Саркомерът е малка функционална единица в мускула: подредени една зад друга, те образуват нишковидни миофибрили, които са групирани заедно, за да образуват мускулни влакна. Електрическата стимулация от нервните клетки кара нишките в саркомера да се натискат един в друг, карайки мускула да се свива.
Какво представлява саркомерът?
В човешкото тяло има 656 мускула, които извършват активни движения. Сред тях скелетните мускули са главно отговорни за доброволните движения, но те също реагират рефлекторно с помощта на автоматизирани съчетания. Тези мускули обикновено са с форма на вретено и се прикрепват директно към кост или индиректно чрез сухожилие. Могат да се разграничат два вида мускули: гладки и набраздени. Гладката мускулна тъкан покрива много органи и има повърхност без ясна структура. Напречно набразденият мускул, от друга страна, се характеризира с набразден модел, който се простира през влакната на тъканта и се повтаря на равни интервали. Всеки от тези участъци е саркомер, който образува съкратителна единица: Когато мускулът се напрегне, фините влакна в саркомера се бутат един в друг, скъсявайки го и карайки мускула като цяло да се свива. Надлъжната поредица от саркомери води до миофибрила; много миофибрили образуват мускулни влакна с многобройните си ядра. В мускулни влакна сноп, мускулните влакна са групирани заедно и заобиколени от слой от съединителната тъкан. Ограничава многото мускулни влакна снопове, които грим цял мускул един от друг и позволява на тъканта да се движи гъвкаво и плавно една срещу друга. Мускулите дължат своя жилав вид на тази структура.
Анатомия и структура
Макроскопски саркомерът образува участък в миофибрилата. Тъмната лента (A band) се намира в центъра на саркомера, когато е отпусната и е оградена от светлата лента (I лента) съответно отдясно и отляво. В центъра е М-линията, която изглежда особено тъмна под микроскопа поради наслагване на влакната на саркомера. Z-диск затваря саркомера от двете страни. Моделът на ивици е резултат от различните плътност на тъканта в една секция: В по-тъмните области нишките, подобни на нишки, се натискат една в друга и следователно позволяват преминаването на по-малко светлина. Саркомерът е съставен от два вида нишки: Комплекс от актин и тропомиозин и нишки от миозин. Актинът се състои от сферични молекули които са плътно нанизани заедно, като нишката изпълнява леко завъртане. Около тази рамка се разширява верига, към която и други молекули са спорадично прикрепени: тропомиозин. Вторият тип нажежаема жичка в рамките на саркомера е миозинът, който в своята цялост образува тъмната А лента. Молекулата на миозин се състои от две по-тънки вериги, всяка с удебеляване в края, известна като миозин глава. Двете миозинови вериги се завъртат една около друга, образувайки миозинови нишки.
Функция и роли
Функционално саркомерът представлява съкратителната единица в мускула. За да се гарантира, че всички саркомери на миофибрила (и по този начин на мускулно влакно) се свиват едновременно, нервната система координира движението. A двигателен неврон изпраща електрически сигнал през своя нервни влакна, в края на който има връзка (синапс) с мускула. Невронната страна на синапса се състои от двигателна крайна плоча, съдържаща везикули с пратеници (невротрансмитери). Електрическият сигнал от нервни влакна задейства освобождаването на невротрансмитери в синаптична цепка, от другата страна на които са постсинаптичните рецептори на мускула. Когато невротрансмитер акостира към рецептор, той отваря йонни канали в мембраната на клетката, през които заредените частици могат да пътуват; в резултат на това съотношението на електрическото напрежение в мускулната тъкан се променя и се генерира потенциал на крайната плоча. Този слаб електрически ток се разпространява през външната мембрана на мускулната клетка (сарколема) и навлиза във вътрешността на тъканния слой през тръбната система на Т-тубулите. Там електрическият потенциал преминава към саркоплазматичния ретикулум, което го кара да се освободи калций йони. The калций йони се свързват обратимо с нишките на саркомера. Структурната промяна позволява на миозиновите глави да се свързват преходно с нишката на актина / тропомиозина и да се извиват, което изтласква нишката между нишките на актин / тропомиозин: лентите на саркомера се припокриват повече в това напрегнато състояние, отколкото в отпуснато състояние, така че саркомерът е по-кратък като цяло. Същото се случва и в съседни саркомери, в много сглобени мускулни влакна. При по-големи мускули един мотонейрон инервира няколкостотин мускулни влакна едновременно.
Болести
Мускулна треска обикновено е едно от по-малко сериозните заболявания, които могат да бъдат резултат от леко увреждане на саркомерите. Мускулна треска се проявява като неудобно, дърпане или разкъсване болка в засегнатия мускул и забележимо втвърдяване на тъканта. Причината обикновено се дължи на пренапрежение или недостатъчно загряване по време на спорт, което причинява фини увреждания на актиновата нишка. От друга страна, хипертрофична кардиомиопатия има по-сериозни ефекти. В това сърце болест, саркомерите са по-дебели от обикновено; въпреки това, тъй като фибрилите и мускулните влакна присъстват в същия брой, както при здравия човек, мускулният слой също е по-дебел като цяло. Това води до функционални ограничения, които могат олово за синкоп, сандък усещания за натиск, задух, виене на свят, и атаки на ангина. Най-честите причини за хипертрофични кардиомиопатия са генетични мутации, които олово до дефектна синтеза на актин, тропомиозин или миозин в 40-60% от случаите. Мутациите в протеин С, който свързва миозина, са особено чести; този генетичен дефект представлява една четвърт от причините.