Определение саркомера
Саркомер является функциональной единицей поперечно-полосатой мускул, Это означает, что это самая основная единица, которая составляет наш скелетная мышца, Скелетная мышца – это тип мышц, который инициирует все наши произвольные движения. В этом и заключается основная цель саркомера. Саркомеры могут инициировать большие, широкие движения, заключая контракты в унисон. Их уникальная структура позволяет этим крошечным элементам координировать сокращения наших мышц.
Фактически, сократительные свойства мышц являются определяющей характеристикой животных. Движение животных заметно плавное и сложное. Ловкое движение требует изменения длины мышц по мере их сгибания. Это требует молекулярной структуры, которая может сокращаться вместе с сокращением мышц. Такие реквизиты находятся в саркомере.
При ближайшем рассмотрении, скелет мышечная ткань испускает полосатый вид, называемый полосатым. Эти «полосы» выделяются рисунком чередующихся светлых и темных полос, соответствующих различным белковым филаментам. Эти полоски образованы переплетенными волокнами, которые составляют каждый саркомер. Трубчатые волокна, называемые миофибриллами, являются основными компонентами, которые формируют мышцы ткань, Однако сами миофибриллы по существу являются полимерами или повторяющимися звеньями саркомера. Миофибриллы являются волокнистыми и длинными и состоят из двух типов белковых нитей, которые укладываются друг на друга. Миозин представляет собой толстое волокно с шаровидным глава и актин – более тонкая нить, которая взаимодействует с миозином, когда мы сгибаемся.
Структура саркомера
При просмотре под микроскопом мышечные волокна различной длины организованы в виде стопки. миофибрилла пряди, тем самым актин и миозин, образуют пучки нитей, расположенных параллельно друг другу. Когда мышца в нашем теле сокращается, понимается, что то, как это происходит, следует теории скользящей нити. Эта теория предсказывает, что мышца сокращается, когда нитям позволяют скользить друг против друга. Таким образом, это взаимодействие способно дать сократительную силу. Однако причина, по которой структура саркомера так важна в этой теории, заключается в том, что мышцы должны физически сокращаться. Таким образом, существует потребность в устройстве, способном компенсировать удлинение или укорочение сгибающей мышцы.
Теория скользящей нити впервые была предложена учеными, которые использовали микроскопию с высоким разрешением и пятна нити, чтобы наблюдать миозиновые и актиновые нити в действии на различных стадиях сокращения. Они смогли визуализировать физическое удлинение саркомера в расслабленном состоянии и сокращение в сжатом состоянии. Их наблюдения привели к открытию зон саркомеров.
Сначала они заметили, что происходящие динамические изменения всегда происходили в одних и тех же точках или зонах. Они заметили, что одна зона повторного саркомера, позже названная «полосой», сохраняла постоянную длину во время сокращения. У полосы A более высокое содержание толстых нитей миозина, как и следовало ожидать из-за жесткости зоны. Группа A – это область в центре саркомера, где толстые и тонкие нити перекрываются. Это дало исследователям представление о центральном расположении миозина. Внутри полосы A находится зона H, которая представляет собой область, состоящую только из густого миозина. По существу, можно предположить, что группа А включает «весь» миозин, включая миозин, переплетенный с актином в его выпуклой головке. На каждом конце длины саркомера находится группа I. I-полосы – это две области, которые содержат исключительно тонкую нить. Быстрый способ запомнить это состоит в том, что у группы I есть нити thIn, actIn. Толстые нити расположены не слишком далеко от места I полосы; но с обеих сторон их поля обозначают конец толстых нитей. Аналогично, Z-линии или диски, которые дают саркомерам полосатый вид под световым микроскопом, фактически очерчивают области между соседними саркомерами. Линия М, или среднее деление, находится прямо в середине линий Z и содержит менее важную третью нить, называемую миомезином.
Ментальное сокращение нити:
- Я тонкое письмо, содержит только тонкие нити.
- H – более широкая буква, содержит только толстые нити.
Как упоминалось ранее, сокращение происходит, когда толстые нити скользят вдоль тонких нитей в быстрой последовательности, чтобы укорачивать миофибриллы. Однако важно помнить, что сами миофиламенты не сжимаются. Именно скользящее действие дает им возможность укорачивать или удлинять.
Функция саркомера
Скользящая нить вызывает мышечное напряжение, которое, без сомнения, является основным вкладом саркомера. Это действие придает мышцам физическую силу. Быстрая аналогия с этим заключается в том, как можно удлинять или складывать длинную лестницу в зависимости от наших потребностей, без физического укорачивания ее металлических частей.
К счастью, недавние исследования дают нам хорошее представление о том, как работает это скольжение. Теория скользящей нити была модифицирована, чтобы включить, как миозин способен тянуть актин, чтобы сократить длину саркомера. В этой теории шаровая головка миозина расположена близко к актину в области, называемой областью S1. Эта область богата навесными сегментами, которые могут сгибаться и, таким образом, облегчать сокращение. Изгиб S1 может быть ключом к пониманию того, как миозин способен «ходить» по длине нитей актина. Это достигается с помощью цикличности миозин-актин. Это связывание фрагмента миозина S1, его сокращение и его возможное высвобождение.
Когда миозин и актин связываются, они образуют расширения, называемые «поперечными мостиками». Эти перекрестные мосты могут образовываться и разрушаться при наличии (или отсутствии) АТФ. АТФ делает возможным сокращение S1. Когда АТФ связывается с актиновым филаментом, он перемещает его в положение, которое обнажает его сайт связывания миозина. Это позволяет шаровидной головке миозина связываться с этим участком, образуя поперечный мостик. Это связывание вызывает фосфатная группа АТФ диссоциировать, и, таким образом, миозин инициирует свой энергетический удар. Таким образом, миозин входит в более низкое энергетическое состояние, где саркомер может укорачиваться. Кроме того, АТФ должен связывать миозин, чтобы разрушить перекрестный мостик, и позволить миозину повторно связывать актин и инициировать следующий спазм.
викторина
1. Какая зона саркомера поддерживает постоянную длину во время сокращения?A. Z линииB. ГруппаC. Я группаD. Зона S
Ответ на вопрос № 1
В верно. Группа A – это область саркомера, которая в основном состоит из миозина и сохраняет ту же длину во время сокращения мышц. Однако важно помнить, что сами волокна никогда не укорачиваются.
2. Что из перечисленного содержит только актиновую нить?A. ГруппаB. H группаC. Я группаD. Линия Z
Ответ на вопрос № 2
С верно. Как упомянуто выше, группа I включает только нити thIn. В этом случае актин является обозначенной тонкой нитью внутри саркомеров / мышечной ткани.
3. Что из перечисленного содержит только миозиновую нить?A. ГруппаB. H группаC. Я группаD. Линия Z
Ответ на вопрос № 3
В верно. Н полоса содержит только толстую нить. Миозин – это обозначенная толстая нить, а также нить, которая связывается во время саркомера и, следовательно, при сокращении мышц.
Ссылки
- Krans, Jacob et al. (2010). «Теория мышечного сокращения скользящей нити». Природоведение 3. 3 (9): 66.
- MH Education (2017). «Анимация: Саркомер Сокращение». Человек анатомия Маккинли О’Локлин. Получено в 2017-6-16 с http: // www.макроэволюция .net / sarcomere.html
- Безграничный (2017). «АТФ и сокращение мышц». Безграничны: костно-мышечная система. Получено на 2017-6-15 с сайта https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/the-musculoskeletal-system-38/muscle-contraction-and-locomotion-218/atp-and- мышц сжимающих 826-12069 /