Sarcomro

Cos'è il sarcomer?

UN Sarcomro O sarcomra è l'unità funzionale fondamentale del muscolo striato, cioè muscolo scheletrico e cardiaco. Il muscolo scheletrico è il tipo di muscolo che viene usato nel movimento volontario e il muscolo cardiaco è il muscolo che fa parte del cuore.

Dire che il sarcomere è unità funzionale significa che tutti i componenti necessari per la contrazione sono contenuti in ciascun sarcomero. In effetti, il muscolo striato è costituito da milioni di piccoli sarcomini che sono abbreviati, individualmente, con ogni contrazione muscolare.

Micrografia di un sarcomere (sopra) e la sua rappresentazione (sotto)

Qui sta lo scopo principale del sarcomero. I sarcomeri sono in grado di iniziare grandi movimenti quando si contraggono all'unisono. La sua struttura unica consente a queste piccole unità di coordinare le contrazioni muscolari.

In effetti, le proprietà contrattili dei muscoli sono una caratteristica distintiva degli animali, poiché il movimento degli animali è straordinariamente morbido e complesso. La locomozione richiede un cambiamento di lunghezza muscolare in quanto si flette, che richiede una struttura molecolare che consente l'accorciamento dei muscoli.

Parti del sarcomero (struttura)

Se il tessuto muscolare scheletrico viene esaminato da vicino, si osserva un aspetto graffiato chiamato striatura. Queste "strisce" rappresentano un modello di bande alternative, chiare e scure, che corrispondono a diversi filamenti proteici. Cioè, queste strisce sono formate intrattenendo fibre proteiche che compongono ogni sarcomero.

L'illustrazione di un sarcomero, i filamenti fini e spessi e il meccanismo di contrazione meccanica sono dettagliati

Miofibrille

Le fibre muscolari sono composte da centinaia a migliaia di organelli contrattili chiamati miofibrille; Questi miofibrille sono disposti in parallelo per formare il tessuto muscolare. Tuttavia, gli stessi miofibrille sono essenzialmente polimeri, cioè unità di sarcome ripetitive.

Le miofibrille sono strutture fibrose e lunghe e sono realizzati con due tipi di filamenti proteici che sono impilati uno sopra l'altro.

Miosina e actin

La miosina è una fibra spessa con una testa globulare e l'actina è un filamento più sottile che interagisce con la miosina durante il processo di contrazione muscolare.

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Un dato miofibrilla contiene circa 10.000 sarcomeri, ognuno dei quali ha circa 3 micrometri di lunghezza. Mentre ogni sarcomero è piccolo, diversi sarcomeri aggregati coprono la lunghezza delle fibre muscolari.

MyOfilaments

Ogni sarcomro è costituito da raggi spessi e sottili delle proteine ​​sopra menzionate, che insieme sono chiamate miofilamenti.

Espandendo una porzione di miofilamenti, le molecole che li compongono possono essere identificate. I filamenti spessi sono fatti di miosina, mentre sono fatti filamenti sottili.

L'actina e la miosina sono le proteine ​​contrattili che causano l'accorciamento dei muscoli quando interagiscono tra loro. Inoltre, i filamenti sottili contengono altre proteine ​​con funzione regolatoria chiamata troponina e tropomiosina, che regolano l'interazione tra proteine ​​contrattili.

Funzioni del sarcomero

La funzione principale del sarcomero è consentire a una cellula muscolare di contrarsi. Per fare ciò, il sarcomere deve essere abbreviato in risposta a un impulso nervoso.

I filamenti spessi e fini non sono brevi. Questo processo è noto come il modello dei filamenti scorrevoli della contrazione muscolare.

Lo scorrimento del filamento genera la tensione muscolare, che è senza dubbio il principale contributo del sarcamer. Questa azione dà ai muscoli la loro forza fisica.

Una rapida analogia di questo è il modo in cui una lunga scala può essere estesa o piegata a seconda delle nostre esigenze, senza accorciare fisicamente le sue parti metalliche.

Partecipazione alla miosina

Fortunatamente, le recenti indagini offrono una buona idea di come funziona questa slip. La teoria del filamento scorrevole è stata modificata per includere il modo in cui la miosina è in grado di attirare l'actina per abbreviare la lunghezza del sarcamer.

