Миофибрилла
| Миофибрилла | |
|---|---|
 Скелетная мышца , миофибриллы отмечены вверху справа. | |
| Подробности | |
| Идентификаторы | |
| латинский | миофибрилла |
| МеШ | D009210 |
| ТД | Х2.00.05.0.00007 |
| Анатомические термины микроанатомии | |
Миофибрилла (также известная как мышечная фибрилла или саркостиль ) [1] — основная палочковидная органелла мышечной клетки . [2] Скелетные мышцы состоят из длинных трубчатых клеток, известных как мышечные волокна , и эти клетки содержат множество цепочек миофибрилл. [3] Каждая миофибрилла имеет диаметр 1–2 микрометра . [3] Они создаются во время эмбрионального развития в процессе, известном как миогенез .
Миофибриллы состоят из длинных белков, включая актин , миозин и тайтин , а также других белков, которые удерживают их вместе. Эти белки организованы в толстые , тонкие и эластичные миофиламенты , которые повторяются по длине миофибриллы в секциях или единицах сокращения, называемых саркомерами . Мышцы сокращаются за счет скольжения толстых миозиновых и тонких актиновых миофиламентов друг по другу.
Структура
[ редактировать ]
Каждая миофибрилла имеет диаметр от 1 до 2 микрометров (мкм). [3] Нити миофибрилл, миофиламенты , состоят из трех типов: толстых , тонких и эластичных нитей .
- Тонкие нити состоят в основном из белка актина , свитого нитями небулина . Актин, полимеризуясь в нити, образует «лестницу», по которой «поднимаются» нити миозина, создавая движение.
- Толстые нити состоят в основном из белка миозина , который отвечает за генерирование силы. Он состоит из шаровидной головки с участками связывания как АТФ, так и актина, а также длинного хвоста, участвующего в его полимеризации в миозиновые нити.
- Эластичные нити состоят из гигантского белка тайтина и удерживают толстые нити на месте.
Белковый комплекс , состоящий из актина и миозина, иногда называют актомиозином .
В поперечно-полосатой скелетных и сердечных ткани мышц каждая из актиновых и миозиновых нитей имеет определенную и постоянную длину порядка нескольких микрометров, что намного меньше длины удлиненной мышечной клетки (несколько миллиметров в случае клеток скелетных мышц человека). . Нити организованы в повторяющиеся субъединицы по длине миофибриллы. Эти субъединицы называются саркомерами и имеют длину около трех мкм. [4] Мышечная клетка почти заполнена миофибриллами, идущими параллельно друг другу на длинной оси клетки. Саркомерные субъединицы одной миофибриллы почти идеально совпадают с субъединицами миофибрилл рядом с ней. Такое выравнивание придает клетке полосатый или полосатый вид. Обнаженные мышечные клетки под определенными углами, например, в мясных кусках , могут проявлять структурную окраску или переливчатость из-за периодического выравнивания фибрилл и саркомеров. [5]
Появление
[ редактировать ]
Названия различных субрегионов саркомера основаны на их относительно более светлом или темном виде при просмотре в световой микроскоп. Каждый саркомер ограничен двумя очень темными полосами, называемыми Z-дисками или Z-линиями (от немецкого zwischen , что означает «между»). Эти Z-диски представляют собой плотные белковые диски, которые с трудом пропускают свет. Т -трубочка В этой области присутствует . Область между Z-дисками делится на две более светлые полосы на обоих концах, называемые I-полосами или изотропными полосами, и более темную, сероватую полосу в середине, называемую полосой A или анизотропными полосами.
Полосы I кажутся более светлыми, поскольку эти области саркомера содержат в основном тонкие актиновые нити, меньший диаметр которых позволяет свету проходить между ними. С другой стороны, полоса А содержит в основном нити миозина , больший диаметр которых ограничивает прохождение света. A означает анизотропный , а I — изотропный , имея в виду оптические свойства живых мышц, продемонстрированные с помощью микроскопии в поляризованном свете .
Части полосы А, примыкающие к полосам I, заняты как актиновыми, так и миозиновыми нитями (где они переплетаются, как описано выше). Также внутри полосы А имеется относительно более яркая центральная область, называемая Н-зоной (от немецкого helle , что означает яркий), в которой нет перекрытия актина и миозина, когда мышца находится в расслабленном состоянии. Наконец, H-зона разделена пополам темной центральной линией, называемой М-линией (от немецкого mittel, означающего середину).
