Саркоплазматический ретикулум

саркоплазматический ретикулум представляет собой мембранную систему из трубок, лежащую в саркоплазме мышечных волокон. Он поддерживает транспорт веществ внутри клетки и накапливает ионы кальция, высвобождение которых приводит к сокращению мышц. Выполнение этой задачи нарушается при различных мышечных заболеваниях, например, при злокачественной гипертермии или миофасциальном болевом синдроме.

Что такое саркоплазматический ретикулум?

Саркоплазматический ретикулум представляет собой трубчатую мембранную систему внутри мышечных волокон. Мышечное волокно соответствует мышечной клетке, но имеет несколько ядер клеток, которые создаются в результате деления клеток (митоз) и позволяют волокну увеличиваться в длине по мере его развития.

Каждое мышечное волокно делится на другие волокна, называемые миофибриллами. Их можно разделить на поперечные секции (саркомеры), которые и дали название поперечно-полосатым скелетным мышцам. Узор создается нитями миозина и актина / тропомиозина: очень тонкими нитями, которые попеременно скользят друг в друга по принципу застежки-молнии. Гладкие мышцы также имеют саркоплазматический ретикулум; он работает аналогично, но его структура не так четко разделена на отдельные блоки. Вместо этого гладкие мышцы образуют плоскую поверхность.

Саркоплазматический ретикулум похож на эндоплазматический ретикулум (ER), который является внутренней мембранной системой в других типах клеток. Биология различает гладкую ER и грубую ER; Последний имеет на поверхности многочисленные рибосомы. Эти макромолекулы синтезируют белки в соответствии с планом, предоставленным геномом. Саркоплазматический ретикулум представляет собой гладкую ER. Не только мышцы имеют гладкую ER, но и такие органы, как печень или почки.

Анатомия и строение

В целом саркоплазматический ретикулум образует сложную трубчатую систему, состоящую из мембран. Он расположен в мышечном волокне или мышечной клетке саркоплазмы. Саркоплазматический ретикулум распространяется вдоль миофибрилл и окружает их, поскольку фактическое сокращение мышц происходит в их саркомерах. Митохондрии, которые обеспечивают клетку энергией в виде АТФ, часто находятся в непосредственной близости и, как саркоплазматический ретикулум, лежат в ткани между отдельными миофибриллами.

Мембраны гладкого ЭПР образуют преимущественно трубчатые структуры, но также мешки или цистерны и везикулы. Все они имеют внутреннее пространство внутри мембраны, которое биология также называет просветом. Система трубок может адаптироваться к потребностям ткани, изменяя ее структуру и расширяя ее больше в определенных областях, создавая новые ответвления или соединяя несколько каналов.

Функции и задачи

В рамках сокращения мышц саркоплазматический ретикулум помогает распределять входящие нервные сигналы по мышечным волокнам и заставлять мышцы сокращаться с помощью ионов кальция. Причиной тому является сигнал нервного волокна, которое заканчивается у мышцы. Нейронная информация может поступать как из головного, так и из спинного мозга, через которые связаны многие рефлексы.

В конце нервного волокна находится замыкательная пластинка двигателя, которая, как и терминальная кнопка в межнейрональном синапсе, содержит пузырьки, заполненные веществами-посредниками (нейротрансмиттерами). Нейромедиаторы высвобождаются, когда электрический импульс стимулирует замыкательную пластинку двигателя. Затем биохимические молекулы передают сигнал на мышечную мембрану, где они открывают ионные каналы и тем самым вызывают изменение заряда клетки. Изменение заряда распространяется по сарколемме и Т-канальцам.

Т-канальцы - это трубки, перпендикулярные миофибриллам; они лежат на Z-образных дисках саркомеров и связаны с саркоплазматической сетью. Когда напряжение достигает саркоплазматического ретикулума, он высвобождает накопленные ионы кальция. Они прикрепляются к актин-тропомиозиновой нити и временно изменяют ее структуру; в результате концы миозиновых нитей могут скользить дальше между актин-тропомиозиновыми волокнами. Таким образом мышца укорачивается.

Ионы кальция не связываются постоянно с комплексом актин-тропомиозин, а затем снова растворяются. Затем саркоплазматический ретикулум забирает заряженные частицы обратно в свои цистерны, так что процесс может быть повторен при следующей стимуляции. Насосы в мембране системы трубок возвращают ионы кальция. Кроме того, как и эндоплазматический ретикулум в других клетках, саркоплазматический ретикулум поддерживает распределение веществ в саркоплазме, посредством чего он служит дорогой для транспортных молекул.

Здесь вы можете найти свое лекарство

болезни

Недостаточная функциональность саркоплазматического ретикулума связана с различными мышечными нарушениями и осложнениями. Одним из примеров этого является злокачественная гипертермия, которая может возникнуть в результате медицинской анестезии.

Он характеризуется ригидностью мышц (ригидностью), чрезмерным закислением (метаболический ацидоз), тахикардией, повышенным содержанием углекислого газа в крови или дыхании, кислородной недостаточностью и спазмом жевательных мышц (на жевательной мышце, жевательной спазме). Симптомы связаны с неконтролируемым высвобождением ионов кальция в мышечном волокне, после чего ткань сокращается, как произвольное раздражение, клетка быстро страдает от недостатка энергии и производит большое количество тепла и углекислого газа.

Результатом являются различные клинические симптомы, включая разрыв мышечных волокон (рабдомиолиз). Причина злокачественной гипертермии - генетическая предрасположенность, приводящая к изменениям рецепторов. Введение некоторых анестетиков вызывает ложную реакцию, поэтому в медицине в данном контексте также упоминаются триггерные вещества.

При миофасциальном болевом синдроме происходит затвердевание мышечной ткани, которая также известна как триггерные точки. Затвердевание вызвано длительным сокращением мышц: из-за недостаточного снабжения пораженного участка эндоплазматическая сеть не может перекачивать высвободившиеся ионы кальция обратно внутрь себя. Ионы по-прежнему доступны и обеспечивают продолжение сокращения мышц.