Миофибриллы - Myofibril

Миофибриллы
Blausen 0801 SkeletalMuscle.png
Скелетные мышцы, с миофибриллами, помеченными вверху справа.
Подробности
Идентификаторы
латинскиймиофибрилла
MeSHD009210
THH2.00.05.0.00007
Анатомические термины микроанатомии
Схема строения миофибриллы (состоящей из множества миофиламентов параллельно и саркомеров последовательно
Скользящая филаментная модель мышечного сокращения

А миофибрилла (также известный как мышечное волокно) - основная палочковидная единица мышечной клетки.[1] Мышцы состоят из трубчатых клеток, называемых миоциты, известные как мышечные волокна в поперечно-полосатые мышцы, а эти клетки, в свою очередь, содержат множество цепочек миофибрилл. Они созданы во время эмбриональное развитие в процессе, известном как миогенез.

Миофибриллы состоят из длинных белков, включая актин, миозин, и тайтин, и другие белки, которые удерживают их вместе. Эти белки организованы в толстые и тонкие нити, называемые миофиламенты, которые повторяются по длине миофибриллы в участках, называемых саркомеры. Мышцы сокращаются к скольжение толстых (миозиновых) и тонких (актиновых) филаментов друг к другу.

Структура

Нити миофибрилл, миофиламенты, состоят из двух типов: толстые и тонкие:

  • Тонкие нити состоят в основном из белка актин, намотанный небулин нити. Актин, когда полимеризуется в филаменты, образует «лестницу», по которой миозиновые филаменты «поднимаются» для создания движения.
  • Толстые волокна состоят в основном из белка. миозин, удерживаемый на месте тайтин нити. Миозин отвечает за генерацию силы. Он состоит из глобулярной головки с сайтами связывания АТФ и актина и длинного хвоста, участвующего в его полимеризации в миозиновые филаменты.

Белковый комплекс, состоящий из актина и миозина, иногда называют «актиномиозином».

В поперечно-полосатой мышце, например скелетный и сердечная мышца актиновые и миозиновые филаменты имеют определенную и постоянную длину порядка нескольких микрометров, что намного меньше длины удлиненной мышечной клетки (несколько миллиметров в случае клеток скелетных мышц человека). Филаменты организованы в повторяющиеся субъединицы по длине миофибриллы. Эти субъединицы называются саркомеры. Мышечная клетка почти заполнена миофибриллами, идущими параллельно друг другу по длинной оси клетки. Саркомерные субъединицы одной миофибриллы почти идеально совмещены с таковыми миофибрилл рядом с ней. Это выравнивание приводит к определенным оптическим свойствам, из-за которых клетка выглядит полосатой или полосатой. В гладкая мышца ячеек такое выравнивание отсутствует, следовательно, нет явных штрихов и ячейки называются гладкими.[2] Открытые мышечные клетки под определенными углами, например, в мясные нарезки, могу показать структурная окраска или же переливчатость из-за этого периодического выравнивания фибрилл и саркомеров.[3]

Внешность

Sarcomere.gif

Названия различных подобластей саркомера основаны на их относительно более светлом или более темном виде при просмотре в световой микроскоп. Каждый саркомер ограничен двумя полосами очень темного цвета, называемыми Z-дисками или Z-линиями (от немецкого Zwischen значение между). Эти Z-диски представляют собой плотные белковые диски, которые не пропускают свет. В Т-трубочка присутствует в этой области. Область между Z-дисками дополнительно разделена на две полосы более светлого цвета с обоих концов, которые называются I-полосами, и более темную сероватую полосу посередине, называемую полосой A.

Полосы I кажутся более светлыми, потому что эти области саркомера в основном содержат тонкие актиновые нити, меньший диаметр которых позволяет свету проходить между ними. Группа А, с другой стороны, содержит в основном миозин волокна, больший диаметр которых ограничивает прохождение света. А означает анизотропный и я за изотропный, имея в виду оптические свойства живой мышцы, как показано на поляризованный свет микроскопия.

