что такое саркомер и как его уничтожить
Саркомер: структура и части, функции и гистология
Содержание:
Утверждение, что саркомер является функциональной единицей, означает, что все компоненты, необходимые для сокращения, содержатся в каждом саркомере. Фактически, скелетные мышцы состоят из миллионов крошечных саркомеров, которые индивидуально укорачиваются с каждым сокращением мышцы.
В этом и заключается основная цель саркомера. Саркомеры способны совершать большие движения, сокращаясь в унисон. Его уникальная структура позволяет этим маленьким устройствам координировать сокращение мышц.
Фактически, сократительные свойства мышц являются определяющей характеристикой животных, поскольку движения животных удивительно плавные и сложные. Передвижение требует изменения длины мышцы по мере ее сгибания, что требует молекулярной структуры, позволяющей сокращаться.
Части саркомера (структура)
Если внимательно изучить скелетную мышечную ткань, можно увидеть полосатую полосу. Эти «полосы» представляют собой узор из чередующихся полос, светлых и темных, соответствующих различным белковым филаментам. То есть эти полоски состоят из переплетенных между собой белковых волокон, из которых состоит каждый саркомер.
Миофибриллы
Мышечные волокна состоят из сотен и тысяч сократительных органелл, называемых миофибриллами; Эти миофибриллы расположены параллельно, образуя мышечную ткань. Однако сами миофибриллы по сути являются полимерами, то есть повторяющимися звеньями саркомеров.
Миозин и актин
Данная миофибрилла содержит примерно 10 000 саркомеров, каждый из которых имеет длину примерно 3 микрона. Хотя каждый саркомер невелик, несколько агрегированных саркомеров охватывают длину мышечного волокна.
Миофиламенты
Каждый саркомер состоит из толстых и тонких пучков упомянутых выше белков, которые вместе называются миофиламентами.
Функции саркомера
Толстые и тонкие нити не укорачиваются, а вместо этого скользят друг по другу, в результате чего саркомер укорачивается, а нити остаются той же длины. Этот процесс известен как модель мышечного сокращения скользящей нити.
Скольжение нити вызывает мышечное напряжение, что, несомненно, является основным вкладом саркомера. Это действие придает мышцам физическую силу.
Вовлечение миозина
К счастью, недавнее исследование дает хорошее представление о том, как работает этот промах. Теория скользящего филамента была изменена, чтобы включить в него то, как миозин может притягивать актин, чтобы сократить длину саркомера.
Согласно этой теории, глобулярная головка миозина расположена рядом с актином в области, называемой областью S1. Эта область богата шарнирными сегментами, которые могут сгибаться и тем самым способствовать сокращению.
Изгиб S1 может быть ключом к пониманию того, как миозин способен «ходить» по актиновым филаментам. Это достигается за счет цикла фрагмента миозина S1, его сокращения и его окончательного высвобождения.
Союз миозина и актиба
Когда миозин и актин соединяются вместе, они образуют расширения, называемые «поперечными мостиками». Эти поперечные мостики могут образовываться и разрушаться в присутствии (или отсутствии) АТФ, которая является энергетической молекулой, которая делает возможным сокращение.
Когда АТФ связывается с актиновым филаментом, он перемещает его в положение, открывающее его сайт связывания миозина. Это позволяет глобулярной головке миозина связываться с этим сайтом, образуя поперечный мостик.
Это связывание вызывает диссоциацию фосфатной группы АТФ, и таким образом миозин начинает свою функцию. Затем миозин переходит в более низкое энергетическое состояние, когда саркомер может укорачиваться.
Чтобы разорвать поперечный мостик и позволить миозину снова связываться с актином в следующем цикле, необходимо связывание другой молекулы АТФ с миозином. То есть молекула АТФ необходима как для сокращения, так и для расслабления.
Гистология
Гистологические срезы мышцы показывают анатомические особенности саркомеров. Толстые нити, состоящие из миозина, видны и представлены как полоса А саркомера.
Тонкие нити, состоящие из актина, связываются с белком в Z-диске (или Z-линии), называемым альфа-актинином, и присутствуют на всей длине I-полосы и части A-полосы.
Область, в которой перекрываются толстые и тонкие волокна, выглядит плотно, так как между ними мало места. Эта область, где тонкие и толстые волокна перекрываются, очень важна для сокращения мышц, так как именно здесь начинается движение волокна.
Тонкие волокна не полностью переходят в полосы А, оставляя центральную область полосы А, которая содержит только толстые волокна. Эта центральная область полосы A кажется немного светлее, чем остальная часть полосы A, и называется зоной H.
