Myofibril - Myofibril
| Myofibril | |
|---|---|
Vázizom , miofibrillumokkal a jobb felső sarokban.
| |
| Részletek | |
| Azonosítók | |
| latin | myofibrilla |
| Háló | D009210 |
| TH | H2.00.05.0.00007 |
|
A mikroanatómia anatómiai feltételei | |
A myofibril (más néven izomrost vagy sarcostyle ) az izomsejt alapvető rúdszerű organellája. Az izmok miocitáknak nevezett csőszerű sejtekből állnak, amelyeket csíkos izomban izomrostoknak neveznek , és ezek a sejtek viszont sok myofibrill láncot tartalmaznak. Az embrionális fejlődés során jönnek létre, a myogenezis néven ismert folyamatban .
A myofibrillumok hosszú fehérjékből állnak, beleértve az aktint , a miozint és a titint , és más fehérjéket, amelyek összetartják őket. Ezek a fehérjék vastag és vékony szálakba rendeződnek , amelyeket miofilamentumoknak neveznek , amelyek a myofibril hosszában a szarkomereknek nevezett szakaszokban ismétlődnek . Az izmok összehúzódnak, amikor a vastag (miozin) és a vékony (aktin) szálakat egymás mellé csúsztatják .
Szerkezet
A miofibrillumok szálai, a miofilamentumok két típusból állnak , vastagból és vékonyból:
- A vékony szálak elsősorban az aktin fehérjéből állnak , ködösítve a nebulinszálakkal . Az aktin, amikor szálakká polimerizálódik, "létrát" képez, amely mentén a miozin szálak "másznak", hogy mozgást generáljanak
- A vastag szálak elsősorban a miozin fehérjéből állnak , amelyet a titinszálak tartanak . A miozin felelős az erő generálásáért. Gömb alakú fejből áll, mind ATP, mind aktin kötőhelyekkel, valamint hosszú farokból, amely részt vesz a miozinszálak polimerizációjában.
Az aktinból és miozinból álló fehérjekomplexet néha "aktinomiozin" -nak nevezik.
A csíkos izmokban, például a váz- és a szívizomban , az aktin és a miozin szálak mindegyike meghatározott és állandó hosszúságú, néhány mikrométer nagyságrendű, sokkal kisebb, mint a hosszúkás izomsejt hossza (néhány milliméter az ember esetében vázizomsejtek). A szálak ismétlődő alegységekbe vannak rendezve a myofibril hosszában. Ezeket az alegységeket sarkomereknek nevezik . Az izomsejt majdnem tele van myofibrillumokkal, amelyek párhuzamosan futnak a sejt hosszú tengelyén. Az egyik myofibril szarkomerikus alegysége szinte tökéletes összhangban van a mellette lévő myofibrillumokkal. Ez az igazítás bizonyos optikai tulajdonságokat eredményez, amelyek miatt a cella csíkos vagy csíkos. A simaizomsejtekben ez az összehangolás hiányzik, ezért nincsenek látható csíkok, és a sejteket simanak nevezik. Az exponált izomsejtek bizonyos szögekben, például húsdarabokban , strukturális elszíneződést vagy irizálódást mutathatnak a fibrillák és a szarkomerek időszakos összehangolása miatt.
Megjelenés
A szarkomér különböző alrégióinak nevei a fénymikroszkópon áttekintve viszonylag világosabb vagy sötétebb megjelenésükön alapulnak. Minden sarkomot két nagyon sötét színű sáv határol, amelyeket Z-korongoknak vagy Z-vonalaknak neveznek (a német zwischen jelentése között). Ezek a Z-korongok sűrű fehérje korongok, amelyek nem engedik könnyen a fény áthaladását. A T-tubulus ezen a területen van jelen. A Z-lemezek közötti terület két végén világosabb színű sávokra oszlik, amelyeket mindkét végén I-sávoknak, középen pedig sötétebb, szürkés sávnak neveznek, A-sávnak.
