САРКОЛЕМА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

В сарколемата, наричан също myolemma е плазмената мембрана, която прави мускулните клетки или влакна на контрактилните тъкани на животни. Тези влакна имат способността да свиват при специфични електрически стимули, тоест могат да намалят дължината си, генерирайки механична сила, която позволява изместване на ставите, движение и амбулация на животните.

Мускулните клетки са клетки с голяма дължина (особено набраздени); те са нуклеирани клетки, притежаващи всички вътрешни органели, характерни за еукариотните организми: митохондрии, ендоплазмен ретикулум и комплекс на Голджи, лизозоми, пероксизоми и др.

Структурна организация на мускулни влакна (Източник: OpenStax чрез Wikimedia Commons)

Въпреки това, за разлика от клетките в други тъкани, на компонентите на клетките на мускулната тъкан се дават конкретни имена, които помагат да се разграничат от другите не-контрактилни клетки.

По този начин плазмената му мембрана е известна като сарколема, цитозолът като саркоплазма, ендоплазменият ретикулум като саркоплазмен ретикулум, а митохондриите му като саркозоми.

Характеристики и структура

Сарколемата, подобно на всички клетъчни мембрани, е мембрана, съставена от липиден двуслоен, в който липидите са организирани по такъв начин, че хидрофилните части да „гледат” към двете повърхности на една и съща (вътре- и извънклетъчна) и хидрофобните части те са "изправени" в центъра.

Той е с дебелина приблизително 100 ° и е специализирана мембрана, тъй като много от неговите характеристики са свързани с функциите на мускулните клетки.

В непосредствена близост до външната периферия на сарколемата има много по-дебел слой (около 500Ǻ), което съответства на извънклетъчно отлагане на умерено плътни материали.

Тези материали представляват базалната мембрана, чиято плътност намалява, когато се отдалечава от сарколемата, приближава се до извънклетъчното пространство и се смесва с основното вещество на заобикалящата съединителна тъкан.

Саркотубуларна система

Сарколемата е възбудима мембрана, която в много отношения прилича на плазмената мембрана на невронните клетки, тъй като функционира за провеждане на електрически импулси и има способността да провежда потенциал за действие.

Освен че ги покрива, тази мембрана се простира в набраздените мускулни влакна под формата на изпъкналости или инвагинации, известни като напречни тубули или Т тръби, съставляващи това, което много автори разпознават като саркотубуларна система, чрез която се разпространяват импулсите. нервни във влакната.

Сарколема, саркоплазма и Т-тубули (Източник: Аркадиан чрез Wikimedia Commons)

Т тубулите на тази система се проектират напречно към местата на свързване на лентите A и I на саркомерите в клетките на набраздения мускул, където те влизат в контакт с тръбната система на саркоплазмения ретикулум в цитозола (саркоплазма) от същия мускулни влакна.

Тъй като контактът между саркоплазмения ретикулум и Т тубула се осъществява по такъв начин, че тубулът е прикрепен към всяка страна с мембраната на ретикулума, тази "структура", която се образува, е известна като триада.

По този начин, когато нервен импулс стимулира сарколемата върху клетъчната повърхност, деполяризацията на мембраната "пътува" или се разпространява в своята цялост, включително Т-тръбите в контакт със саркоплазмения ретикулум, който от своя страна е в тясно свързан с контрактилните миофибрили (актинови и миозинови влакна).

След това деполяризацията на Т-тубулите причинява деполяризацията на саркоплазмения ретикулум, което причинява освобождаването на калциеви йони към миофиламентите, активирайки тяхното свиване.

Сарколеммални протеини

Както е вярно за всички клетъчни мембрани, сарколемата се свързва с различни протеини, интегрални и периферни, които й осигуряват много от характерните си функционални свойства.

Тези протеини са известни като сарколемални протеини и много от тях допринасят за поддържането на структурната цялост на мускулните влакна, тъй като действат срещу физическите сили на свиване, които се упражняват върху сарколемата.

Някои от тези протеини закотвят вътрешната структура на мускулите към междинната мембрана и извънклетъчната матрица. Те включват дистрофин, саркогликани, утрофин, дисферлин, кавеолин, мерозин и междинни нишки.

Тъй като мускулните клетки имат високи енергийни нужди, сарколемата е оборудвана и с поредица от интегрални протеини под формата на канали, които улесняват транспортирането на различни видове молекули до и от клетъчната външност, включително въглехидрати, йони и други.

Тези протеини от канален тип са от съществено значение за свиването на мускулите, защото благодарение на тях мускулните влакна могат да се върнат в своето състояние на покой след деполяризация, предизвикана от импулса на нервното влакно, което го инервира.

Сарколемма функция

Сарколемата действа при установяването на мускулни клетки, както и на плазмената мембрана на всеки тип телесни клетки. Следователно тази мембрана изпълнява важни функции като полупропусклива бариера за преминаването на различни видове молекули и като структура за поддържане на клетъчната цялост.

В извънклетъчната матрица, свързана със сарколема, има стотици полизахариди, които позволяват на мускулните клетки да се закотвят към различните компоненти, които изграждат и поддържат мускулна тъкан, включително други съседни мускулни влакна, благоприятстващи едновременното свиване на един и същ мускул.

Ивичесто свиване на мускулните влакна

Всяко мускулно влакно, присъстващо в даден мускул, се инервира от разклоняването на специфичен моторен неврон, което е това, което стимулира свиването му. Освобождаването на ацетилхолин на мястото на нервната синапса между неврона и фиброзния сарколемма генерира "ток", който се разпространява и активира сарколемалните натриеви канали.

Активирането на тези канали насърчава инициирането на потенциал за действие, който започва на мястото на синапса и бързо се разпределя в цялата сарколема. В набраздените мускулни влакна този потенциал на действие от своя страна възбужда чувствителни към напрежението рецептори в триадите, образувани между Т тръбите и саркоплазмения ретикулум.

Тези рецептори активират калциевите канали, след като „почувстват“ наличието на потенциал за действие, което позволява освобождаването на малки количества от двувалентния калций в саркоплазмата (от саркоплазмения ретикулум), увеличавайки вътреклетъчната му концентрация.

Калцият се свързва със специални места в структурата на протеин, наречен тропонин-С, като елиминира инхибиторния ефект върху миофибрилите на друг протеин, свързан с него, известен като тропомиозин, стимулиращ свиването.

Препратки

1. Bers, DM (1979). Изолиране и характеризиране на сърдечна сарколема. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) -биомембрани, 555 (1), 131-146.
2. Deisch, JK (2017). Развитие на мускулите и нервите в здравето и заболяванията. В педиатричната неврология на Swaiman (стр. 1029-1037). Elsevier.
3. Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Цветен атлас на физиологията. Thieme.
4. Kardong, KV (2002). Гръбначни: сравнителна анатомия, функция, еволюция (№ QL805 K35 2006). Ню Йорк: McGraw-Hill.
5. Рийд, Р., Хюстън, TW и Тод, ПМ (1966). Структура и функция на сарколемата на скелетния мускул. Природа, 211 (5048), 534.