В центре зоны H есть вертикальная линия, называемая линией M, где дополнительные белки удерживают вместе толстые волокна.
Основные компоненты гистологии саркомера резюмируются ниже:
Группа А
Зона толстых филаментов, состоящая из белков миозина.
Зона H
Центральная зона А-диапазона, без перекрытия белков актина при расслаблении мышц.
Группа I
Зона тонких филаментов, состоящая из белков актина (без миозина).
Z диски
Они представляют собой границы между соседними саркомерами, состоящими из актин-связывающих белков, перпендикулярных саркомеру.
Линия M
Центральная зона образована вспомогательными белками. Они расположены в центре толстой миозиновой нити, перпендикулярно саркомеру.
Как упоминалось ранее, сокращение происходит, когда толстые нити быстро скользят по тонким нитям, укорачивая миофибриллы. Однако следует помнить о важном различии: сами миофиламенты не сокращаются; именно скользящее действие дает им возможность укорачивать или удлинять.
Ссылки
Бредовое расстройство: симптомы, причины и методы лечения
10 самых интересных и запоминающихся перуанских легенд
Структура и части саркомера, функции и гистология
Сказать, что саркомер является функциональной единицей, означает, что все компоненты, необходимые для сокращения, содержатся в каждом саркомере. Фактически, поперечно-полосатая мышца состоит из миллионов маленьких саркомеров, которые сокращаются индивидуально с каждым сокращением мышц..
Здесь кроется основная цель саркомера. Саркомеры могут инициировать большие движения, заключая контракты в унисон. Его уникальная структура позволяет этим маленьким единицам координировать сокращения мышц.
Фактически, сократительные свойства мышц являются определяющей характеристикой животных, поскольку движение животных является удивительно плавным и сложным. Локомоция требует изменения длины мышц при их сгибании, что требует молекулярной структуры, которая позволяет сокращать мышцы.
Структура и части
Если скелетные мышечные ткани внимательно изучаются, наблюдается полосатый вид, который называется полосатым. Эти «полосы» представляют собой узор чередующихся полос, светлых и темных, соответствующих различным белковым нитям. То есть эти полоски образованы переплетенными белковыми волокнами, которые составляют каждый саркомер.
миофибриллы
Мышечные волокна состоят из сотен и тысяч сократительных органелл, называемых миофибриллами; Эти миофибриллы располагаются параллельно для формирования мышечной ткани. Однако сами миофибриллы по существу являются полимерами, то есть повторяющимися звеньями саркомеров..
Миофибриллы имеют волокнистую и длинную структуру и состоят из двух типов белковых нитей, которые уложены друг на друга.
Миозин и актин
Миозин представляет собой толстое волокно с шаровидной головкой, а актин представляет собой более тонкую нить, которая взаимодействует с миозином в процессе сокращения мышц.
Данная миофибрилла содержит приблизительно 10000 саркомеров, каждый из которых имеет длину приблизительно 3 микрометра. В то время как каждый саркомер маленький, несколько совокупных саркомеров охватывают длину мышечного волокна.
миофиламентов
Каждый саркомер состоит из толстых тонких пучков белков, упомянутых выше, которые вместе называются миофиламентами.
Расширяя часть миофиламентов, вы можете идентифицировать молекулы, из которых они состоят. Толстые нити сделаны из миозина, в то время как тонкие нити сделаны из актина.
Актин и миозин являются сократительными белками, которые вызывают сокращение мышц, когда они взаимодействуют друг с другом. Кроме того, тонкие нити содержат другие белки с регуляторной функцией, называемые тропонином и тропомиозином, которые регулируют взаимодействие между сократительными белками..
функции
Толстые и тонкие нити не укорачиваются, а скользят друг вокруг друга, что приводит к укорочению саркомера, в то время как нити сохраняют одинаковую длину. Этот процесс известен как модель скользящих нитей мышечного сокращения.
Скольжение нити вызывает мышечное напряжение, что, несомненно, является основным вкладом саркомера. Это действие дает мышцам их физическую силу.
Вовлечение миозина
К счастью, недавние исследования дают хорошее представление о том, как работает это проскальзывание. Теория скользящей нити была изменена, чтобы включить, как миозин способен вытягивать актин, чтобы сократить длину саркомера.
В этой теории глобулярная головка миозина расположена рядом с актином в области, называемой областью S1. Этот регион богат сегментами с петлями, которые можно согнуть и тем самым облегчить сокращение.
