Myofibriller og sarcomere

Den cytoplasmatiske væske inde i muskelcellerne er stort set optaget af myofibriller, som udgør den kontraktile komponent.

Hver muskelfiber består af omkring 1000 myofibriller, indhyllet af det sarkoplasmatiske retikulum; myofibriller strækker sig over hele fiberens længde og er organiseret i lange langsgående bundter.

Hver myofibril har en tykkelse mellem 0,5 og 2 µm i en længde fra 10 til 100 mikron (1 mikron = 1/1000 mm.).

Som forventet er myofibriller omgivet af det sarkoplasmatiske retikulum, et komplekst system af vesikler og tubuli, der giver anledning til det sarkotubulære system.Formålet med denne struktur er at akkumulere det calcium, der er nødvendigt for sammentrækning.

Når vi bevæger os mere og mere ind i mikroskopet, opdager vi, at myofibriller selv er sammensat af parallelle myofilamenter, som er af to typer: tyk og tynd. En karakteristisk streg langs myofibrils hovedakse kan også observeres på grund af den regelmæssige veksling mellem lyse og mørke bånd.

De mørke bånd kaldes bånd eller diske A
Lysbåndene kaldes I -bånd
Hvert I -bånd er delt i to med en Z -linje
Hvert bånd A er delt i to af en strimmel, kaldet H, placeret i dens centrale del.

Myofibrils strækning mellem to tilstødende Z -linjer

(1/2 bånd I + bånd A + 1/2 bånd I)

tager navnet SARCOMERO

Sarkomeren er myofibrils strukturelle og funktionelle enhed, dvs. den mindste enhed i musklen, der er i stand til at trække sig sammen.

Inde i den enkelte myofibril følger de forskellige sarkomerer hinanden, som for at danne en høj stak cylindre.I musklen er fibrene desuden anbragt parallelt, så de respektive sarkomerer er justeret. Med andre ord ved siden af en Z -linje af en myofibril er der altid en Z -linje i den tilstødende myofibril; denne symmetri betyder, at hele muskelfiberen som helhed fremstår som tværstribet.

Myofilamenter

Iagttaget under elektronmikroskopet ser hver sarkomer ud til at være dannet af et bundt filamenter, anbragt i længderetningen og parallelt med hinanden. Komponenterne i disse myofilamenter er to proteiner, kaldet actin og myosin.

I midten af hver sarkomer er omkring tusind tykke filamenter, der består af myosin. I deres ender får disse proteinmolekyler relation til tynde filamenter, der består af "et andet protein", actin.

I en skeletmuskelfibercelle placeres disse kontraktile elementer (tykke og tynde filamenter) i registret og delvist interdigiteret (overlejret).

Bundtet af tykke (myosiniske) filamenter er placeret i midten af sarkomeren og udgør bånd A;
Bundtet af tynde filamenter, der består af actin, er placeret ved polerne i sarcomeren og udgør de to halve bånd I, som når op til Z -skiverne.

Denne komplekse struktur er grundlaget for muskelsammentrækning, muliggjort ved at glide tynde filamenter over tykke.

Under sammentrækning forkortes sarcomeren på grund af tilgangen til de to Z -filamenter:

mens filamenternes og A -båndets længde forbliver uændret, er der en reduktion af I -båndet og af H -båndet.

Fænomenets generalisering bestemmer forkortelsen af myofibriller, muskelfibre, fascikler og hele musklen. Det er interessant at bemærke, at hver sarcomer kan forkorte op til maksimalt 50% af sin længde i hvile.

Under muskelsammentrækning dannes og opløses actomyosinbroerne kontinuerligt, så længe der er tilstrækkelig mængde calciumioner og ATP til rådighed; vi vil bedre behandle dette aspekt i den næste artikel.

SPÆNDINGEN, DER ER UDVIKLET AF EN MUSKELFIBER, ER "DIREKT proportionel med antallet af krydsbroer, der dannes mellem tykke og tynde filamenter.

Derfor udvikler en muskel, der er for strakt eller for kontraheret, mindre styrke end en muskel, der trækker sig sammen fra en optimal grad af strækning.

Længde-spændingsforhold i muskelsammentrækning. Billedet viser spændingen genereret af en muskel baseret på dens længde før starten af øvelsen / muskelsammentrækning.Vi fokuserer vores opmærksomhed på den aktive kraftkurve (muskelsammentrækning), og udelader den røde relateret til den samlede kraft og den blå en. i forhold til den passive kraft (på grund af ikke -kontraktile komponenter i sarcomeren - connectin / titin); især efter tendensen i kurven vedrørende den aktive kraft bemærker vi, at:

A) der er ingen aktiv kraft, da der ikke er kontakt mellem myosinhovederne og aktinen
Mellem A) og B): der er en lineær stigning af den aktive kraft på grund af stigningen i aktinbindingsstederne for myosinhovederne
Mellem B) og C): den aktive kraft når sin maksimale top og forbliver relativt stabil; i denne fase er alle myosins hoveder faktisk bundet til actinen
Mellem C) og D): den aktive kraft begynder at falde, da overlapningen af actinkæderne reducerer de tilgængelige bindingssteder for myosinhovederne
E): når myosinet kolliderer med Z -skiven, er der ingen aktiv kraft, da alle myosinhovederne er fastgjort til aktinen; desuden myosinet komprimeret på Z -skiverne og fungerer som en fjeder, der modsætter sig sammentrækningen med en kraft, der er proportional med kompressionsgraden (derfor af muskelafkortning)