โครงสร้าง Sarcomere และชิ้นส่วนฟังก์ชั่นและเนื้อเยื่อวิทยา



ซีก มันเป็นหน่วยการทำงานพื้นฐานของกล้ามเนื้อโครงร่างนั่นคือของกล้ามเนื้อโครงร่างและหัวใจ Skeletal กล้ามเนื้อเป็นประเภทของกล้ามเนื้อที่ใช้ในการเคลื่อนไหวโดยสมัครใจและกล้ามเนื้อหัวใจเป็นกล้ามเนื้อที่เป็นส่วนหนึ่งของหัวใจ.

หากต้องการบอกว่า sarcomere เป็นหน่วยการทำงานหมายความว่าส่วนประกอบทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการหดตัวจะถูกบรรจุไว้ในแต่ละ sarcomere ในความเป็นจริงกล้ามเนื้อเชิงเส้นนั้นประกอบด้วยกล้ามเนื้อขนาดเล็กหลายล้านตัวที่สั้นลงทีละตัวโดยการหดตัวของกล้ามเนื้อแต่ละครั้ง.

นี่คือวัตถุประสงค์หลักของ sarcomere sarcomeres สามารถเริ่มต้นการเคลื่อนไหวขนาดใหญ่โดยการทำสัญญาในเวลาเดียวกัน โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ช่วยให้ยูนิตขนาดเล็กเหล่านี้สามารถประสานการหดตัวของกล้ามเนื้อได้.

ในความเป็นจริงคุณสมบัติการหดตัวของกล้ามเนื้อเป็นลักษณะที่กำหนดของสัตว์เนื่องจากการเคลื่อนไหวของสัตว์นั้นเรียบและซับซ้อนอย่างน่าทึ่ง การเคลื่อนไหวต้องมีการเปลี่ยนแปลงความยาวของกล้ามเนื้อในขณะที่มันโค้งงอซึ่งต้องมีโครงสร้างโมเลกุลที่ช่วยให้กล้ามเนื้อสั้นลง.

ดัชนี

  • 1 โครงสร้างและชิ้นส่วน
    • 1.1 Myofibrils
    • 1.2 Myosin และ actin
    • 1.3 Myofilaments
  • 2 ฟังก์ชั่น
    • 2.1 การมีส่วนร่วมของ myosin
    • 2.2 สหภาพ myosin และ actiba
  • 3 มิญชวิทยา
    • 3.1 Band A
    • 3.2 โซน H
    • 3.3 Band I
    • 3.4 Z ดิสก์
    • 3.5 Line M
  • 4 อ้างอิง

โครงสร้างและชิ้นส่วน

หากตรวจสอบเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อโครงร่างอย่างใกล้ชิดจะมีการตรวจพบลักษณะแถบที่เรียกว่า striation "แถบ" เหล่านี้แสดงถึงรูปแบบของแถบสลับแสงและมืดซึ่งสอดคล้องกับเส้นใยโปรตีนที่แตกต่างกัน นั่นคือแถบเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยเส้นใยโปรตีนแบบ interlaced ที่ประกอบขึ้นเป็นแต่ละ sarcomere.

myofibrils

เส้นใยกล้ามเนื้อประกอบด้วยออร์แกเนลล์หดตัวหลายแสนถึงหมื่นเรียกว่า myofibrils Myofibrils เหล่านี้จัดเรียงขนานกับเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ อย่างไรก็ตาม myofibrils นั้นเป็นโพลีเมอร์ซึ่งก็คือหน่วย sarcomeres ซ้ำ ๆ.

Myofibrils เป็นเส้นใยที่มีโครงสร้างและมีความยาวและทำมาจากเส้นใยโปรตีนสองชนิดที่เรียงซ้อนกัน.

Myosin และ actin

Myosin เป็นเส้นใยหนาที่มีหัวเป็นทรงกลมและ Actin เป็นเส้นใยที่บางกว่าซึ่งทำปฏิกิริยากับ myosin ในระหว่างกระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อ.

Myofibril ที่กำหนดมีประมาณ 10,000 sarcomeres ซึ่งแต่ละอันมีความยาวประมาณ 3 ไมโครเมตร ในขณะที่แต่ละ sarcomere มีขนาดเล็ก sarcomeres รวมหลายขยายความยาวของเส้นใยกล้ามเนื้อ.

myofilaments

แต่ละ sarcomere ประกอบด้วยลำแสงที่หนาและบางของโปรตีนที่กล่าวถึงข้างต้นซึ่งรวมกันเรียกว่า myofilaments.

