SARCOMERE: STRUKTUR DAN BAHAGIAN, FUNGSI DAN HISTOLOGI - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025

A sarcomere adalah unit fungsi asas otot rangka, iaitu, rangka dan otot jantung. Otot rangka adalah jenis otot yang digunakan dalam pergerakan sukarela, dan otot jantung adalah otot yang merupakan bahagian jantung.

Mengatakan bahawa sarcomere adalah unit fungsional bermaksud semua komponen yang diperlukan untuk pengecutan terkandung dalam setiap sarcomere. Sebenarnya, otot rangka terdiri daripada berjuta-juta sarkoma kecil yang secara individu memendek dengan setiap pengecutan otot.

Mikrograf sarkoma (atas) dan representasinya (bawah)

Di sinilah terletak tujuan utama sarkere. Sarcomeres mampu memulakan pergerakan besar dengan berkontrak secara serentak. Strukturnya yang unik membolehkan unit kecil ini menyelaraskan pengecutan otot.

Sebenarnya, sifat kontraktil otot adalah ciri khas haiwan, kerana pergerakan haiwan sangat lancar dan kompleks. Locomotion memerlukan perubahan panjang otot ketika melenturkan, yang memerlukan struktur molekul yang membolehkan otot memendek.

Struktur dan bahagian

Sekiranya tisu otot rangka diperiksa dengan teliti, penampilan bergaris yang disebut striation diperhatikan. "Jalur" ini mewakili corak jalur bergantian, terang dan gelap, sesuai dengan filamen protein yang berbeza. Maksudnya, garis-garis ini terdiri dari serat protein yang saling terkait yang membentuk setiap sarcomere.

Myofibril

Serat otot terdiri daripada ratusan hingga ribuan organel kontraktil yang disebut myofibril; Myofibril ini disusun secara selari untuk membentuk tisu otot. Walau bagaimanapun, myofibril itu sendiri pada dasarnya adalah polimer, iaitu, mengulangi unit sarcomeres.

Myofibril adalah struktur berserat panjang dan diperbuat daripada dua jenis filamen protein yang saling bertumpuk di antara satu sama lain.

Myosin dan aktin

Myosin adalah serat tebal dengan kepala globular, dan aktin adalah filamen nipis yang berinteraksi dengan myosin semasa proses pengecutan otot.

Myofibril yang diberikan mengandungi kira-kira 10,000 sarcomeres, masing-masing panjangnya kira-kira 3 mikron. Walaupun setiap sarcomere kecil, beberapa sarcomer agregat merangkumi panjang serat otot.

Myofilaments

Setiap sarcomere terdiri daripada kumpulan protein tebal dan nipis yang disebutkan di atas, yang bersama-sama disebut myofilaments.

Dengan membesarkan sebahagian myofilaments, molekul yang menyusunnya dapat dikenal pasti. Filamen tebal terbuat dari myosin, sementara filamen halus terbuat dari aktin.

Actin dan myosin adalah protein kontraktil yang menyebabkan otot menjadi pendek ketika mereka saling berinteraksi. Selain itu, filamen tipis mengandung protein lain dengan fungsi pengatur yang disebut troponin dan tropomyosin, yang mengatur interaksi antara protein kontraktil.

ciri-ciri

Fungsi utama sarkoma adalah untuk membiarkan sel otot berkontrak. Untuk melakukan ini, sarkoma mesti dipendekkan sebagai tindak balas terhadap dorongan saraf.

Filamen tebal dan nipis tidak memendek, tetapi melilit satu sama lain, menyebabkan sarcomere menjadi pendek sementara filamen tetap sama panjang. Proses ini dikenali sebagai gelongsor model penguncupan otot.

Gelongsor filamen menimbulkan ketegangan otot, yang pastinya merupakan sumbangan utama sarkoma. Tindakan ini memberi kekuatan fizikal kepada otot.

Analogi cepat untuk ini adalah cara tangga panjang dapat dilanjutkan atau dilipat bergantung pada keperluan kita, tanpa memendekkan bahagian logamnya secara fizikal.

Penglibatan myosin

Nasib baik, penyelidikan baru-baru ini menawarkan idea yang baik tentang bagaimana slip ini berfungsi. Teori filamen gelongsor telah diubahsuai untuk memasukkan bagaimana myosin mampu menggunakan aktin untuk memendekkan panjang sarcomere.

