Miyofibriller ve sarkomer

Kas hücrelerinin içindeki sitoplazmik sıvı, büyük ölçüde kasılma bileşenini oluşturan miyofibriller tarafından işgal edilir.

Her kas lifi, sarkoplazmik retikulum tarafından sarılmış yaklaşık 1000 miyofibrilden oluşur; miyofibriller, lifin tüm uzunluğu boyunca uzanır ve uzun boyuna demetler halinde düzenlenir.

Her bir miyofibril, 10 ila 100 mikron (1 mikron = 1/1000 mm.) arasında değişen bir uzunluk için 0,5 ile 2 µm arasında bir kalınlığa sahiptir.

Beklendiği gibi, miyofibriller, sarkotubüler sisteme yol açan karmaşık bir vezikül ve tübül sistemi olan sarkoplazmik retikulum ile çevrilidir.Bu yapının amacı kasılma için gerekli olan kalsiyumu biriktirmektir.

Gittikçe daha fazla mikroskobik alana doğru ilerlediğimizde, miyofibrillerin kendilerinin iki tip olan paralel miyofilamentlerden oluştuğunu keşfediyoruz: kalın ve ince. Açık ve koyu bantların düzenli değişimi nedeniyle, miyofibrilin ana ekseni boyunca karakteristik bir çizgi de gözlemlenebilir.

Karanlık bantlara bantlar veya diskler denir A
Işık bantlarına I bantları denir.
Her I bandı bir Z çizgisi ile ikiye bölünmüştür.
Her A bandı, orta kısmına yerleştirilen H adı verilen bir şeritle ikiye bölünmüştür.

İki bitişik Z çizgisi arasındaki miyofibrilin gerilmesi

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

SARCOMERO adını alır

Sarkomer, miyofibrilin yapısal ve işlevsel birimidir, yani kasın kasılma yeteneğine sahip en küçük birimidir.

Tek miyofibrilin içinde, çeşitli sarkomerler, sanki yüksek bir silindir yığını oluşturuyormuş gibi birbirini takip eder.Ayrıca, kasta, lifler paralel olarak düzenlenir, böylece ilgili sarkomerler hizalanır.Başka bir deyişle, bir Z çizgisinin yanında. Bir miyofibrilde her zaman bitişik miyofibrilin bir Z çizgisi vardır; bu simetri, bir bütün olarak, tüm kas lifinin enine çizgili göründüğü anlamına gelir.

miyofilamentler

Elektron mikroskobu altında gözlemlenen her sarkomer, uzunlamasına ve birbirine paralel olarak düzenlenmiş bir filament demetinden oluşuyor gibi görünüyor. Bu miyofilamentlerin bileşenleri, aktin ve miyozin adı verilen iki proteindir.

Her sarkomerin merkezinde miyozinden oluşan yaklaşık bin kalın filament bulunur. Uçlarında, bu protein molekülleri, "başka bir protein" olan aktin'den oluşan ince filamentlerle ilişkiler türetir.

Bir iskelet kası lifi hücresinde, bu kasılma elemanları (kalın ve ince filamentler) düzenli olarak yerleştirilmiştir ve kısmen iç içe geçmiştir (üst üste bindirilmiştir).

Kalın (miyosinik) filament demeti sarkomerin merkezinde yer alır ve A bandını oluşturur;
Aktin içeren ince filament demeti sarkomerin kutuplarında yer alır ve Z disklerine kadar uzanan iki yarım bant I'i oluşturur.

Bu karmaşık yapı, ince filamentlerin kalın olanlar üzerinde kaymasıyla mümkün olan kas kasılmasının temelidir.

Kasılma sırasında, iki Z filamentinin yaklaşması nedeniyle sarkomer kısalır:

filamentlerin ve A bandının uzunluğu değişmeden kalırken, I bandında ve H bandında bir azalma olur.

Fenomenin genelleştirilmesi, miyofibrillerin, kas liflerinin, fasiküllerin ve tüm kasın kısalmasını belirler. Her sarkomerin dinlenme halinde uzunluğunun maksimum %50'sine kadar kısalabileceğini belirtmek ilginçtir.

Kas kasılması sırasında, yeterli miktarda kalsiyum iyonu ve ATP mevcut olduğu sürece, aktomiyosin köprüleri sürekli olarak oluşur ve çözülür; Bir sonraki makalede bu yönü daha iyi ele alacağız.

BİR KAS LİFİ TARAFINDAN GELİŞTİRİLEN GERGİ, "KALIN VE İNCE FİLAMENTLER ARASINDA OLUŞTURULAN ÇAPRAZ KÖPRÜ SAYISI İLE DOĞRUDAN ORANTILIDIR.

Sonuç olarak, fazla gerilmiş veya fazla kasılmış bir kas, optimal derecede gerilmeden kasılan bir kastan daha az güç geliştirir.

Kas kasılmasında uzunluk-gerilim ilişkisi. Resim, egzersiz / kas kasılması başlamadan önceki uzunluğuna bağlı olarak bir kas tarafından oluşturulan gerilimi göstermektedir.Dikkatimizi aktif kuvvet eğrisine (kas kasılması) odaklıyoruz, toplam kuvvetle ilgili kırmızı olanı ve mavi olanı dışarıda bırakıyoruz. bir. pasif kuvvete göre (sarcomere - connectin / titin'in kontraktil olmayan bileşenleri nedeniyle); özellikle, aktif kuvvetle ilgili eğrinin eğilimini takip ederek şunları not ediyoruz:

A) Miyozin başları ile aktin arasında temas olmadığından aktif kuvvet yoktur.
A) ve B arasında): Miyozin başları için aktin bağlama bölgelerinin artması nedeniyle aktif kuvvette doğrusal bir artış vardır.
B) ve C arasında): aktif kuvvet maksimum zirvesine ulaşır ve nispeten sabit kalır; Bu aşamada aslında miyozinin tüm başları aktine bağlıdır.
C) ve D arasında): Aktin zincirlerinin üst üste binmesi miyozin başları için mevcut olan bağlanma bölgelerini azalttığı için aktif kuvvet azalmaya başlar.
E): Miyozin Z diski ile çarpıştığında, tüm miyozin başları aktine bağlı olduğu için aktif kuvvet yoktur; ayrıca miyozin Z diskleri üzerinde sıkıştırılır ve kasılmaya karşı orantılı bir kuvvetle kasılmaya karşı bir yay görevi görür. sıkıştırma derecesi (dolayısıyla kas kısalması)