Az I csíkok világosabbnak tűnnek, mivel a szarkomér ezen régiói főként a vékony aktinszálakat tartalmazzák, amelyek kisebb átmérője lehetővé teszi a fény áthaladását közöttük. Az A sáv viszont többnyire miozinszálakat tartalmaz, amelyek nagyobb átmérője korlátozza a fény áthaladását. Az A jelentése anizotróp , az I izotróp , az élő izom optikai tulajdonságaira utal, amint azt a polarizált fénymikroszkópia bizonyítja .
Az A sávnak az I sávokat érintő részeit mind az aktin, mind a miozin szálak foglalják el (ahol a fent leírtak szerint interdigitálnak). Szintén az A-sávon belül található egy viszonylag világosabb középső régió, az úgynevezett H-zóna (a német helle-től , azaz világos), amelyben nincs aktin/miozin átfedés, amikor az izom ellazult állapotban van. Végül a H-zónát kettévágja egy sötét középvonal, az úgynevezett M-vonal (a német mittel jelentése közép).
Fejlődés
Egy 12 napos csirkeembrióban fejlődő lábizom tanulmányozása elektronmikroszkóppal, mechanizmust javasol a miofibrillumok kialakulására. A fejlődő izomsejtek vastag (miozin) szálakat tartalmaznak, amelyek átmérője 160–170 Å , és vékony (aktin) szálakat, amelyek átmérője 60–70 Å. A fiatal mikroszálak 7: 1 arányban tartalmaznak vékony és vastag szálakat. Az izomsejtek hosszú tengelye mentén, szarkolemmális helyeken a szabad myofilamentumok igazodnak, és hatszögletű tömbbé tömörülnek. Ezek az aggregátumok a Z sáv vagy az M sáv anyagának jelenlététől függetlenül képződnek. Az aggregáció spontán történik, mert az aktin és a miozin monomerek harmadlagos szerkezete tartalmazza az összes "információt" a sejt ionerősségével és ATP koncentrációjával együtt, hogy a szálakba aggregálódjon.
Funkció
A miozinfejek kereszthidakat képeznek az aktin miofilamentumokkal; itt hajtanak végre „evezési” akciót az aktin mentén. Amikor az izomrost ellazul (összehúzódás előtt), a miozinfejhez ADP és foszfát kötődik.
Idegimpulzus érkezésekor a Ca 2+ ionok a troponin alakváltozását okozzák ; ez eltávolítja a troponin + tropomiozin komplexet, nyitva hagyva a miozin kötőhelyeit.
A miozinfej most az aktin myofilamenthez kötődik. A miozin myofilament fejében lévő energia mozgatja a fejet, amely elcsúsztatja az aktint; ezért az ADP felszabadul.
Az ATP bemutatkozik (mivel a kalciumionok jelenléte aktiválja a miozin ATPázát), és a miozinfejek leválnak az aktinról, hogy megragadják az ATP -t. Az ATP ezután ADP -re és foszfátra bomlik. Az energia felszabadul és a miozinfejben tárolódik, hogy későbbi mozgáshoz hasznosítsa. A miozinfejek most visszatérnek nyugodt, egyenes helyzetükbe. Ha kalcium van jelen, az eljárást meg kell ismételni.
Amikor egy izom összehúzódik, az aktin mentén húzzák miozin közepe felé a sarcomer amíg a aktin és a miozin filamentumok teljesen fedésben. A H zóna egyre kisebb lesz az aktin és a miozin szálak növekvő átfedése miatt, és az izom lerövidül. Így amikor az izom teljesen összehúzódott, a H zóna már nem látható. Vegye figyelembe, hogy az aktin és a miozin szálak maguk nem változtatják meg a hosszukat, hanem elcsúsznak egymás mellett. Ezt az izomösszehúzódás csúszószálas elméletének nevezik .