Сгибание S1 может быть ключом к пониманию того, как миозин способен «ходить» вдоль нитей актина. Это достигается за счет циклов связывания фрагмента миозина S1, его сокращения и его окончательного высвобождения.
Союз миозина и актиба
Когда миозин и актин объединяются, они образуют расширения, называемые «скрещенные мосты». Эти перекрещенные мосты могут образовываться и разрушаться при наличии (или отсутствии) АТФ, молекулы энергии, которая делает возможным сокращение.
Когда АТФ связывается с актиновым филаментом, он перемещает его в положение, которое обнажает его сайт связывания миозина. Это позволяет шаровую головку миозина прикрепить к этому месту, чтобы сформировать поперечный мостик.
Этот союз заставляет диссоциировать фосфатную группу АТФ, и, таким образом, миозин начинает свою функцию. Затем миозин входит в состояние с меньшей энергией, где саркомер может быть сокращен.
Чтобы разорвать перекрестный мостик и снова позволить связать миозин с актином в следующем цикле, необходимо связать другую молекулу АТФ с миозином. То есть молекула АТФ необходима как для сокращения, так и для релаксации..
гистология
Гистологические срезы мышцы показывают анатомические характеристики саркомеров. Толстые нити, состоящие из миозина, видны и представлены как полоса А саркомера.
Тонкие нити, состоящие из актина, связываются с белком на Z-диске (или Z-линией), называемым альфа-актинином, и присутствуют по всей длине полосы I и части полосы A.
Область, где толстые и тонкие нити перекрываются, имеет плотный вид, поскольку между нитями мало места. Эта область, где тонкие и толстые нити перекрываются, очень важна для сокращения мышц, поскольку именно здесь начинается движение филамента..
Тонкие нити не полностью проходят в полосах А, оставляя центральную область полосы А, которая содержит только толстые нити. Эта центральная область полосы A кажется немного светлее, чем остальная часть полосы A, и называется зоной H.
Центр зоны H имеет вертикальную линию, называемую линией М, где вспомогательные белки скрепляют толстые нити.
Основные компоненты гистологии саркомера приведены ниже:
Группа А
Толстая филаментная зона, состоящая из миозиновых белков.
Зона Н
Центральная зона полосы А, без актиновых белков, наложенных, когда мышцы расслаблены.
Группа I
Зона тонких нитей, состоящая из актиновых белков (без миозина).
Z диски
Являются ли границы между соседними саркомерами, образованными актин-связывающими белками, перпендикулярно саркомеру.
Линия М
Центральная зона образована вспомогательными белками. Они расположены в центре толстой нити миозина, перпендикулярно саркомеру.
Как упомянуто выше, усадка происходит, когда толстые нити скользят вдоль тонких нитей в быстрой последовательности, чтобы укорачивать миофибриллы. Однако важно помнить, что сами миофиламенты не сжимаются; именно скользящее действие дает им силу укорачивать или удлинять.
Саркомер
Молекулы актина связаны с Z-линией, которая образует границы саркомера. Другие полосы появляются, когда саркомер расслаблен. [1]
Миофибриллы гладкомышечных клеток не расположены в саркомеры.
СОДЕРЖАНИЕ
Группы [ править ]
Отношения между белками и областями саркомера следующие:
Сокращение [ править ]
Белок тропомиозин покрывает миозин-связывающие участки молекул актина в мышечной клетке. Чтобы мышечная клетка сократилась, тропомиозин должен быть перемещен, чтобы открыть участки связывания на актине. Ионы кальция связываются с молекулами тропонина С (которые рассредоточены по всему белку тропомиозина) и изменяют структуру тропомиозина, заставляя его открывать сайт связывания поперечного мостика на актине.
Сокращение мышц заканчивается, когда ионы кальция закачиваются обратно в саркоплазматический ретикулум, позволяя сократительному аппарату и, таким образом, мышечным клеткам расслабиться.
При сокращении мышцы А-полосы не меняют своей длины (1,85 мкм в скелетных мышцах млекопитающих) [3], тогда как I-полосы и H-зона укорачиваются. Это приводит к тому, что линии Z сближаются.
