Myofibrily a sarkoméra

Cytoplazmatická tekutina vo svalových bunkách je do značnej miery obsadená myofibrilami, ktoré tvoria kontraktilnú zložku.

Každé svalové vlákno je tvorené asi 1000 myofibrilami, obalenými sarkoplazmatickým retikulom; myofibrily sa rozprestierajú po celej dĺžke vlákna a sú usporiadané do dlhých pozdĺžnych zväzkov.

Každý myofibril má hrúbku medzi 0,5 a 2 µm, na dĺžku v rozmedzí od 10 do 100 mikrónov (1 mikrón = 1/1000 mm.).

Ako sa očakávalo, myofibrily sú obklopené sarkoplazmatickým retikulom, komplexným systémom vezikúl a tubulov, ktoré vedú k vzniku sarkotubulárneho systému. Účelom tejto štruktúry je akumulovať vápnik potrebný na kontrakciu.

Pohybom stále viac do mikroskopu zisťujeme, že myofibrily sa skladajú z paralelných myofilamentov, ktoré sú dvoch typov: hrubé a tenké.Tiež je možné pozorovať charakteristický pruh pozdĺž hlavnej osi myofibrilu v dôsledku pravidelného striedania svetlých a tmavých pásov.

Tmavé pásy sa nazývajú pásy alebo disky A
Svetelné pásy sa nazývajú I pásy
Každé I pásmo je rozdelené na dve čiary v tvare Z.
Každý pás A je rozdelený na dva pruhy, nazývané H, umiestnené v jeho strednej časti.

Úsek myofibrily medzi dvoma susednými čiarami Z.

(1/2 pásma I + pásmo A + 1/2 pásma I)

prijíma meno SARCOMERO

Sarkomera je štruktúrna a funkčná jednotka myofibrilu, tj najmenšia jednotka svalu schopná sťahovania.

Vnútri jednej myofibrily na seba nadväzujú rôzne sarkoméry, ako keby tvorili vysoký stoh valcov. V svale sú navyše vlákna usporiadané rovnobežne, takže príslušné sarkoméry sú zarovnané. Inými slovami, vedľa čiary Z. myofibrilu je vždy čiara Z priľahlého myofibrilu; táto symetria znamená, že ako celok sa celé svalové vlákno javí ako priečne pruhované.

Myofilamenty

Pri pozorovaní pod elektrónovým mikroskopom sa zdá, že každá sarkoméra je tvorená zväzkom vlákien, usporiadaných pozdĺžne a navzájom rovnobežne. Zložkami týchto myofilamentov sú dva proteíny, nazývané aktín a myozín.

V strede každej sarkoméry je asi tisíc hrubých vlákien, ktoré pozostávajú z myozínu. Tieto proteínové molekuly na svojich koncoch odvodzujú vzťahy s tenkými vláknami, ktoré sú tvorené aktínom „iného proteínu“.

V bunke vlákna kostrového svalstva sú tieto kontraktilné prvky (hrubé a tenké vlákna) umiestnené v registri a sú čiastočne prepojené (superponované).

Zväzok hrubých (myozínových) vlákien je umiestnený v strede sarkoméry a tvorí pásmo A;
Zväzok tenkých vlákien, tvorených aktínom, sa nachádza na póloch sarkoméry a tvorí dva polovičné pásy I, ktoré siahajú až k Z diskom.

Táto komplexná štruktúra je základom svalovej kontrakcie, ktorá je možná pomocou posúvania tenkých vlákien po hrubých.

Počas kontrakcie sa sarkoméra skracuje v dôsledku prístupu dvoch Z vlákien:

zatiaľ čo dĺžka vlákien a A pásma zostáva nezmenená, dochádza k zmenšeniu I pásma a H pásma.

Zovšeobecnenie javu určuje skrátenie myofibríl, svalových vlákien, fasciklov a celého svalu. Je zaujímavé poznamenať, že každá sarkoméra sa môže v pokoji skrátiť až na maximálne 50% svojej dĺžky.

Počas svalovej kontrakcie sa aktomyozínové mostíky kontinuálne formujú a rozpúšťajú, pokiaľ je k dispozícii dostatočné množstvo vápenatých iónov a ATP; tomuto aspektu sa budeme lepšie venovať v nasledujúcom článku.

NAPNUTIE VYVINUTÉ SVALOVÝM VLÁKNOM JE „PRIAMO ÚROČNÉ K POČTU KRÍŽOVÝCH MOSTÍ, KTORÉ SÚ FORMOVANÉ MEDZI HUSTÝMI A TENKÝMI FILAMENTMI.

V dôsledku toho sval, ktorý je príliš natiahnutý alebo príliš stiahnutý, vyvinie menšiu silu ako sval, ktorý sa stiahne z optimálneho stupňa natiahnutia.

Vzťah dĺžka-napätie pri svalovej kontrakcii. Obrázok ukazuje napätie generované svalom na základe jeho dĺžky pred začiatkom cvičenia / svalovej kontrakcie. Zameriavame svoju pozornosť na krivku aktívnej sily (svalové kontrakcie), pričom vynecháme červenú, ktorá sa týka celkovej sily, a modrú. jeden. vzhľadom na pasívnu silu (v dôsledku nekontraktilných zložiek sarkoméry - connectin / titin); najmä podľa trendu krivky týkajúcej sa aktívnej sily poznamenávame, že:

A) neexistuje žiadna aktívna sila, pretože neexistuje žiadny kontakt medzi myozínovými hlavami a aktínom
Medzi A) a B): dochádza k lineárnemu nárastu aktívnej sily v dôsledku zvýšenia väzbových miest aktínu pre myozínové hlavy
Medzi B) a C): aktívna sila dosahuje svoj maximálny vrchol a zostáva relatívne stabilná; v tejto fáze sú v skutočnosti všetky hlavy myozínu viazané na aktín
Medzi C) a D): aktívna sila sa začína znižovať, pretože prekrývanie aktínových reťazcov znižuje väzbové miesta dostupné pre myozínové hlavy
E): akonáhle sa myozín zrazí s diskom Z, neexistuje žiadna aktívna sila, pretože všetky myozínové hlavy sú pripevnené k aktínu; navyše sa myozín stlačí na kotúče Z a pôsobí ako pružina proti kontrakcii silou úmernou stupeň kompresie (preto skrátenie svalov)