Myofibriller og sarkomer

Den cytoplasmatiske væsken inne i muskelcellene er stort sett opptatt av myofibriller, som utgjør den kontraktile komponenten.

Hver muskelfiber består av omtrent 1000 myofibriller, innhyllet av det sarkoplasmatiske retikulum; myofibriller strekker seg langs hele fiberens lengde og er organisert i lange langsgående bunter.

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

Som forventet er myofibriller omgitt av sarkoplasmatisk retikulum, et komplekst system av vesikler og tubuli som gir opphav til det sarkotubulære systemet.Formålet med denne strukturen er å akkumulere kalsium som er nødvendig for sammentrekning.

Når vi beveger oss mer og mer inn i mikroskopet, oppdager vi at myofibriller i seg selv består av parallelle myofilamenter, som er av to typer: tykk og tynn. En karakteristisk strek langs hovedaksen til myofibril kan også observeres på grunn av den jevnlige vekslingen mellom lyse og mørke bånd.

De mørke båndene kalles bånd eller plater A
Lysbåndene kalles I -bånd
Hvert I -bånd er delt i to med en Z -linje
Hvert bånd A er delt i to med en stripe, kalt H, plassert i den sentrale delen.

Strekningen av myofibril mellom to tilstøtende Z -linjer

(1/2 bånd I + bånd A + 1/2 bånd I)

tar navnet SARCOMERO

Sarkomeren er den strukturelle og funksjonelle enheten til myofibril, dvs. den minste enheten i muskelen som er i stand til å trekke seg sammen.

Inne i den ene myofibrilen følger de forskjellige sarkomerer hverandre, som for å danne en høy stabel med sylindere. I muskelen er fibrene dessuten anordnet parallelt, slik at de respektive sarkomerer er justert. Med andre ord, ved siden av en Z -linje av en myofibril er det alltid en Z -linje i den tilstøtende myofibrilen; denne symmetrien betyr at hele muskelfibren som helhet ser ut som tverrstripet.

Myofilamenter

Iakttatt under elektronmikroskopet ser det ut til at hver sarkomer er dannet av en bunt med filamenter, arrangert på langs og parallelt med hverandre. Komponentene i disse myofilamentene er to proteiner, kalt aktin og myosin.

I midten av hver sarkomer er omtrent tusen tykke filamenter, bestående av myosin. I enden får disse proteinmolekylene relasjoner til tynne filamenter, som består av "et annet protein", aktin.

I en skjelettmuskelfibercelle plasseres disse kontraktile elementene (tykke og tynne filamenter) i registeret og er delvis interdigitert (overlagret).

Bunten med tykke (myosiniske) filamenter ligger i midten av sarkomeren og utgjør bånd A;
Bunten med tynne filamenter, som består av aktin, er plassert ved polene til sarkomeren og utgjør de to halvbåndene I, som når opp til Z -skivene.

Denne komplekse strukturen er grunnlaget for muskelsammentrekning, muliggjort ved å skyve tynne filamenter over tykke.

Under sammentrekning forkortes sarkomeren på grunn av tilnærmingen til de to Z -filamentene:

mens lengden på filamentene og A -båndet forblir uendret, er det en reduksjon av I -båndet og av H -båndet.

Generaliseringen av fenomenet bestemmer forkortelsen av myofibriller, muskelfibre, fascikler og hele muskelen. Det er interessant å merke seg at hver sarkomer kan forkorte opptil maksimalt 50% av lengden i hvile.

Under muskelkontraksjon dannes og løses aktomyosinbroene kontinuerlig, så lenge en tilstrekkelig mengde kalsiumioner og ATP er tilgjengelig; vi vil bedre ta opp dette aspektet i neste artikkel.

SPENNINGEN UTVIKLET AV EN MUSKELFIBER ER "DIREKT proporsjonal med antallet kryssbroer som dannes mellom tykke og tynne filmer.

Følgelig utvikler en muskel som er for strukket eller for kontrahert mindre styrke enn en muskel som trekker seg sammen fra en optimal grad av strekk.

Lengde-spenningsforhold i muskelsammentrekning. Bildet viser spenningen som genereres av en muskel basert på lengden før øvelsen / muskelsammentrekningen begynner.Vi fokuserer vår oppmerksomhet på den aktive kraftkurven (muskelsammentrekning), og utelater den røde som angår total kraft og blå en. i forhold til den passive kraften (på grunn av ikke -kontraktile komponenter i sarkomeren - connectin / titin); spesielt, etter trenden i kurven knyttet til den aktive kraften, merker vi at:

A) det er ingen aktiv kraft siden det ikke er kontakt mellom myosinhodene og aktinet
Mellom A) og B): det er en lineær økning av den aktive kraften på grunn av økningen av aktinbindingsstedene for myosinhodene
Mellom B) og C): den aktive kraften når sin maksimale topp og forblir relativt stabil; i denne fasen er faktisk alle myosins hoder bundet til aktinet
Mellom C) og D): den aktive kraften begynner å avta når overlappingen av aktinkjedene reduserer bindingsstedene som er tilgjengelige for myosinhodene
E): Når myosinet kolliderer med Z -skiven er det ingen aktiv kraft siden alle myosinhodene er festet til aktinet; dessuten komprimeres myosinet på Z -skivene og fungerer som en fjær som motsier sammentrekningen med en kraft proporsjonal med kompresjonsgraden (derfor muskelforkortelse)