A sarkomerer eller sarkomer är den grundläggande funktionella enheten för skelettmuskler, det vill säga skelett- och hjärtmuskel. Skelettmuskel är den typ av muskler som används vid frivillig rörelse och hjärtmuskel är den muskel som ingår i hjärtat..
Att säga att sarkomeren är den funktionella enheten innebär att alla komponenter som är nödvändiga för sammandragning finns i varje sarkomerer. I själva verket består skelettmuskulaturen av miljoner små sarkomerer som förkortas individuellt för varje muskelkontraktion..
Här ligger det huvudsakliga syftet med sarkomeren. Sarkomerer kan initiera stora rörelser genom att samarbeta tillsammans. Dess unika struktur gör att dessa små enheter kan samordna muskelsammandragningar.
I själva verket är muskelns sammandragningsegenskaper en avgörande egenskap hos djur, eftersom djurens rörelse är anmärkningsvärt smidig och komplex. Rörelse kräver en förändring i längden på muskeln när muskeln böjer sig, vilket kräver en molekylär struktur som möjliggör förkortning av muskeln..
Om skelettmuskelvävnaden undersöks noggrant observeras ett randigt utseende som kallas striering. Dessa "ränder" representerar ett mönster av alternerande band, ljusa och mörka, motsvarande olika proteinfilament. Dessa ränder består av sammanflätade proteinfibrer som utgör varje sarkom..
Muskelfibrer består av hundratals till tusentals kontraktila organeller som kallas myofibriller; Dessa myofibriller är ordnade parallellt för att bilda muskelvävnad. Emellertid är själva myofibrillerna i huvudsak polymerer, det vill säga upprepande enheter av sarkomerer..
Myofibriller är långa, fibrösa strukturer och är gjorda av två typer av proteinfilament som staplas ovanpå varandra..
Myosin är en tjock fiber med ett globulärt huvud, och aktin är en tunnare glödtråd som samverkar med myosin under muskelsammandragningsprocessen..
En given myofibril innehåller cirka 10 000 sarkomerer, var och en är ungefär 3 mikron lång. Även om varje sarkomer är liten sträcker sig flera aggregerade sarkomerer längs muskelfibern.
Varje sarkomer består av tjocka och tunna buntar av proteinerna som nämns ovan, som tillsammans kallas myofilament..
Genom att förstora en del av myofilamenten kan molekylerna som bildar dem identifieras. De tjocka trådarna är gjorda av myosin, medan de fina trådarna är gjorda av aktin.
Actin och myosin är kontraktila proteiner som orsakar muskelförkortning när de interagerar med varandra. Dessutom innehåller de tunna filamenten andra proteiner med reglerande funktion som kallas troponin och tropomyosin, som reglerar interaktionen mellan kontraktila proteiner..
Den viktigaste funktionen för sarkomeren är att låta en muskelcell dra ihop sig. För att göra detta måste sarkomeren förkortas som svar på en nervimpuls..
De tjocka och tunna filamenten förkortas inte utan glider istället runt varandra, vilket gör att sarkomeren förkortas medan filamenten förblir lika långa. Denna process är känd som den glidande filamentmodellen för muskelkontraktion..
Glödningen av glödtråden genererar muskelspänningar, vilket utan tvekan är det viktigaste bidraget från sarkomeren. Denna åtgärd ger musklerna sin fysiska styrka..
En snabb analogi med detta är hur en lång stege kan förlängas eller vikas beroende på våra behov utan att fysiskt förkorta metalldelarna..
Lyckligtvis erbjuder ny forskning en bra uppfattning om hur denna slip fungerar. Den glidande filamentteorin har modifierats för att inkludera hur myosin kan dra på aktin för att förkorta längden på sarkomeren..
I denna teori är myosinets globulära huvud nära actin i ett område som kallas S1-regionen. Denna region är rik på gångjärnssegment som kan böjas och därmed underlätta sammandragning..
S1-böjning kan vara nyckeln till att förstå hur myosin kan "gå" längs aktinfilament. Detta uppnås genom cykler av myosin S1-fragmentbindning, sammandragning och slutlig frisättning..
När myosin och actin går ihop bildar de förlängningar som kallas "korsbroar". Dessa tvärbryggor kan bildas och brytas i närvaro (eller frånvaro) av ATP, som är den energiska molekylen som möjliggör sammandragning..
När ATP binder till aktinfilamentet flyttar det det till en position som exponerar sitt myosinbindande ställe. Detta gör att det myosinformade kulehuvudet kan bindas till denna plats för att bilda tvärbryggan..
Denna bindning orsakar fosfatgruppen i ATP att dissocieras och därmed börjar myosin sin funktion. Myosinet går sedan in i ett lägre energitillstånd där sarkomeren kan förkortas..
För att bryta tvärbryggan och låta myosin bindas till aktin igen i nästa cykel är det nödvändigt att binda en annan ATP-molekyl till myosin. Det vill säga ATP-molekylen är nödvändig för både sammandragning och avkoppling..
Histologiska sektioner av muskeln visar de anatomiska egenskaperna hos sarkomererna. De tjocka filamenten, sammansatta av myosin, är synliga och representeras som A-bandet för en sarkomer.
De tunna filamenten, som består av aktin, binder till ett protein i Z-skivan (eller Z-linjen) som kallas alfa-aktinin och finns i hela I-bandets längd och en del av A-bandet.
Regionen där de tjocka och tunna filamenten överlappar har ett tätt utseende, eftersom det finns lite utrymme mellan filamenten. Detta område där de tunna och tjocka trådarna överlappar var mycket viktigt för muskelkontraktion, eftersom det är platsen där filamentets rörelse börjar..
De tunna trådarna sträcker sig inte helt in i A-banden och lämnar en central region i A-bandet som endast innehåller tjocka trådar. Denna centrala region av band A verkar något lättare än resten av band A och kallas zon H.
Mitten av H-zonen har en vertikal linje som kallas M-linjen, där tillbehörsproteiner håller ihop de tjocka filamenten..
Huvudkomponenterna i en sarkomers histologi sammanfattas nedan:
Tjock filamentzon, sammansatt av myosinproteiner.
Central A-bandzon, inga överlappande aktinproteiner när musklerna är avslappnade.
Tunn filamentzon, sammansatt av aktinproteiner (utan myosin).
De är gränserna mellan intilliggande sarkomerer, bildade av aktinbindande proteiner vinkelrätt mot sarkomeren..
Central zon bildad av tillbehörsproteiner. De ligger i mitten av det tjocka myosinfilamentet, vinkelrätt mot sarkomeren.
Som nämnts tidigare sker sammandragning när tjocka trådar glider längs tunna trådar i snabb följd för att förkorta myofibriller. En avgörande åtskillnad att komma ihåg är dock att myofilamenten själva inte dras samman; det är den glidande åtgärden som ger dem sin förmåga att förkorta eller förlänga.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.