In questa teoria, la testa globulare di miosina è vicina all'actina in un'area chiamata regione S1. Questa regione è ricca di segmenti con cerniere che possono essere piegate e quindi facilitano la contrazione.

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La flessione S1 può essere la chiave per capire come la miosina è in grado di "camminare" lungo i filamenti di actin. Ciò si ottiene attraverso i cicli dell'Unione del frammento di Myosina S1, la sua contrazione e la sua versione finale.

Myosin e Actiba Union

Quando la miosina e l'actina si uniscono, formano estensioni chiamate "Bridges incrociati". Questi ponti incrociati possono essere formati e rompeti con la presenza (o l'assenza) di ATP, che è la molecola di energia che rende possibile la contrazione.

Quando l'ATP si unisce al filamento Actin, lo sposta in una posizione che espone il suo sito di unione alla miosina. Ciò consente alla testa globulare miosina di unirsi a questo sito per formare il ponte incrociato.

Questa unione fa dissociare il gruppo di fosfato ATP, e quindi la miosina inizia la sua funzione. Quindi, la miosina entra in uno stato di energia inferiore in cui il sarcomer può abbreviare.

Per rompere il ponte incrociato e consentire a Myosin Union di avere di nuovo nel ciclo successivo, è necessaria l'unione di un'altra molecola ATP alla miosina. Cioè, la molecola ATP è necessaria sia per la contrazione che per il rilassamento.

Istologia

Micrografia al microscopio elettronico. Viene mostrato l'aspetto dei componenti del sarcomer di fibre muscolari. Sezione longitudinale (sotto) e trasversale (sopra)

Le sezioni istologiche del muscolo mostrano le caratteristiche anatomiche dei sarcomeri. Filamenti spessi, composti di miosina, sono visibili e sono rappresentati come la banda A di un sarcomero.

I filamenti sottili, i composti di actina, si legano a una proteina su Z (o Z) chiamata alfa-actinina e sono presenti per tutta la lunghezza della banda I e una parte della banda A.

La regione in cui i filamenti spessi e sottili si sovrappongono ha un aspetto denso, poiché c'è poco spazio tra i filamenti. Quest'area in cui si sovrappongono i filamenti sottili e spessi è molto importante per la contrazione muscolare, poiché è il sito in cui inizia il movimento del filamento.

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I filamenti sottili non si estendono completamente nelle bande A, lasciando una regione centrale della banda che contiene solo filamenti spessi. Questa regione centrale della banda A sembra leggermente più chiara del resto della banda A, ed è chiamata Zona H.

Il centro dell'area H ha una linea verticale chiamata M Line, in cui le proteine ​​accessorie mantengono insieme i filamenti spessi.

I componenti principali dell'istologia di un sarcomero sono riassunti di seguito:

Band A

Zona filamento spessa, composta da proteine ​​miosina.

Zona h

Zona di banda centrale A, senza proteine ​​di actina sovrapposte quando il muscolo è rilassato.

Band I

Zona di filamento sottile, composta da proteine ​​di actina (senza miosina).

Dis dischi

Sono i confini tra i sarcomeri adiacenti, formati da proteine ​​leganti l'actina perpendicolari.

Linea m

Zona centrale formata da proteine ​​accessorie. Si trovano al centro dello spesso filamento di miosina, perpendicolare al sarcomero.

Come accennato in precedenza, la contrazione si verifica quando i filamenti spessi scivolano lungo i filamenti fine in rapida successione per accorciare le miofibrille. Tuttavia, una distinzione cruciale da ricordare è che i miofilamenti in sé non si contraggono; È l'azione scorrevole che dà loro il potere di abbreviare o estendersi.

Riferimenti

1. Clarke, m. (2004). Il filamento scorrevole a 50 anni. Natura, 429(6988), 145.
2. Hale, t. (2004) Fisiologia dell'esercizio: con approccio tematico (1 ° ed.). Wiley
3. Rhoades, r. & Bell, D. (2013). Fisiologia medica: principi per la medicina clinica (4a ed.). Lippinott Williams & Wilkins.
4. Spudich, J. A. (2001). Il modello a croce oscillante miosina. Nature Review Biologia cellulare molecolare, 2(5), 387-392.
5. Thibodeau, p. (2013). Anatomia e phisiologia (8^th). Mosby, inc.
6. Tortora, g. & Derrickson, B. (2012). Principi di anatomia e fisiologia (13 ° ed.). John Wiley & Sons Inc.