Разработка
[ редактировать ]Исследование развивающихся мышц ног у 12-дневного куриного эмбриона с помощью электронной микроскопии позволяет предположить механизм развития миофибрилл. Развивающиеся мышечные клетки содержат толстые (миозиновые) нити диаметром 160–170 Å и тонкие (актиновые) нити диаметром 60–70 Å. Молодые миофибриллы содержат соотношение тонких и толстых нитей 7:1. Вдоль длинной оси мышечных клеток в субсарколеммальных местах свободные миофиламенты выравниваются и объединяются в гексагональные массивы. Эти агрегаты образуются независимо от наличия материала полосы Z или полосы M. Агрегация происходит спонтанно, поскольку третичные структуры мономеров актина и миозина содержат всю «информацию» об ионной силе и концентрации АТФ клетки для агрегации в нити. [6]
Функция
[ редактировать ]
Головки миозина образуют поперечные мостики с актиновыми миофиламентами; здесь они осуществляют «гребное» действие вдоль актина. Когда мышечное волокно расслаблено (перед сокращением), с головкой миозина связаны АДФ и фосфат.
При поступлении нервного импульса Ca 2+ ионы заставляют тропонин менять форму; это отодвигает комплекс тропонин + тропомиозин, оставляя места связывания миозина открытыми.
Головка миозина теперь связывается с актиновой миофиламентом. Энергия в головке миозиновой миофиламента перемещает головку, которая скользит мимо актина; следовательно, ADP выпускается.
АТФ появляется (поскольку присутствие ионов кальция активирует АТФазу миозина), и головки миозина отделяются от актина, чтобы захватить АТФ. Затем АТФ расщепляется на АДФ и фосфат. Энергия высвобождается и сохраняется в головке миозина, чтобы использовать ее для последующего движения. Головки миозина теперь возвращаются в свое вертикальное расслабленное положение. Если кальций присутствует, процесс повторяется.
Когда мышца сокращается, актин тянется вдоль миозина к центру саркомера до тех пор, пока актиновые и миозиновые нити не перекроются полностью. Зона Н становится все меньше и меньше из-за увеличения перекрытия актиновых и миозиновых нитей, а мышца укорачивается. Таким образом, когда мышца полностью сокращена, зона H больше не видна. Обратите внимание, что сами нити актина и миозина не меняют длину, а скользят мимо друг друга. Это известно как скользящей нити . теория мышечного сокращения [7]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Определение саркостиля» . www.merriam-webster.com .
- ^ Маккракен, Томас (1999). Новый Атлас анатомии человека . Китай: Книги Метро. стр. 1–120. ISBN 1-5866-3097-0 .
- ^ Jump up to: а б с Альбертс, Брюс (2015). Молекулярная биология клетки (Шестое изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. стр. 918–921. ISBN 9780815344643 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Кая-Чопур, А; Марчиано, Ф; Хейн, МОЙ; Альперн, Д; Рассел, Дж; Луис, Нью-Мексико; Манн, М; Депланке, Б; Хаберманн, Б.Х.; Шноррер, Ф (6 января 2021 г.). «Путь Гиппо контролирует сборку миофибрилл и рост мышечных волокон, регулируя экспрессию саркомерных генов» . электронная жизнь . 10 . дои : 10.7554/eLife.63726 . ПМЦ 7815313 . ПМИД 33404503 .
- ^ Мартинес-Уртадо, JL; Акрам, Мухаммед; Йетисен, Али (ноябрь 2013 г.). «Радиация мяса, вызванная поверхностными решетками» . Еда . 2 (4): 499–506. дои : 10.3390/foods2040499 . ПМК 5302279 . ПМИД 28239133 .
- ^ Фишман, Дональд А. (1967). «Электронно-микроскопическое исследование образования миофибрилл в скелетных мышцах эмбрионов цыплят» . Журнал клеточной биологии . 32 (3): 558–75. дои : 10.1083/jcb.32.3.557 . ПМК 2107275 . ПМИД 6034479 .
- ^ Мариб, Э.Н., Хен, К., и Хен, Ф. (2007). Анатомия и физиология человека. (7-е изд., стр. 284–87). Сан-Франциско, Калифорния: Benjamin-Cummings Pub Co.