, można myśleć, że pasmo a obejmuje „wszystkie” miozyny, w tym miozynę splecioną z aktyną na jej bulwiastej głowie. Na każdym końcu długości sarcomere znajduje się pasmo I. Pasma I to dwa regiony, które zawierają wyłącznie cienkie włókno. Szybkim sposobem na zapamiętanie tego jest to, że zespół I ma „cienkie, aktynowe” włókna. Grube włókna znajdują się niezbyt daleko od miejsca pasma I, ale po obu stronach ich marginesy wyznaczają miejsce, w którym kończą się grube włókna. Podobnie, linie Z lub dyski, które dają sarkomeres paski wygląd pod mikroskopem światła faktycznie wyznaczają regiony między sąsiednimi sarkomeres. Linia M lub środkowy podział znajduje się w środku linii Z i zawiera mniej ważne trzecie włókno zwane miomesyną.

skrót myślowy żarnika:

jak wspomniano wcześniej, skurcz występuje, gdy grube włókna przesuwają się wzdłuż cienkich włókien w szybkim tempie, aby skrócić miofibryle. Należy jednak pamiętać o tym, że włókna mięśniowe same w sobie się nie kurczą. To działanie ślizgowe nadaje im moc skracania lub wydłużania.

funkcja Sarkomere

przesuwanie się filamentu generuje napięcie mięśni, co bez wątpienia jest głównym wkładem sarkomere. Działanie to nadaje mięśniom ich siły fizycznej. Szybką analogią tego jest sposób, w jaki długa drabina może być przedłużana lub składana w zależności od naszych potrzeb, bez fizycznego skracania jej metalowych części.

na szczęście ostatnie badania dają nam dobre wyobrażenie o tym, jak działa ten ślizg. Teoria włókien ślizgowych została zmodyfikowana, aby uwzględnić, w jaki sposób miozyna jest w stanie przyciągać aktynę, aby skrócić długość sarkomeru. W tej teorii Głowa kulista miozyny znajduje się blisko aktyny w obszarze zwanym regionem S1. Region ten jest bogaty w segmenty zawiasowe, które mogą się zginać, a tym samym ułatwiać skurcz. Zginanie S1 może być kluczem do zrozumienia, w jaki sposób miozyna jest w stanie „chodzić” wzdłuż długości włókien aktyny. Osiąga się to przez cykle miozyny i aktyny. Jest to Wiązanie fragmentu miozyny S1, jej skurcz i ewentualne uwolnienie.

gdy miozyna i aktyna wiążą się, tworzą rozszerzenia zwane „mostkami krzyżowymi.”Te mosty krzyżowe mogą tworzyć się i zrywać z obecnością (lub brakiem) ATP. ATP umożliwia skurcz S1. Kiedy ATP wiąże się z włóknem aktyny, przesuwa go do pozycji, która ujawnia jego miejsce wiązania miozyny. To pozwala główce kulistej miozyny związać się z tym miejscem, tworząc mostek krzyżowy. Wiązanie to powoduje dysocjację grupy fosforanowej ATP i w ten sposób miozyna inicjuje jej skok mocy. W ten sposób miozyna wchodzi w stan niższej energii, w którym sarkomere może się skrócić. Co więcej, ATP musi wiązać miozynę, aby przerwać mostek krzyżowy i pozwolić miozynie ponownie związać aktynę i zainicjować następny skurcz.

Quiz

1. Która strefa sarkomeru utrzymuje stałą długość podczas skurczu?
A. Z lines
B. A band
C. I band
D. Strefa S

2. Który z poniższych produktów zawiera tylko włókno aktyny?
A. a band
B. H band
C. I band
D. Z line

3. Który z poniższych produktów zawiera tylko włókno miozyny?
A. a band
B. H band
C. I band
D. Z line

• (2010). „The sliding filament theory of muscle contraction.”Edukacja Przyrodnicza 3. 3(9):66.
• MH Education (2017). „Animacja: Skurcz Sarcomere.”Anatomia Człowieka: Mckinley O’ Loughlin.”Retrieved on 2017-6-16 from http://www.macroevolution.net/sarcomere.html
• Boundless (2017). „ATP i skurcz mięśni.”Bezgraniczne: Układ Mięśniowo-Szkieletowy. Pobrano: 2017-6-15 z https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/the-musculoskeletal-system-38/muscle-contraction-and-locomotion-218/atp-and-muscle-contraction-826-12069/