Sarkoplazmatické retikulum

sarkoplazmatické retikulum je membránový systém vyrobený z trubic, které leží ve sarkoplazmě svalových vláken. Podporuje transport látek v buňce a ukládá ionty vápníku, jejichž uvolňování vede ke svalové kontrakci. Tento úkol je narušen při různých svalových onemocněních, například u maligní hypertermie nebo syndromu myofasciální bolesti.

Co je to sarkoplazmatické retikulum?

Sarkoplazmatické retikulum je tubulární membránový systém uvnitř svalových vláken. Svalové vlákno odpovídá svalové buňce, ale má několik buněčných jader, která jsou vytvářena buněčným dělením (mitózou) a umožňují vláknu růst v délce, jak se vyvíjí.

Každé svalové vlákno je rozděleno na jiná vlákna, nazývaná myofibrily. Mohou být rozděleny do příčných řezů (sarkomery), které dají pruhovaným kosterním svalům jméno. Vzorek je tvořen myosinovými a aktinovými / tropomyosinovými vlákny: velmi jemná vlákna, která se k sobě střídají podle principu zipu. Hladké svaly mají také sarkoplazmatické retikulum; funguje podobně, ale jeho struktura není tak jasně rozdělena na jednotlivé jednotky. Místo toho hladké svaly tvoří plochý povrch.

Sarkoplazmatické retikulum je podobné endoplazmatickému retikulu (ER), což je vnitřní membránový systém v jiných typech buněk. Biologie rozlišuje mezi hladkým ER a hrubým ER; Ten má na povrchu četné ribozomy. Tyto makromolekuly syntetizují proteiny podle plánu poskytnutého genomem. Sarkoplazmatické retikulum je hladké ER. Nejen svaly mají hladký ER, ale také orgány jako játra nebo ledviny.

Anatomie a struktura

Celkově tvoří sarkoplazmatické retikulum komplexní trubkový systém tvořený membránami. Nachází se ve svalovině nebo svalové buňce ve sarkoplazmě. Sarkoplazmatické retikulum se šíří podél myofibril a obklopuje je, protože ke skutečné svalové kontrakci dochází v jejich sarkomérech. Mitochondrie, které dodávají buňce energii ve formě ATP, jsou často v těsné blízkosti a podobně jako sarkoplasmatické retikulum leží v tkáni mezi jednotlivými myofibrily.

Membrány hladké ER tvoří převážně trubkové struktury, ale také pytle nebo cisterny a vesikuly. Všichni mají uvnitř membrány vnitřní prostor, který biologie také nazývá lumen. Trubkový systém se může přizpůsobit potřebám tkáně změnou její struktury a rozšířením v určitých oblastech, vytvořením nových větví nebo spojením několika kanálů.

Funkce a úkoly

Jako součást svalové kontrakce pomáhá sarkoplazmatické retikulum distribuovat příchozí nervové signály ve svalovině a způsobovat svalovou kontrakci pomocí iontů vápníku. Důvodem je signál nervového vlákna, které končí ve svalu. Neuronové informace mohou pocházet z mozku i ze míchy, prostřednictvím kterých je spojeno mnoho reflexů.

Na konci nervového vlákna je motorická koncová deska, která, stejně jako terminální tlačítko na interneuronální synapse, obsahuje vezikuly, které jsou naplněny messengerovými látkami (neurotransmitery). Neurotransmitery jsou uvolněny, když elektrický impuls stimuluje motorovou koncovou desku. Biochemické molekuly pak přenášejí signál do svalové membrány, kde otevírají iontové kanály, a tím spouštějí změnu náboje buňky. Změna náboje se šíří skrz sarkolemma a T-tubuly.

T-tubuly jsou trubice, které jsou kolmé na myofibrily; leží na Z-discích sarcomerů a jsou připojeny k sarkoplazmatickému retikulu. Když napětí dosáhne sarkoplazmatického retikula, uvolní uložené ionty vápníku. Ty se připojují k aktin-tropomyosinovému vláknu a dočasně mění jeho strukturu; v důsledku toho mohou konce myosinových filamentů sklouznout dále mezi aktin-tropomyosinová vlákna. Tímto způsobem se sval zkracuje.

Vápníkové ionty se trvale neváží na aktin-tropomyosinový komplex, ale poté se znovu rozpustí. Sarkoplazmatické retikulum poté vezme nabité částice zpět do svých cisteren, takže proces může být opakován při další stimulaci. Čerpadla v membráně trubicového systému vracejí ionty vápníku zpět. Navíc, stejně jako endoplazmatické retikulum v jiných buňkách, sarkoplazmatické retikulum podporuje distribuci látek v sarkoplazmě, čímž slouží jako cesta pro transport molekul.

Zde najdete své léky

Nemoci

Nedostatečná funkčnost sarkoplazmatického retikula byla spojena s různými svalovými poruchami a komplikacemi. Jedním z příkladů je maligní hypertermie, ke které může dojít v důsledku lékařské anestézie.

Je charakterizována svalovou rigiditou (rigiditou), nadkyselením (metabolická acidóza), tachykardií, zvýšeným obsahem oxidu uhličitého v krvi nebo v dechu, nedostatkem kyslíku a křečovým svalovým křečem (na svalovině svalu, masérském spasmu). Příznaky jsou způsobeny nekontrolovaným uvolňováním iontů vápníku ve svalové vlákně, načež se tkáň stahuje jako svévolné podráždění, buňka rychle trpí nedostatkem energie a produkuje velké množství tepla a oxidu uhličitého.

Výsledkem jsou různé klinické příznaky, včetně rozpadu svalových vláken (rabdomyolýza). Příčinou maligní hypertermie je genetická predispozice, která vede ke změnám receptoru. Podávání určitých anestetik vyvolává falešnou reakci, a proto medicína v této souvislosti také hovoří o spouštěcích látkách.

U syndromu myofasciální bolesti dochází ke ztuhnutí ve svalové tkáni, která je známá také jako spouštěcí body. Ztvrdnutí je způsobeno prodlouženou svalovou kontrakcí: Kvůli nedostatečné zásobě postižené oblasti endoplazmatické retikulum nedokáže pumpovat uvolněné ionty vápníku zpět do jeho vnitřku. Ionty jsou stále k dispozici a zajišťují, že svalová kontrakce pokračuje.