Myofibriller och sarkomerer

Den cytoplasmatiska vätskan inuti muskelcellerna upptar till stor del myofibriller, som utgör den kontraktila komponenten.

Varje muskelfiber består av cirka 1000 myofibriller, inneslutna av det sarkoplasmatiska retikulumet; myofibriller sträcker sig längs hela fiberns längd och är organiserade i långa längsgående buntar.

Varje myofibril har en tjocklek mellan 0,5 och 2 µm, för en längd från 10 till 100 mikron (1 mikron = 1/1000 mm.).

Som förväntat omges myofibriller av det sarkoplasmatiska retikulumet, ett komplext system av vesiklar och tubuli som ger upphov till det sarkotubulära systemet. Syftet med denna struktur är att ackumulera det kalcium som är nödvändigt för sammandragning.

När vi rör oss mer och mer in i mikroskopet upptäcker vi att myofibriller själva består av parallella myofilament, som är av två typer: tjock och tunn. En karakteristisk rad längs myofibrils huvudaxel kan också observeras på grund av den regelbundna växlingen mellan ljusa och mörka band.

De mörka banden kallas band eller skivor A
Ljusbanden heter I -band
Varje I -band delas i två med en Z -linje
Varje band A delas i två med en remsa, kallad H, placerad i dess centrala del.

Myofibrils sträcka mellan två intilliggande Z -linjer

(1/2 band I + band A + 1/2 band I)

tar namnet SARCOMERO

Sarkomeren är myofibrilens strukturella och funktionella enhet, det vill säga den minsta enheten i muskeln som kan dra ihop sig.

Inuti den enda myofibrilen följer de olika sarkomererna varandra, som för att bilda en hög stapel med cylindrar.I muskeln är fibrerna dessutom anordnade parallella, så att respektive sarkomerer är inriktade. Med andra ord bredvid en Z -linje av en myofibril finns det alltid en Z -linje i den intilliggande myofibrilen; denna symmetri innebär att hela muskelfibrerna i sin helhet verkar tvärstrimmad.

Myofilament

Observerat under elektronmikroskopet verkar varje sarkomer bildas av ett knippe filament, anordnade på längden och parallellt med varandra. Komponenterna i dessa myofilament är två proteiner, kallade aktin och myosin.

I mitten av varje sarkom är ungefär tusen tjocka filament, bestående av myosin. Vid deras ändar härleder dessa proteinmolekyler relationer med tunna trådar, som består av "ett annat protein", aktin.

I en skelettmuskelfibercell placeras dessa kontraktila element (tjocka och tunna filament) i registret och är delvis interdigiterade (överlagrade).

Bunten av tjocka (myosiniska) trådar ligger i mitten av sarkomeren och utgör band A;
Knippet med tunna filament, bestående av aktin, är beläget vid polerna i sarkomeren och utgör de två halva banden I, som når upp till Z -skivorna.

Denna komplexa struktur är grunden för muskelsammandragning, möjliggjord av glidning av tunna filament över tjocka.

Under sammandragning förkortas sarkomeren på grund av att de två Z -filamenten närmar sig:

medan filamentens och A -bandets längd förblir oförändrad, finns det en minskning av I -bandet och av H -bandet.

Fenomenets generalisering avgör förkortningen av myofibriller, muskelfibrer, fasciklar och hela muskeln. Det är intressant att notera att varje sarkom kan förkorta upp till maximalt 50% av sin längd i vila.

Under muskelsammandragning bildas och löses aktomyosinbroarna kontinuerligt, så länge en tillräcklig mängd kalciumjoner och ATP finns tillgängliga; vi kommer bättre att ta upp denna aspekt i nästa artikel.

SPÄNNINGEN UTVECKLAD AV EN MUSKELFIBER ÄR "DIREKT proportionell mot antalet korsbroar som bildas mellan tjocka och tunna filmer.

Följaktligen utvecklar en muskel som är för sträckt eller för sammandragen mindre styrka än en muskel som dras ihop från en optimal grad av stretch.

Längd-spänningsförhållande vid muskelkontraktion. Bilden visar den spänning som genereras av en muskel baserat på dess längd före träningens början / muskelsammandragning.Vi fokuserar vår uppmärksamhet på den aktiva kraftkurvan (muskelkontraktion), utan att den röda avser den totala kraften och den blå en. relativt den passiva kraften (på grund av icke -kontraktila komponenter i sarkomeren - connectin / titin); i synnerhet, efter trenden i kurvan för den aktiva kraften, noterar vi att:

A) det finns ingen aktiv kraft eftersom det inte finns någon kontakt mellan myosinhuvudena och aktinet
Mellan A) och B): det finns en linjär ökning av den aktiva kraften på grund av ökningen av aktinbindningsställena för myosinhuvudena
Mellan B) och C): den aktiva kraften når sin maximala topp och förblir relativt stabil; i denna fas är i själva verket alla myosins huvuden bundna till aktinet
Mellan C) och D): den aktiva kraften börjar minska när överlappningen av aktinkedjorna minskar bindningsställena för myosinhuvudena
E): när myosinet kolliderar med Z -skivan finns det ingen aktiv kraft eftersom alla myosinhuvuden är fästa vid aktinet; dessutom komprimeras myosinet på Z -skivorna och fungerar som en fjäder som motsätter sig kontraktionen med en kraft som är proportionell mot graden av kompression (därför muskelförkortning)