Sarcomerul este o mică unitate funcțională a mușchiului: aliniate una în spatele celeilalte, formează miofibrilele asemănătoare unui filament care sunt grupate împreună pentru a forma fibre musculare. Stimularea electrică de către celulele nervoase face ca filamentele dintr-un sarcomer să se împingă una în cealaltă, provocând contracția mușchiului.
Ce este sarcomerul?
Există 656 de mușchi în corpul uman care efectuează mișcări active. Dintre acestea, mușchii scheletici sunt responsabili în principal de mișcările voluntare, dar răspund și în mod reflex cu ajutorul rutinelor automate. Acești mușchi sunt de obicei în formă de fus și se atașează fie direct la un os, fie indirect printr-un tendon. Se pot distinge două tipuri de mușchi: neted și striat. Țesutul muscular neted acoperă multe organe și are o suprafață fără o structură clară. Pe de altă parte, mușchiul striat transversal se caracterizează printr-un model striat care se extinde peste fibrele țesutului și se repetă la intervale regulate. Fiecare dintre aceste secțiuni este un sarcomer care formează o unitate contractilă: Când mușchiul se tensionează, fibrele fine din cadrul sarcomerului se împing una în cealaltă, scurtându-l și provocând contracția mușchiului în ansamblu. Seria longitudinală a sarcomerelor are ca rezultat miofibrila; multe miofibrile formează fibra musculara cu numeroasele sale nuclee. În fibra musculara fascicul, fibrele musculare sunt grupate împreună și înconjurate de un strat de țesut conjunctiv. Îi delimitează pe mulți fibra musculara pachete care se completează până un întreg mușchi unul de altul și permite țesutului să se miște flexibil și lin unul împotriva celuilalt. Mușchii își datorează aspectul tendinos acestei structuri.
Anatomie și structură
Macroscopic, sarcomerul formează o secțiune în miofibrilă. Banda întunecată (o bandă) este situată în centrul sarcomerului atunci când este relaxată și este mărginită de banda luminoasă (banda I) la dreapta și, respectiv, la stânga. În centru se află linia M, care apare deosebit de întunecată la microscop datorită suprapunerii fibrelor sarcomerului. Un disc Z închide sarcomerul de ambele părți. Modelul de bandaj rezultă din diferit densitate a țesutului dintr-o secțiune: în zonele mai întunecate, filamentele asemănătoare filamentelor sunt împinse una în cealaltă și, prin urmare, lasă să treacă mai puțină lumină. Sarcomerul este compus din două tipuri de filamente: un complex de actină și tropomiozină și filamente de miozină. Actina este formată din sferice molecule care sunt strâns strânse împreună, cu firul realizând o ușoară răsucire. În jurul acestui cadru, se extinde un lanț, la care altul molecule sunt atașate sporadic: tropomiozina. Al doilea tip de filament dintr-un sarcomer este miozina, care formează în întregime banda întunecată A. O moleculă de miozină constă din două lanțuri mai subțiri, fiecare cu o îngroșare la capăt cunoscută sub numele de miozină cap. Cele două lanțuri de miozină se spiralează unul în jurul celuilalt pentru a forma un filament de miozină.
Funcția și rolurile
Funcțional, sarcomerul reprezintă unitatea contractilă din mușchi. Pentru a se asigura că toți sarcomerii unei miofibrile (și deci ai unei fibre musculare) se contractă simultan, sistem nervos coordonează mișcarea. A neuron motor trimite un semnal electric prin intermediul acestuia fibra nervoasa, la capătul căruia există o legătură (sinapsă) cu mușchiul. Partea neuronică a sinapselor constă dintr-o placă de capăt motor care conține vezicule cu substanțe mesager (neurotransmițători). Semnalul electric de la fibra nervoasa declanșează eliberarea neurotransmițătorilor în fisura sinaptică, pe cealaltă parte a acestora sunt receptori postsinaptici pe mușchi. Când un neurotransmițător ancorează la un receptor, acesta deschide canale ionice în membrana celulei prin care pot călători particulele încărcate; ca rezultat, se modifică raportul de tensiune electrică în țesutul muscular și se generează un potențial al plăcii finale. Acest curent electric slab se propagă prin membrana exterioară a celulei musculare (sarcolemă) și intră în interiorul stratului tisular prin sistemul tubular al tubulilor T. Acolo, potențialul electric trece în reticulul sarcoplasmatic, provocând eliberarea acestuia calciu ioni. calciu ionii se leagă reversibil de filamentele sarcomerului. Schimbarea structurală permite capetelor de miozină să se lege în mod tranzitoriu de firul și actiunea actinei / tropomiozinei, ceea ce împinge filamentul dintre filamentele de actină / tropomiozină: benzile sarcomerului se suprapun mai mult în această stare tensionată decât în stare relaxată, astfel încât sarcomerul este mai scurt în general. Același lucru se întâmplă și în sarcomere adiacente, în multe fibre musculare la pachet. La mușchii mai mari, un singur motoneuron inervează simultan câteva sute de fibre musculare.
Boli
Dureri musculare este de obicei una dintre afecțiunile mai puțin grave care pot rezulta din deteriorarea ușoară a sarcomerilor. Dureri musculare se manifestă ca fiind inconfortabil, trăgând sau rupt durere în mușchiul afectat și o întărire vizibilă a țesutului. Cauza se datorează, de obicei, supraîncărcării sau încălzirii insuficiente în timpul sportului, care provoacă leziuni fine firului de actină. Pe de altă parte, hipertrofică cardiomiopatie are efecte mai grave. In acest inimă boală, sarcomerele sunt mai groase decât de obicei; cu toate acestea, deoarece fibrilele și fibrele musculare sunt prezente în același număr ca la o persoană sănătoasă, stratul muscular este, de asemenea, mai gros în general. Acest lucru duce la limitări funcționale care pot conduce a sincopa, piept senzații de presiune, dificultăți de respirație, ameţeală, și atacuri de anghină. Cele mai frecvente cauze ale hipertrofiei cardiomiopatie sunt mutații genetice care conduce la sinteza defectă a actinei, tropomiozinei sau miozinei în 40-60% din cazuri. Mutațiile din proteina C, care leagă mioza, sunt deosebit de frecvente; acest defect genetic reprezintă un sfert din cauze.