โดยการขยายส่วนของ myofilaments คุณสามารถระบุโมเลกุลที่ทำขึ้น เส้นใยหนาทำจาก myosin ในขณะที่เส้นใยชั้นดีทำจาก actin.

Actin และ myosin เป็นโปรตีนที่หดตัวที่ทำให้กล้ามเนื้อสั้นลงเมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน นอกจากนี้เส้นใยบาง ๆ ยังมีโปรตีนชนิดอื่นที่มีฟังก์ชั่นการควบคุมที่เรียกว่า troponin และ tropomyosin ซึ่งควบคุมการทำงานร่วมกันระหว่างโปรตีนที่หดตัว.

ฟังก์ชั่น

หน้าที่หลักของ sarcomere คือการยอมให้เซลล์กล้ามเนื้อหดตัว สำหรับเรื่องนี้ sarcomere จะต้องสั้นลงในการตอบสนองต่อแรงกระตุ้นประสาท.

เส้นใยที่หนาและบางไม่สั้นลง แต่เลื่อนไปมารอบ ๆ ซึ่งทำให้เกิด sarcomere ที่จะย่นในขณะที่เส้นใยจะรักษาความยาวเท่ากัน กระบวนการนี้เรียกว่าแบบจำลองของเส้นใยเลื่อนของการหดตัวของกล้ามเนื้อ.

การเลื่อนของไส้หลอดทำให้เกิดความตึงเครียดของกล้ามเนื้อซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นการมีส่วนร่วมหลักของ sarcomere การกระทำนี้ช่วยให้กล้ามเนื้อแข็งแรงทางกายภาพของพวกเขา.

การเปรียบเทียบอย่างรวดเร็วกับสิ่งนี้คือวิธีที่บันไดยาวสามารถยืดหรือพับได้ขึ้นอยู่กับความต้องการของเราโดยไม่ทำให้ชิ้นส่วนโลหะของมันสั้นลง.

การมีส่วนร่วมของ Myosin

โชคดีที่การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้เสนอความคิดที่ดีว่าการเลื่อนหลุดนี้ทำงานอย่างไร ทฤษฎีของไส้หลอดแบบเลื่อนได้รับการปรับเปลี่ยนเพื่อรวมถึงวิธีที่ myosin สามารถดึงแอคตินเพื่อลดความยาวของ sarcomere.

ในทฤษฎีนี้หัวกลมของ myosin ตั้งอยู่ใกล้กับ actin ในพื้นที่ที่เรียกว่าภูมิภาค S1 ภูมิภาคนี้เต็มไปด้วยเซ็กเมนต์ที่มีบานพับซึ่งสามารถงอได้และทำให้เกิดการหดตัว.

การโค้งงอของ S1 อาจเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่า myosin สามารถ "เดิน" ไปตามเส้นใยแอคตินได้อย่างไร นี่คือความสำเร็จโดยการผูกพันรอบของชิ้นส่วน myosin S1, การหดตัวและการเปิดตัวครั้งสุดท้ายของมัน.

ยูเนี่ยนของ myosin และ actiba

เมื่อ myosin และ actin มารวมกันพวกมันจะสร้างส่วนขยายที่เรียกว่า "สะพานข้าม" สะพานข้ามเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นและแตกได้ด้วยการมีอยู่ (หรือไม่มี) ของ ATP ซึ่งเป็นโมเลกุลพลังงานที่ทำให้เกิดการหดตัว.

เมื่อ ATP ผูกกับใยแอคตินมันจะย้ายไปยังตำแหน่งที่ทำให้เกิดการรวมตัวของ myosin สิ่งนี้ทำให้หัวกลมของ myosin แนบกับไซต์นี้เพื่อสร้างสะพานข้าม.

การรวมกันนี้ทำให้กลุ่มฟอสเฟตของ ATP แยกตัวออกจากกันและทำให้ myosin เริ่มต้นการทำงานของมัน จากนั้น myosin จะเข้าสู่สถานะของพลังงานที่ต่ำกว่าซึ่ง sarcomere สามารถสั้นลงได้.