Части полосы А, которые примыкают к полосам I, заняты как актиновыми, так и миозиновыми филаментами (где они пересекаются, как описано выше). Также внутри полосы A находится относительно более яркая центральная область, называемая H-зоной (от немецкого привет, что означает яркий), в котором нет перекрытия актин / миозин, когда мышца находится в расслабленном состоянии. Наконец, H-зона делится пополам темной центральной линией, называемой M-линией (от немецкого миттель означает середину).

Разработка

Исследование развивающейся мышцы ноги у 12-дневного куриного эмбриона с помощью электронной микроскопии предлагает механизм развития миофибрилл. Развивающиеся мышечные клетки содержат толстые (миозиновые) филаменты размером 160–170 Å диаметром и тонкими (актиновыми) филаментами диаметром 60–70 Å. Молодые миофибриллы содержат соотношение тонких и толстых волокон 7: 1. Вдоль длинной оси мышечных клеток в субарколеммальных местах свободные миофиламенты выравниваются и агрегируются в гексагонально упакованные массивы. Эти агрегаты образуются независимо от наличия материала полосы Z или M. Агрегация происходит спонтанно, потому что третичные структуры мономеров актина и миозина содержат всю «информацию» об ионной силе и концентрации АТФ в клетке для агрегирования в филаменты.[4]

Функция

В миозин головы образуют поперечные мосты с актин миофиламенты; именно здесь они выполняют «гребное» действие вдоль актина. Когда мышечное волокно расслаблено (до сокращения), миозиновая головка имеет связанные с ней АДФ и фосфат.

Когда приходит нервный импульс, Ca2+ ионы вызывают тропонин изменить форму; это отодвигает комплекс тропонин + тропомиозин, оставляя участки связывания миозина открытыми.

Головка миозина теперь связывается с миофиламентом актина. Энергия в головке миозинового миофиламента перемещает головку, которая скользит мимо актина; следовательно, выпускается ADP.

АТФ представляет собой (поскольку присутствие ионов кальция активирует АТФазу миозина), и головки миозина отключаются от актина, чтобы захватить АТФ. Затем АТФ расщепляется на АДФ и фосфат. Энергия высвобождается и сохраняется в миозиновой головке, чтобы использовать ее для дальнейшего движения. Головки миозина теперь возвращаются в свое прямое расслабленное положение. Если кальций присутствует, процесс повторяется.

Когда мышца сокращается, актин тянется вдоль миозина к центру саркомер пока актиновые и миозиновые нити полностью не перекрываются. Зона Н становится все меньше и меньше из-за увеличивающегося перекрытия актиновых и миозиновых нитей, и мышца укорачивается. Таким образом, когда мышца полностью сокращена, зона H больше не видна. Обратите внимание, что актиновые и миозиновые нити сами по себе не изменяют длину, а вместо этого скользят друг мимо друга. Это известно как теория мышечного сокращения со скользящей нитью.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Маккрэкен, Томас (1999). Новый Атлас анатомии человека. Китай: Metro Books. С. 1–120. ISBN  1-5866-3097-0.
  2. ^ Физиология мышц - структура миофиламентов
  3. ^ Мартинес-Уртадо, Дж. Л.; Акрам, Мухаммад; Йетисен, Али (ноябрь 2013 г.). «Радужность мяса, вызванная решетками на поверхности». Еда. 2 (4): 499–506. Дои:10.3390 / foods2040499. ЧВК  5302279. PMID  28239133.
  4. ^ Фишман, Дональд А. (1967). «Электронно-микроскопическое исследование образования миофибрилл в скелетных мышцах эмбриона цыплят». Журнал клеточной биологии. 32 (3): 558–75. Дои:10.1083 / jcb.32.3.557. ЧВК  2107275. PMID  6034479.
  5. ^ Мариеб, Э. Н., Хон, К., & Хон, Ф. (2007). Анатомия и физиология человека. (7-е изд., С. 284–87). Сан-Франциско, Калифорния: Benjamin-Cummings Pub Co.

внешняя ссылка