Sarkoplazmatické retikulum

sarkoplazmatické retikulum je membránový systém vyrobený z trubíc, ktoré leží v sarkoplazme svalových vlákien. Podporuje transport látok v bunke a ukladá vápnikové ióny, ktorých uvoľňovanie vedie k kontrakcii svalov. Vykonávanie tejto úlohy je narušené pri rôznych svalových ochoreniach, napríklad pri malígnej hypertermii alebo syndróme myofasciálnej bolesti.

Čo je to sarkoplazmatické retikulum?

Sarkoplazmatické retikulum je tubulárny membránový systém vo svalových vláknach. Svalové vlákno zodpovedá svalovej bunke, ale má niekoľko bunkových jadier, ktoré sú tvorené delením buniek (mitóza) a umožňujú, aby vlákno rástlo v priebehu jeho vývoja.

Každé svalové vlákno je rozdelené na iné vlákna, ktoré sa nazývajú myofibrily. Dajú sa rozdeliť na priečne rezy (sarkoméry), ktoré pomenujú priečne pruhované kostrové svaly. Vzor je tvorený vláknami myozínu a aktínu / tropomyozínu: veľmi jemné vlákna, ktoré sa k sebe striedavo posúvajú podľa zipsového princípu. Hladké svaly majú tiež sarkoplazmatické retikulum; funguje podobne, ale jeho štruktúra nie je tak jasne rozdelená na jednotlivé jednotky. Namiesto toho hladké svaly tvoria rovný povrch.

Sarkoplazmatické retikulum je podobné endoplazmatickému retikulu (ER), ktoré je vnútorným membránovým systémom v iných typoch buniek. Biológia rozlišuje medzi hladkým ER a hrubým ER; Ten má na povrchu početné ribozómy. Tieto makromolekuly syntetizujú proteíny podľa plánu poskytnutého genómom. Sarkoplazmatický retikulum je hladký ER. Nielen svaly majú hladkú ER, ale aj orgány ako pečeň alebo obličky.

Anatómia a štruktúra

Celkovo tvorí sarkoplazmatické retikulum komplexný trubicový systém pozostávajúci z membrán. Nachádza sa vo svalovom vlákne alebo svalovej bunke v sarkoplazme. Sarkoplazmatické retikulum sa šíri pozdĺž myofibríl a obklopuje ich, pretože v ich sarkomériách dochádza k skutočnému sťahovaniu svalov. Mitochondrie, ktoré poskytujú bunke energiu vo forme ATP, sú často v tesnej blízkosti a podobne ako sarkoplazmatické retikulum leží v tkanive medzi jednotlivými myofibrílami.

Membrány hladkého ER tvoria prevažne trubicové štruktúry, ale tiež vaky alebo cisterny a vezikuly. Všetci majú vo vnútri membrány vnútorný priestor, ktorý biológia nazýva aj lúmen. Rúrkový systém sa môže prispôsobiť potrebám tkaniva zmenou jeho štruktúry a rozšírením v určitých oblastiach, vytvorením nových vetiev alebo spojením viacerých kanálov.

Funkcia a úlohy

Ako súčasť svalovej kontrakcie pomáha sarkoplazmatické retikulum distribúcii prichádzajúcich nervových signálov vo svalovom vlákne a spôsobuje svalovú kontrakciu pomocou vápenatých iónov. Dôvodom je signál z nervového vlákna, ktoré končí vo svale. Nervová informácia môže pochádzať z mozgu, ako aj z miechy, prostredníctvom ktorej je spojených mnoho reflexov.

Na konci nervového vlákna sa nachádza motorická koncová doska, ktorá, podobne ako terminálne tlačidlo na interneuronálnej synapsii, obsahuje vezikuly, ktoré sú naplnené messengerovými látkami (neurotransmitermi). Neurotransmitery sa uvoľňujú, keď elektrický impulz stimuluje motorickú koncovú dosku. Biochemické molekuly potom prenášajú signál do svalovej membrány, kde otvárajú iónové kanály a tým spúšťajú zmenu náboja bunky. Zmena náboja sa šíri sarkolemou a T-tubulami.

T-tubuly sú trubice, ktoré sú kolmé na myofibrily; ležia na Z-diskoch sarkomérov a sú napojené na sarkoplazmatické retikulum. Keď napätie dosiahne sarkoplazmatické retikulum, uvoľní uložené vápenaté ióny. Prichytávajú sa k aktín-tropomyozínovému vláknu a dočasne menia svoju štruktúru; v dôsledku toho sa konce myozínových filamentov môžu kĺzať ďalej medzi aktín-tropomyozínovými vláknami. Týmto spôsobom sa sval skracuje.

Vápnikové ióny sa neviažu trvalo na aktín-tropomyozínový komplex, ale potom sa znova rozpustia. Sarkoplazmatické retikulum potom vezme nabité častice späť do cisterien, aby sa proces mohol zopakovať pri ďalšej stimulácii. Čerpadlá v membráne trubicového systému vracajú vápenaté ióny späť. Okrem toho, podobne ako endoplazmatické retikulum v iných bunkách, aj sarkoplazmatické retikulum podporuje distribúciu látok v sarkoplazme, čím slúži ako cesta pre transportné molekuly.

Svoje lieky nájdete tu

choroby

Nedostatočná funkčnosť sarkoplazmatického retikula bola spojená s rôznymi svalovými poruchami a komplikáciami. Jedným z príkladov je malígna hypertermia, ktorá sa môže vyskytnúť v dôsledku lekárskej anestézie.

Vyznačuje sa rigiditou svalov (rigidita), nadmerným okyslením (metabolická acidóza), tachykardiou, zvýšeným obsahom oxidu uhličitého v krvi alebo v dychu, nedostatkom kyslíka a kŕčovým svalovým kŕčom (na svalovom svale, masážnym spazmom). Príznaky sú spôsobené nekontrolovaným uvoľňovaním iónov vápnika vo svalovom vlákne, a potom sa tkanivo sťahuje ako svojvoľné podráždenie, bunka rýchlo trpí nedostatkom energie a produkuje veľké množstvo tepla a oxidu uhličitého.

Výsledkom sú rôzne klinické príznaky vrátane rozpadu svalových vlákien (rabdomyolýza). Príčinou malígnej hypertermie je genetická predispozícia, ktorá vedie k zmenám receptorov. Podávanie určitých anestetík vyvoláva falošnú reakciu, a preto medicína v tejto súvislosti hovorí aj o spúšťacích látkach.

Pri syndróme myofasciálnej bolesti dochádza k stuhnutiu svalového tkaniva, ktoré je známe aj ako spúšťacie body. Stvrdnutie je spôsobené predĺženou kontrakciou svalov: Kvôli nedostatočnému zásobovaniu postihnutej oblasti endoplazmatické retikulum nemôže prečerpávať uvoľnené vápnikové ióny späť do svojho vnútra. Ióny sú stále k dispozícii a zaisťujú, že svalová kontrakcia pokračuje.