Отдых [ править ]
В состоянии покоя головка миозина связана с молекулой АТФ в низкоэнергетической конфигурации и не может получить доступ к сайтам связывания поперечного мостика на актине. Однако миозиновая головка может гидролизовать АТФ в аденозиндифосфат (АДФ и неорганический фосфат-ион. Часть энергии, высвобождаемой в этой реакции, изменяет форму миозиновой головки и превращает ее в высокоэнергетическую конфигурацию. За счет процесса связывания) к актину головка миозина высвобождает АДФ и неорганический фосфат-ион, изменяя свою конфигурацию обратно на низкоэнергетическую. Миозин остается прикрепленным к актину в состоянии, известном как окоченение, пока новый АТФ не свяжет головку миозина. Это связывание АТФ с миозином высвобождает актин путем диссоциации поперечного мостика. Миозин, связанный с АТФ, готов к следующему циклу, начиная с гидролиза АТФ.
Полоса А видна в виде темных поперечных линий на миофибриллах; I-полоса видна как слегка окрашивающиеся поперечные линии, а Z-линия видна как темные линии, разделяющие саркомеры на уровне светового микроскопа.
Хранилище [ править ]
Сравнительная структура [ править ]
Саркомер
Саркомер — базовая сократительная единица поперечнополосатых мышц, представляющая собой комплекс нескольких белков, состоящий из трёх разных систем волокон. Из саркомеров состоят миофибриллы.
Полезное
Смотреть что такое «Саркомер» в других словарях:
саркомер — сущ., кол во синонимов: 1 • единица (830) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
саркомер — Сократимая единица миофибрилл поперечно полосатых мышц длиной около 2,5 мкм; состоит из набора взаимодействующих друг с другом филаментов актина и миозина. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических терминов 1995… … Справочник технического переводчика
САРКОМЕР — (sarcomere) основная сократительная единица поперечнополосатой мышечной ткани. Саркомер участок миофибриллы, расположенный между двумя телофрагментами, включает диск А и лежащие по обе стороны от него половины дисков I (ред.) … Толковый словарь по медицине
саркомер — (sarcomerus, LNH; сарко + греч. meros часть, доля; син.: инокомма, комма, миофибрилломер) сегмент миофибриллы, ограниченный двумя телофрагмами и состоящий из одного целого анизотропного диска и двух половин изотропных дисков … Большой медицинский словарь
Саркомер — (от греч. sárx, родительный падеж sarkós мясо и méros часть, доля) участок, сегмент мышечного волокна, ограниченный двумя тёмными полосками Z и являющийся основной повторяющейся структурной единицей миофибрилл (См. Миофибриллы). Каждый С … Большая советская энциклопедия
Саркомер — (sarcomerus) – структурно функциональная единица миофибриллы, сегмент миофибриллы, ограниченный двумя телофрагмами, состоит из одного целого анизотропного диска и двух половин изотропных дисков, около 2 мкм … Словарь терминов по физиологии сельскохозяйственных животных
Саркомер (Sarcomere) — основная сократительная единица поперечнополосатой мышечной ткани. Саркомер участок миофибриллы, расположенный между двумя телофрагментами, включает диск А и лежащие по обе стороны от него половины дисков I (ред.). Источник: Медицинский словарь … Медицинские термины
Мышцы — мускулатура скелетная и внутренних органов (висцеральная), обеспечивающая у животных и человека выполнение ряда важнейших физиологических функций: перемещение тела или отдельных его частей в пространстве, кровообращение, дыхание,… … Большая советская энциклопедия
Молекулы актина связаны с Z-линией, которая образует границы саркомера. Другие полосы появляются, когда саркомер расслаблен.
Миофибриллы гладкомышечных клеток не расположены в саркомеры.
СОДЕРЖАНИЕ
Группы
Отношения между белками и областями саркомера следующие:
Сокращение
Белок тропомиозин покрывает миозин-связывающие участки молекул актина в мышечной клетке. Чтобы мышечная клетка сократилась, тропомиозин должен быть перемещен, чтобы открыть участки связывания на актине. Ионы кальция связываются с молекулами тропонина С (которые рассредоточены по всему белку тропомиозина) и изменяют структуру тропомиозина, заставляя его открывать сайт связывания поперечного мостика на актине.
Сокращение мышц заканчивается, когда ионы кальция закачиваются обратно в саркоплазматический ретикулум, позволяя сократительному аппарату и, таким образом, мышечным клеткам расслабиться.
При сокращении мышцы A-полосы не меняют своей длины (1,85 мкм в скелетных мышцах млекопитающих), тогда как I-полосы и H-зона укорачиваются. Это приводит к тому, что линии Z сближаются.
Остальные
Полоса А видна в виде темных поперечных линий на миофибриллах; I-полоса видна как слегка окрашивающиеся поперечные линии, а Z-линия видна как темные линии, разделяющие саркомеры на уровне светового микроскопа.