หากต้องการทำลายสะพานข้ามและอนุญาตให้มีการจับตัวของ myosin เพื่อทำหน้าที่ในรอบต่อไปอีกครั้งจำเป็นต้องผูกโมเลกุลของ ATP กับ myosin อีกครั้ง นั่นคือโมเลกุล ATP นั้นจำเป็นสำหรับการหดตัวและการผ่อนคลาย.

จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ

ส่วนเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อแสดงลักษณะทางกายวิภาคของ sarcomeres ไส้หนาประกอบด้วย myosin สามารถมองเห็นได้และแสดงเป็นวง A ของ sarcomere.

เส้นใยบาง ๆ ประกอบด้วยแอคตินผูกกับโปรตีนในจาน Z (หรือเส้น Z) เรียกว่าอัลฟ่า - แอคตินินและมีอยู่ตลอดความยาวของวงดนตรี I และส่วนหนึ่งของวงดนตรี A.

บริเวณที่มีเส้นใยหนาและบางทับซ้อนกันมีลักษณะหนาแน่นเนื่องจากมีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างเส้นใย บริเวณนี้ซึ่งเส้นใยบางและหนาทับซ้อนกันเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการหดตัวของกล้ามเนื้อเนื่องจากเป็นสถานที่ที่การเคลื่อนไหวของเส้นใยเริ่มต้น.

เส้นใยบาง ๆ ไม่ขยายอย่างสมบูรณ์ในวงดนตรี A ออกจากพื้นที่ภาคกลางของวงดนตรี A ที่มีเส้นใยหนาเท่านั้น แถบกลางของ A นี้ดูเบากว่าย่านอื่นใน A เล็กน้อยและเรียกว่าโซน H.

ศูนย์กลางของโซน H มีเส้นแนวตั้งที่เรียกว่าเส้น M ซึ่งโปรตีนเสริมประกอบเข้าด้วยกันเป็นเส้นหนา.

ส่วนประกอบหลักของเนื้อเยื่อวิทยาของ sarcomere สรุปได้ดังนี้:

วงดนตรี

โซนใยหนาประกอบด้วยโปรตีน myosin.

โซน H

โซนกลางของย่านความถี่ A โดยไม่มีโปรตีนแอคตินทับเมื่อกล้ามเนื้อผ่อนคลาย.

วงดนตรีฉัน

โซนของเส้นใยบาง ๆ ประกอบด้วยโปรตีนแอคติน (ไม่มีไมโอซิน).

ดิสก์ Z

มีขอบเขตระหว่าง sarcomeres ที่อยู่ติดกันซึ่งเกิดจากโปรตีนที่จับกับโปรตีนในแนวตั้งฉากกับ sarcomere.

สาย M

โซนส่วนกลางเกิดจากโปรตีนเสริม พวกเขาตั้งอยู่ในใจกลางของเส้นใยหนาของ myosin ตั้งฉากกับ sarcomere.

ดังกล่าวข้างต้นการหดตัวเกิดขึ้นเมื่อเส้นใยหนาเลื่อนไปตามเส้นใยที่ดีอย่างต่อเนื่องเพื่อลด myofibrils อย่างไรก็ตามความแตกต่างที่สำคัญที่ต้องจำไว้ก็คือ myofilaments เองไม่ได้ทำสัญญา มันเป็นการกระทำแบบเลื่อนที่ให้พลังแก่พวกเขาในการย่นหรือยืดให้สั้นลง.

การอ้างอิง

  1. Clarke, M. (2004) ไส้หลอดแบบเลื่อนที่ 50. ธรรมชาติ, 429(6988), 145.
  2. Hale, T. (2004) สรีรวิทยาการออกกำลังกาย: แนวทางเฉพาะเรื่อง (ฉบับที่ 1) ไวลีย์
  3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). สรีรวิทยาการแพทย์: หลักการแพทย์คลินิก (ฉบับที่ 4) Lippincott Williams & Wilkins.
  4. Spudich, J. A. (2001) รูปแบบการข้ามสะพาน myosin. รีวิวธรรมชาติชีววิทยาเซลล์โมเลกุล, 2(5), 387-392.
  5. Thibodeau, P. (2013). กายวิภาคและ Phisiology (8TH) Mosby, Inc.
  6. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). หลักการกายวิภาคและสรีรวิทยา (วันที่ 13 ed.) John Wiley & Sons Inc.