Dalam teori ini, kepala globular myosin terletak berdekatan dengan aktin di kawasan yang disebut wilayah S1. Kawasan ini kaya dengan segmen berengsel yang dapat membengkok dan dengan itu memudahkan pengecutan.

Lenturan S1 mungkin menjadi kunci untuk memahami bagaimana myosin mampu "berjalan" di sepanjang filamen aktin. Ini dicapai dengan mengitar semula serpihan myosin S1, pengecutannya, dan pelepasan terakhirnya.

Kesatuan myosin dan actiba

Apabila myosin dan aktin bergabung, mereka membentuk sambungan yang disebut "cross jambatan." Jambatan silang ini dapat terbentuk dan pecah dengan adanya (atau ketiadaan) ATP, yang merupakan molekul bertenaga yang memungkinkan pengecutan.

Apabila ATP mengikat filamen aktin, ia memindahkannya ke kedudukan yang memaparkan laman web pengikat myosinnya. Ini membolehkan kepala myosin globular mengikat ke laman web ini untuk membentuk jambatan silang.

Kesatuan ini menyebabkan kumpulan fosfat ATP berpisah, dan dengan itu myosin memulakan fungsinya. Myosin kemudian memasuki keadaan tenaga yang lebih rendah di mana sarcomere dapat memendek.

Untuk memecahkan jambatan silang dan membiarkan myosin mengikat aktin lagi pada kitaran seterusnya, pengikatan molekul ATP lain ke myosin adalah perlu. Maksudnya, molekul ATP diperlukan untuk pengecutan dan kelonggaran.

Histologi

Bahagian histologi otot menunjukkan ciri-ciri anatomi sarkoma. Filamen tebal, terdiri daripada myosin, dapat dilihat dan dilambangkan sebagai band A sarcomere.

Filamen tipis, terdiri daripada aktin, mengikat protein dalam cakera Z (atau garis Z) yang disebut alpha-actinin, dan terdapat di sepanjang panjang jalur I dan sebahagian daripada jalur A.

Kawasan di mana filamen tebal dan nipis bertindih mempunyai penampilan yang padat, kerana terdapat sedikit ruang di antara filamen. Kawasan di mana filamen nipis dan tebal bertindih sangat penting untuk pengecutan otot, kerana ia adalah tempat di mana pergerakan filamen bermula.

Filamen nipis tidak meluas sepenuhnya ke jalur A, meninggalkan kawasan tengah jalur A yang hanya mengandungi filamen tebal. Kawasan tengah jalur A ini kelihatan sedikit lebih terang daripada jalur A yang lain, dan disebut zon H.

Pusat zon H mempunyai garis menegak yang disebut garis M, di mana protein aksesori memegang filamen tebal bersama-sama.

Komponen utama histologi sarkoma diringkaskan di bawah:

Jalur A

Zon filamen tebal, terdiri daripada protein myosin.

Zon H

Zon A-band tengah, tanpa protein aktin bertindih ketika otot dilonggarkan.

Band I

Zon filamen nipis, terdiri daripada protein aktin (tanpa myosin).

Cakera Z

Mereka adalah sempadan antara sarcomer yang bersebelahan, terdiri daripada protein pengikat aktin yang berserenjang dengan sarcomere.

Garisan M

Zon tengah dibentuk oleh protein aksesori. Mereka terletak di tengah filamen myosin tebal, berserenjang dengan sarcomere.

Seperti disebutkan sebelumnya, pengecutan berlaku apabila filamen tebal meluncur di sepanjang filamen nipis berturut-turut untuk memendekkan myofibril. Walau bagaimanapun, perbezaan penting untuk diingat adalah bahawa myofilamen itu sendiri tidak berkontrak; tindakan gelongsor inilah yang memberi mereka kekuatan untuk memendekkan atau memanjangkan.

Rujukan

1. Clarke, M. (2004). Filamen gelongsor pada 50. Nature, 429 (6988), 145.
2. Hale, T. (2004) Latihan Fisiologi: Pendekatan Tematik (edisi pertama). Wiley
3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Fisiologi Perubatan: Prinsip Perubatan Klinikal (edisi ke-4). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Spudich, JA (2001). Model jambatan silang berayun myosin. Ulasan Alam Biologi Sel Molekul, 2 (5), 387–392.
5. Thibodeau, P. (2013). Anatomi dan Phisiology (8 ^th ). Mosby, Inc.
6. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Prinsip Anatomi dan Fisiologi (edisi ke-13). John Wiley & Sons Inc.