Plik miofibryle Są to jednostki strukturalne komórek mięśniowych, zwane również włóknami mięśniowymi. Występują bardzo licznie, są ułożone równolegle i osadzone w cytozolu tych komórek.
Komórki mięśni prążkowanych lub włókna są bardzo długimi komórkami, mierzącymi do 15 cm długości i od 10 do 100 μm średnicy. Jego błona plazmatyczna jest znana jako sarkolemma, a cytozol jako sarkoplazma..
W tych komórkach, oprócz miofibryli, znajdują się liczne jądra i mitochondria, które są znane jako sarkosomy, a także widoczna retikulum endoplazmatyczne znane jako retikulum sarkoplazmatyczne.
Miofibryle są rozpoznawane jako „kurczliwe elementy” mięśni kręgowców. Składają się z kilku rodzajów białek, które nadają im właściwości sprężyste i chowane. Ponadto zajmują ważną część sarkoplazmy włókien mięśniowych.
Indeks artykułów
Istnieją dwa rodzaje włókien mięśniowych: prążkowane i gładkie, z których każdy ma anatomiczny rozkład i określoną funkcję. Miofibryle są szczególnie ważne i widoczne we włóknach mięśni poprzecznie prążkowanych, które tworzą mięśnie szkieletowe..
Włókna prążkowane przedstawiają powtarzający się wzór poprzecznych pasm, gdy są obserwowane pod mikroskopem i są związane z mięśniami szkieletowymi i częścią mięśnia sercowego..
Z drugiej strony, włókna gładkie nie przedstawiają tego samego wzoru pod mikroskopem i znajdują się w charakterystycznych mięśniach układu naczyniowego i pokarmowego (i wszystkich trzewiach).
Miofibryle składają się z dwóch rodzajów kurczliwych włókien (zwanych również miofilamentami), które z kolei składają się z włókienkowatych białek miozyny i aktyny, które zostaną opisane później..
Różni badacze ustalili, że okres półtrwania kurczliwych białek miofibryli wynosi od 5 dni do 2 tygodni, dzięki czemu mięsień jest bardzo dynamiczną tkanką nie tylko z punktu widzenia kurczliwości, ale także syntezy i odnowy punktu widzenia jego elementów konstrukcyjnych.
Jednostka funkcjonalna każdej miofibryli w komórkach mięśniowych lub włóknach nazywana jest sarkomerem i jest ograniczona regionem zwanym „pasmem lub linią Z”, skąd rozciągają się równolegle miofilamenty aktyny.
Ponieważ miofibryle zajmują znaczną część sarkoplazmy, te struktury włókniste ograniczają położenie jąder komórek, do których należą, w kierunku obrzeża komórek, w pobliżu sarkolemmy..
Niektóre patologie u ludzi są związane z przemieszczeniem jąder do wiązek miofibrylarnych i są one znane jako miopatie środkowo-jądrowe.
Pierwsze miofibryle powstają podczas rozwoju zarodkowego mięśnia szkieletowego.
Białka tworzące sarkomery (jednostki funkcjonalne miofibryli) są początkowo wyrównane na końcach i bokach „premiofibryli”, które składają się z włókien aktynowych i małych części niemięśniowej miozyny II i specyficznej α-aktyny mięśni.
Gdy to się dzieje, geny kodujące sercową i szkieletową izoformę α-aktyny ulegają ekspresji w różnych proporcjach we włóknach mięśniowych. Najpierw ilość wyrażanej izoformy sercowej jest większa, a następnie zmienia się w kierunku układu kostnego.
Po utworzeniu się premiofibryli, powstające miofibryle gromadzą się za strefą tworzenia się premiofibryli, w których wykrywa się postać miozyny II w mięśniach..
W tym momencie włókna miozyny dopasowują się i tworzą kompleksy z innymi specyficznymi białkami wiążącymi miozynę, co również występuje w przypadku filamentów aktyny..
Jak omówiono przed chwilą, miofibryle składają się z kurczliwych miofilamentów białkowych: aktyny i miozyny, które są również znane jako odpowiednio cienkie i grube miofilamenty. Są one widoczne pod mikroskopem świetlnym.
Cienkie włókna miofibryli zbudowane są z białka aktyny w postaci nitkowatej (aktyna F), która jest polimerem w postaci kulistej (aktyna G), która ma mniejszy rozmiar.
Włókniste pasma G-aktyny (F-aktyny) tworzą podwójną nić, która zwija się w helisę. Każdy z tych monomerów waży mniej więcej 40 kDa i jest zdolny do wiązania miozyny w określonych miejscach..
Włókna te mają średnicę około 7 nm i rozciągają się między dwoma obszarami znanymi jako pasmo I i pasmo A. W paśmie A włókna te są umieszczone wokół grubych włókien, tworząc wtórny układ heksagonalny..
