Was ist ein Sarkomer?

Ein Sarkomer ist die grundlegende Funktionseinheit des gestreiften Muskels. Im menschlichen Körper besteht jeder Muskel mehrfache Bündel Muskelfasern oder Zellen. Die Muskelfasern der Reihe nach werden von den zahlreichen feineren Strängen enthalten, die Myofäserchen genannt werden. Wenn es unter Elektronenmikroskopie angesehen wird, kann es gesehen werden, dass jedes Myofäserchen hauptsächlich aus zwei Arten Heizfäden - genanntes starkes und dünn - organisiert in regelmäßiges besteht und Untereinheiten wiederholt. Diese Untereinheiten sind die Sarkomere, und es ist ihre gekopierte Anordnung, die gestreiftem Muskel sein charakteristisches mit einem Band versehenes Aussehen gibt.

Zwischen Sarkomeren liegt die z-Linie oder die z-Diskette. Wenn sie, die z-Linie befleckt wird und mikroskopisch angesehen wird, als dunkler, eindeutiger Rand erscheint. Die z-Linien der angrenzenden Myofäserchen richten im Allgemeinen aus und erscheinen als Reihe parallele dunkle Linien über der Muskelzelle. Ergebend aus den z-Linien, erreichen zahlreiche dünne Heizfäden zur Mitte des Sarkomers, in dem sie etwas mit den frei-sich hin- und herbewegenden starken Heizfäden überschneiden. Diese Heizfäden stellen zusammen die aktiven Strukturen der Sarkomere dar.

Starke Heizfäden bestehen Hunderte Moleküle des Proteinmyosins. Myosinmoleküle werden vorbei lang, faserartige, Endstückregionen, die entlang die Mittellinie des Heizfadens laufen, und kugelförmige Hauptregionen gekennzeichnet, die außerhalb entlang der Mittellinie projektieren. Einzelne Myosinmoleküle innerhalb eines Heizfadens werden in den entgegengesetzten Richtungen, mit dem Ergebnis der Hauptregionen orientiert, die entlang jedem Ende des Moleküls ausrichten, wenn die Endstücke zusammen in der Mitte erfasst sind. Gesamt, hat der Heizfaden die Form eines länglichen Dumbbell, wenn die holperigen Köpfe an den Enden projektieren und eine glatte Region in der Mitte. Die Innenregion des Sarkomers, entsprechend der Länge der starken Heizfäden, wird das a-Band genannt.

Dünne Heizfäden sind ungefähr Hälfte Durchmesser der starken Heizfäden und enthalten hauptsächlich das Proteinactin. Ungefähr kugelförmig, ordnen Actinmoleküle in den doppelten Strängen wie einer wulstigen Halskette, wenn jeder Strang herum den anderen verdreht, um eine Schnecke zu bilden. Dünne Heizfäden projektieren einwärts von den z-Linien an jedem Ende des Sarkomers und teilweise überschneiden mit den holperigen Regionen der starken Heizfäden.

Im Ruhezustand enthält die Mitte des Sarkomers gewöhnlich nur die glatte, mittlere Region der starken Heizfäden. Diese Region wird als die h-Zone bezeichnet. Ähnlich umfassen bilden die äußeren Ränder des Sarkomers im Allgemeinen nur die dünnen Heizfäden, wenn der Muskel im Ruhezustand ist und einen schmalen Streifen um die z-Linie, die als das i-Band bekannt ist. In vollem Umfang ermöglicht diese Anordnung der Kontraktion des Sarkomers, des Myofäserchens und des gesamten Muskels.

Muskeln schließen entsprechend dem gleitenden Heizfadenmodell der muskulösen Kontraktion Vertrag ab. Nach Kontraktion wird der Abstand zwischen z-Linien kürzer, aber die Heizfäden selbst ändern nicht Länge. Stattdessen schieben die zwei Arten der Heizfäden longitudinal gegeneinander, erhöhen den Grad der Deckung und dadurch verkürzen die Länge des Sarkomers. Wenn dieses auftritt, verkürzen die i-Bänder, verschwindet die h-Zone, und die Länge der a-Bänder bleibt konstant.

Das gleitende Heizfadenmodell wird durch die Interaktion der Actin- und Myosinproteine innerhalb der Heizfäden ermöglicht. Using Energie von Moleküle des Nukleotidadenosintriphosphats Energie-bringen Myosin(Atp,) bilden und freigeben Bindungen mit den Actinmolekülen der benachbarten Heizfäden und sie zur Mitte des Sarkomers effektiv ziehen. Unter optimalen Bedingungen fährt der Prozess gewöhnlich mit einer Rate von fünf Bindungen pro Molekül pro Sekunde fort. Bondanordnung wird im Allgemeinen durch die Konzentration der Kalziumionen innerhalb der Zelle reguliert und kann durch die Menge des vorhandenen Glycogen- und Kreatinphosphats auch beeinflußt werden.