Myofibrily a sarkoméra

Cytoplazmatická tekutina uvnitř svalových buněk je z velké části obsazena myofibrilami, které tvoří kontraktilní složku.

Každé svalové vlákno je tvořeno asi 1000 myofibrilami, obalenými sarkoplazmatickým retikulem; myofibrily se rozprostírají po celé délce vlákna a jsou uspořádány do dlouhých podélných svazků.

Každý myofibril má tloušťku mezi 0,5 a 2 µm, o délce v rozmezí od 10 do 100 mikronů (1 mikron = 1/1000 mm.).

Podle očekávání jsou myofibrily obklopeny sarkoplazmatickým retikulem, komplexním systémem vezikul a tubulů, které vedou k vzniku sarkotubulárního systému.Účelem této struktury je akumulace vápníku nezbytného ke kontrakci.

Pohybující se stále více do mikroskopu zjišťujeme, že myofibrily jsou samy složeny z paralelních myofilamentů, které jsou dvou typů: silné a tenké. Díky pravidelnému střídání světlých a tmavých pásů lze také pozorovat charakteristický pruh podél hlavní osy myofibrily.

Tmavé pásy se nazývají pásy nebo disky A
Světelné pásy se nazývají I pásy
Každé I pásmo je rozděleno na dvě čáry Z.
Každé pásmo A je rozděleno na dva pruhy, nazývané H, umístěné v jeho centrální části.

Úsek myofibrily mezi dvěma sousedními liniemi Z.

(1/2 pásma I + pásmo A + 1/2 pásma I)

přijímá jméno SARCOMERO

Sarkomera je strukturální a funkční jednotka myofibrilu, tj. Nejmenší jednotka svalu schopná smrštění.

Uvnitř jediné myofibrily na sebe navazují různé sarkomery, jako by vytvářely vysoký stoh válců. Ve svalu jsou navíc vlákna uspořádána rovnoběžně, takže příslušné sarkomery jsou zarovnány. Jinými slovy, vedle čáry Z. myofibrilu vždy existuje linie Z sousedního myofibrilu; tato symetrie znamená, že jako celek se celé svalové vlákno jeví příčně pruhované.

Myofilamenty

Při pozorování pod elektronovým mikroskopem se zdá, že každá sarkomera je tvořena svazkem vláken uspořádaných podélně a navzájem rovnoběžně. Složkami těchto myofilů jsou dva proteiny, nazývané aktin a myosin.

Ve středu každé sarkomery je asi tisíc silných vláken, skládajících se z myosinu. Tyto proteinové molekuly na svých koncích odvozují vztahy s tenkými vlákny, tvořenými aktinem „jiného proteinu“.

V buňce vlákna kosterního svalu jsou tyto kontraktilní prvky (tlustá a tenká vlákna) umístěny v registru a jsou částečně interdigitované (superponované).

Svazek silných (myosinických) vláken je umístěn ve středu sarkomery a tvoří pásmo A;
Svazek tenkých vláken, tvořený aktinem, se nachází na pólech sarkomery a tvoří dvě poloviční pásy I, která sahají až k Z kotoučům.

Tato složitá struktura je základem svalové kontrakce, umožněné klouzáním tenkých vláken přes silná.

Během kontrakce se sarkoméra zkracuje v důsledku přístupu dvou Z vláken:

zatímco délka vláken a A pásma zůstává nezměněna, dochází ke zmenšení I pásma a H pásma.

Zobecnění jevu určuje zkrácení myofibril, svalových vláken, svazků a celého svalu. Je zajímavé poznamenat, že každá sarkoméra se může v klidu zkrátit až na maximálně 50% své délky.

Během svalové kontrakce se aktomyosinové můstky kontinuálně vytvářejí a rozpouštějí, pokud je k dispozici dostatečné množství iontů vápníku a ATP; tomuto aspektu se budeme lépe věnovat v dalším článku.

NAPĚTÍ VYVINUTÉ SVALOVÝM VLÁKNEM JE „PŘÍMO PROPORCIONÁLNÍ K POČTU PŘÍČNÝCH MOSTŮ, KTERÉ JSOU VYTVOŘENY MEZI HUTNÝMI A TENKÝMI FILAMENTY.

V důsledku toho sval, který je příliš natažený nebo příliš stažený, vyvíjí méně síly než sval, který se smršťuje z optimálního stupně natažení.

Vztah délka-napětí při svalové kontrakci. Obrázek ukazuje napětí generované svalem na základě jeho délky před začátkem cvičení / svalové kontrakce. Soustředíme naši pozornost na křivku aktivní síly (svalová kontrakce), přičemž vynecháme červenou vztaženou k celkové síle a modrou jedna. vzhledem k pasivní síle (v důsledku nekontraktilních složek sarkomery - connectin / titin); zejména podle trendu křivky týkající se aktivní síly si všimneme, že:

A) neexistuje žádná aktivní síla, protože neexistuje žádný kontakt mezi hlavami myosinu a aktinem
Mezi A) a B): dochází k lineárnímu nárůstu aktivní síly v důsledku zvýšení vazebných míst aktinu pro myosinové hlavy
Mezi B) a C): aktivní síla dosáhne svého maxima a zůstává relativně stabilní; v této fázi jsou ve skutečnosti všechny hlavy myosinu vázány na aktin
Mezi C) a D): aktivní síla začíná klesat, protože překrývání aktinových řetězců snižuje vazebná místa dostupná pro myosinové hlavy
E): jakmile se myosin srazí s diskem Z, neexistuje žádná aktivní síla, protože všechny myozinové hlavy jsou připojeny k aktinu; navíc je myosin stlačen na discích Z a působí jako pružina proti kontrakci silou úměrnou stupeň komprese (tedy zkrácení svalu)