W szczególności każde cienkie włókno jest symetrycznie oddzielone od trzech grubych włókien, a każde grube włókno jest otoczone sześcioma cienkimi włóknami.
Cienkie i grube włókna oddziałują ze sobą za pośrednictwem „mostków krzyżowych”, które wystają z grubych włókien i pojawiają się w strukturze miofibryli w regularnych odstępach, bliskich 14 nm..
Włókna aktynowe i inne powiązane białka rozciągają się poza „krawędzie” linii Z i zachodzą na włókna miozyny w kierunku środka każdego sarkomeru..
Grube włókna są polimerami białka miozyny II (każdy o masie 510 kDa) i są ograniczone regionami znanymi jako „prążki A”.
Miofilamenty miozyny mają około 16 nm długości i są ułożone w układy heksagonalne (jeśli obserwuje się przekrój miofibryli).
Każde włókno miozyny II składa się z wielu upakowanych cząsteczek miozyny, z których każda składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych, które mają region w kształcie pałki lub „głowę” i które są ułożone w „wiązki”, aby utworzyć włókna..
Obie wiązki są trzymane na końcach w środku każdego sarkomeru, tak że „głowy” każdej miozyny są skierowane w stronę linii Z, do której przyczepione są cienkie włókna..
Głowice miozyny spełniają bardzo ważne funkcje, ponieważ mają miejsca wiązania dla cząsteczek ATP, a ponadto podczas skurczu mięśni są zdolne do tworzenia mostków krzyżowych, aby oddziaływać z cienkimi filamentami aktyny.
Włókna aktynowe są „zakotwiczone” lub „przytwierdzone” do błony plazmatycznej włókien mięśniowych (sarkolemmy) dzięki ich interakcji z innym białkiem znanym jako dystrofina.
Ponadto istnieją dwa ważne białka wiążące aktynę, znane jako troponina i tropomiozyna, które razem z filamentami aktyny tworzą kompleks białkowy. Oba białka są niezbędne do regulacji interakcji zachodzących między cienkimi i grubymi włóknami..
Tropomiozyna jest również dwuniciową cząsteczką włókienkową, która wiąże się z helisami aktyny, szczególnie w obszarze rowków między dwiema niciami. Troponina to trójdzielny globularny kompleks białkowy, który jest ułożony w odstępach na filamentach aktyny.
Ten ostatni kompleks działa jako zależny od wapnia „przełącznik”, który reguluje procesy skurczu włókien mięśniowych, dlatego ma ogromne znaczenie..
W mięśniu prążkowanym kręgowców znajdują się ponadto dwa inne białka, które oddziałują z grubymi i cienkimi włóknami, znane odpowiednio jako tytyna i nebulina..
Nebulina pełni ważne funkcje w regulacji długości filamentów aktyny, podczas gdy tyna uczestniczy we wsparciu i zakotwiczeniu włókien miozyny w regionie sarkomeru znanym jako linia M..
Istnieją inne białka związane z grubymi miofilamentami, znane jako białko C wiążące miozynę i miomesyna, które są odpowiedzialne za wiązanie włókien miozyny w linii M..
Miofibryle mają elementarne konsekwencje dla zdolności ruchu kręgowców.
Ponieważ składają się one z włóknistych i kurczliwych kompleksów białkowych aparatu mięśniowego, są one niezbędne do wywołania odpowiedzi na bodźce nerwowe, które prowadzą do ruchu i przemieszczenia (w mięśniach poprzecznie prążkowanych szkieletowych).
Niezaprzeczalne właściwości dynamiczne mięśni szkieletowych, które stanowią ponad 40% masy ciała, są nadawane przez miofibryle, które jednocześnie zawierają od 50 do 70% białek w ludzkim organizmie..
Miofibryle, jako część tych mięśni, uczestniczą we wszystkich ich funkcjach:
- Mechaniczny: przekształcanie energii chemicznej w energię mechaniczną w celu wytworzenia siły, utrzymania postawy, wykonywania ruchów itp..
- Metaboliczny: ponieważ mięsień uczestniczy w podstawowym metabolizmie energetycznym i służy jako magazyn podstawowych substancji, takich jak aminokwasy i węglowodany; Przyczynia się również do produkcji ciepła oraz zużycia energii i tlenu zużywanego podczas aktywności fizycznej lub ćwiczeń sportowych.
Ponieważ miofibryle składają się głównie z białek, stanowią one miejsce przechowywania i uwalniania aminokwasów, które przyczyniają się do utrzymania poziomu glukozy we krwi podczas postu lub głodu..
Również uwalnianie aminokwasów z tych struktur mięśniowych jest ważne z punktu widzenia biosyntetycznych potrzeb innych tkanek, takich jak skóra, mózg, serce i inne narządy..
Jeszcze bez komentarzy