Sarkoplasmaatiline retikulum

sarkoplasmaatiline retikulum on torudest valmistatud membraanisüsteem, mis asub lihaskiudude sarkoplasmas. See toetab ainete transporti rakus ja talletab kaltsiumiioone, mille vabanemine põhjustab lihaste kokkutõmbumist. Selle ülesande täitmine on häiritud mitmesuguste lihashaiguste korral, näiteks pahaloomulise hüpertermia või müofasciaalse valu sündroomi korral.

Mis on sarkoplasmaatiline retikulum?

Sarkoplasmaatiline retikulum on lihaskiudude sees olev tubulaarne membraanide süsteem. Lihaskiud vastab lihasrakule, kuid sellel on mitu raku tuuma, mis on loodud raku jagunemise (mitoosi) abil ja võimaldavad kiulil areneda pikenedes.

Iga lihaskiud jaguneb teisteks kiududeks, mida nimetatakse müofibrillideks. Neid saab jagada põiksuunalisteks sektsioonideks (sarkomeerideks), mis annavad vöötmega skeletilihastele oma nime. Mustri loovad müosiini ja aktiini / tropomüosiini filamendid: väga peened niidid, mis libisevad üksteisega vaheldumisi tõmblukupõhimõtte järgi. Silelihastel on ka sarkoplasmaatiline retikulum; see töötab sarnaselt, kuid selle struktuur ei ole nii selgelt üksikuteks üksusteks jagatud. Selle asemel moodustavad siledad lihased tasase pinna.

Sarkoplasmaatiline retikulum sarnaneb endoplasmaatilise retikulumiga (ER), mis on sisemembraanisüsteem teistes rakutüüpides. Bioloogia eristab sujuvat ja töötlematut ER-i; Viimase pinnal on arvukalt ribosoome. Need makromolekulid sünteesivad valke vastavalt genoomi esitatud kavandile. Sarkoplasmaatiline retikulum on sile ER. Mitte ainult lihastel on sile ER, vaid ka elunditel nagu maks või neer.

Anatoomia ja struktuur

Sarkoplasmaatiline retikulum moodustab tervikuna membraanidest koosneva keeruka torusüsteemi. See asub sarkoplasmas lihaskius või lihasrakus. Sarkoplasmaatiline retikulum levib mööda müofibrille ja ümbritseb neid, kuna tegelik lihaste kokkutõmbumine toimub nende sarkomeerides. Mitokondrid, mis pakuvad rakule energiat ATP kujul, asuvad sageli üksteise läheduses ja sarnaselt sarkoplasmaatilise retikulaariga asuvad üksikute müofibrillide vahel olevas koes.

Sileda ER membraanid moodustavad peamiselt torukujulisi struktuure, aga ka kotte või tsisternid ja vesiikulid. Neil kõigil on membraani siseruum, mida bioloogia nimetab ka luumeniks. Torusüsteem saab kohaneda koe vajadustega, muutes selle struktuuri ja laiendades seda teatud piirkondades rohkem, luues uusi harusid või ühendades mitu kanalit.

Funktsioon ja ülesanded

Lihase kokkutõmbumise osana aitab sarkoplasmaatiline retikulum levitada lihaskius sissetulevaid närvisignaale ja põhjustada lihase kokkutõmbumist kaltsiumioonide abil. Selle põhjuseks on signaal närvikiust, mis lõpeb lihase juures. Neuraalne teave võib pärineda nii ajust kui ka seljaajust, mille kaudu on ühendatud paljud refleksid.

Närvikiudude otsas on motoorne otsaplaat, mis sisaldab sarnaselt interneuronaalse sünapsis asuva terminali nupuga vesiikleid, mis on täidetud virgatsainetega (neurotransmitterid). Neurotransmitterid vabastatakse, kui elektriline impulss stimuleerib mootori otsaplaati. Seejärel edastavad biokeemilised molekulid signaali lihasmembraanile, kus nad avavad ioonikanalid ja kutsuvad seeläbi esile raku laengu muutuse. Laengu muutus levib sarkolemma ja T-torude kaudu.

T-torud on müofibrillidega risti asetsevad torud; nad asuvad sarkomeeride Z-ketastel ja on ühendatud sarkoplasmaatilise retikulumiga. Kui pinge jõuab sarkoplasmaatilisse retikulumisse, vabastab see salvestatud kaltsiumiioone. Need kinnituvad aktiini-tropomüosiini hõõgniidile ja muudavad selle struktuuri ajutiselt; selle tagajärjel võivad müosiinfilamentide otsad libiseda aktiini-tropomüosiini kiudude vahel veelgi. Sel viisil lihas lüheneb.

Kaltsiumiioonid ei seo püsivalt aktiini-tropomüosiini kompleksi, vaid lahustuvad seejärel uuesti. Seejärel viib sarkoplasmaatiline retikulum laetud osakesed tagasi oma tsisternidesse, nii et protsessi saaks korrata järgmisel korral, kui seda stimuleeritakse. Torusüsteemi membraanis olevad pumbad viivad kaltsiumioonid tagasi. Lisaks toetab sarkoplasmaatiline retikulum, nagu ka teistes rakkudes esinev endoplasmaatiline retikulum, ainete jaotumist sarkoplasmas, mille kaudu see toimib transpordimolekulide tee.

Ravimid leiate siit

Haigused

Sarkoplasmaatilise retikulumi ebapiisav funktsionaalsus on seotud mitmesuguste lihashaiguste ja komplikatsioonidega. Selle üheks näiteks on pahaloomuline hüpertermia, mis võib tekkida meditsiinilise anesteesia tagajärjel.

Seda iseloomustab lihaste jäikus (jäikus), ülehappesus (metaboolne atsidoos), tahhükardia, suurenenud süsinikdioksiidi sisaldus veres või hinges, hapnikuvaegus ja mastikatiivne lihasspasm (massööri lihasel, massööri spasm). Sümptomite põhjuseks on kaltsiumiioonide kontrollimatu vabanemine lihaskius, mille tagajärjel kude tõmbab nagu suvaline ärritus, rakk kannatab kiiresti energiapuuduse käes ja toodab suures koguses soojust ja süsinikdioksiidi.

Selle tulemuseks on mitmesugused kliinilised sümptomid, sealhulgas lihaskiudude lagunemine (rabdomüolüüs). Pahaloomulise hüpertermia põhjus on geneetiline eelsoodumus, mis põhjustab retseptori muutusi. Teatud anesteetikumide manustamine kutsub esile valereaktsiooni, mistõttu meditsiin räägib selles kontekstis ka vallandajatest.

Müofastsiaalse valusündroomi korral toimub lihaskoes kõvastumine, mida tuntakse ka käivituspunktidena. Kõvenemine toimub pikaajalise lihaste kokkutõmbumise kaudu: kahjustatud piirkonna ebapiisava varustamise tõttu ei suuda endoplasmaatiline retikulum pumbata vabanenud kaltsiumiioone oma sisemusse. Ioonid on endiselt saadaval ja tagavad lihaste kontraktsiooni jätkumise.