САРКОЛЕММА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Сарколеммы , называемые также myolemma, является плазматической мембраной , которая составляет мышечные клетки или волокон сократительных тканей животных. Эти волокна обладают способностью сокращаться перед лицом определенных электрических стимулов, то есть они могут уменьшать свою длину, создавая механическую силу, которая позволяет смещать суставы, двигаться и передвигаться животных.

Мышечные клетки - клетки большой длины (особенно поперечнополосатые); они представляют собой ядерные клетки, которые обладают всеми внутренними органеллами, характерными для эукариотических организмов: митохондриями, эндоплазматическим ретикулумом и комплексом Гольджи, лизосомами, пероксисомами и т. д.

Структурная организация мышечного волокна (Источник: OpenStax через Wikimedia Commons)

Однако, в отличие от клеток, принадлежащих к другим тканям, компонентам клеток мышечной ткани даны определенные имена, которые помогают отличить их от таковых из других неконтрактильных клеток.

Таким образом, его плазматическая мембрана известна как сарколемма, его цитозоль как саркоплазма, его эндоплазматический ретикулум как саркоплазматический ретикулум и его митохондрии как саркосомы.

Характеристики и состав

Сарколемма, как и все клеточные мембраны, представляет собой мембрану, состоящую из липидного бислоя, в котором липиды организованы таким образом, что гидрофильные части «смотрят» на обе поверхности одной и той же (внутри- и внеклеточной) и гидрофобные части. они «лицом» в центре.

Она имеет толщину примерно 100Ǻ и представляет собой специализированную мембрану, поскольку многие ее характеристики связаны с функциями мышечных клеток.

В непосредственной близости от внешней периферии сарколеммы имеется гораздо более толстый слой (около 500Ǻ), что соответствует внеклеточному отложению умеренно плотных материалов.

Эти материалы представляют собой базальную мембрану, плотность которой уменьшается по мере того, как она удаляется от сарколеммы, приближается к внеклеточному пространству и смешивается с основным веществом окружающей соединительной ткани.

Саркотубулярная система

Сарколемма представляет собой возбудимую мембрану, которая во многих отношениях напоминает плазматическую мембрану нейрональных клеток, поскольку функционирует для проведения электрических импульсов и обладает способностью проводить потенциал действия.

Эта мембрана не только покрывает их, но и простирается в поперечно-полосатые мышечные волокна в виде выступов или инвагинаций, известных как поперечные канальцы или Т-канальцы, составляя то, что многие авторы называют саркотубулярной системой, через которую распространяются импульсы. нервничают в волокна.

Сарколемма, саркоплазма и Т-канальцы (Источник: Arcadian через Wikimedia Commons)

Т-канальцы этой системы выступают поперек участков связывания полос A и I саркомеров в клетках скелетных мышц, где они входят в контакт с трубчатой ​​системой саркоплазматического ретикулума в цитозоле (саркоплазме) того же самого. мышечное волокно.

Поскольку контакт между саркоплазматической сетью и Т-канальцем происходит таким образом, что канальцы прикрепляются с каждой стороны к сетчатой ​​мембране, эта образующаяся «структура» известна как триада.

Таким образом, когда нервный импульс стимулирует сарколемму на поверхности клетки, деполяризация мембраны «перемещается» или распространяется полностью, включая Т-канальцы, контактирующие с саркоплазматическим ретикулумом, который, в свою очередь, находится в тесно связаны с сократительными миофибриллами (актиновыми и миозиновыми волокнами).

Деполяризация Т-канальцев затем вызывает деполяризацию саркоплазматического ретикулума, что вызывает высвобождение ионов кальция в направлении миофиламентов, активируя их сокращение.

Сарколеммальные белки

Как и все клеточные мембраны, сарколемма связана с различными белками, интегральными и периферическими, которые придают ей многие характерные функциональные свойства.

Эти белки известны как белки сарколеммы, и многие из них способствуют поддержанию структурной целостности мышечных волокон, поскольку действуют против физических сил сокращения, действующих на сарколемму.

Некоторые из этих белков закрепляют внутреннюю структуру мышц на базальной мембране и внеклеточном матриксе. К ним относятся дистрофин, саркогликаны, утрофин, дисферлин, кавеолин, мерозин и промежуточные филаменты.

Поскольку мышечные клетки имеют высокие потребности в энергии, сарколемма также оснащена рядом интегральных белков в виде каналов, которые облегчают транспортировку различных типов молекул внутрь клетки и из нее, включая углеводы, ионы и другие.

Эти белки канального типа необходимы для сокращения мышц, потому что благодаря им мышечное волокно может вернуться в состояние покоя после деполяризации, вызванной импульсом нервного волокна, которое его иннервирует.

Функция сарколеммы

Сарколемма способствует формированию мышечных клеток, а также плазматической мембраны любого типа клетки тела. Следовательно, эта мембрана выполняет важные функции в качестве полупроницаемого барьера для прохождения различных типов молекул и в качестве структуры для поддержания целостности клетки.

Внеклеточный матрикс, связанный с сарколеммой, содержит сотни полисахаридов, которые позволяют мышечным клеткам прикрепляться к различным компонентам, которые составляют и поддерживают мышечную ткань, включая другие прилегающие мышечные волокна, способствуя одновременному сокращению одной и той же мышцы.

Сокращение мышц поперечно-полосатых волокон

Каждое мышечное волокно, присутствующее в данной мышце, иннервируется ветвлением определенного двигательного нейрона, что и стимулирует его сокращение. Высвобождение ацетилхолина в участке нервного синапса между нейроном и сарколеммой волокна генерирует «ток», который распространяется и активирует натриевые каналы сарколеммы.

Активация этих каналов способствует инициированию потенциала действия, который начинается в месте синапса и быстро распространяется по сарколемме. В поперечно-полосатых мышечных волокнах этот потенциал действия, в свою очередь, возбуждает чувствительные к напряжению рецепторы в триадах, образованных между Т-канальцами и саркоплазматическим ретикулумом.

Эти рецепторы активируют кальциевые каналы, как только они «чувствуют» присутствие потенциала действия, позволяя высвобождать небольшие количества двухвалентного кальция в саркоплазму (из саркоплазматического ретикулума), увеличивая его внутриклеточную концентрацию.

Кальций связывается с особыми участками в структуре белка, называемого тропонином-C, устраняя ингибирующее действие на миофибриллы другого белка, связанного с ним, известного как тропомиозин, стимулируя сокращение.

Ссылки

1. Берс, Д.М. (1979). Выделение и характеристика сарколеммы сердца. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) -Biomembranes, 555 (1), 131-146.
2. Дейш, JK (2017). Развитие мышц и нервов при здоровье и болезнях. В детской неврологии Swaiman (стр. 1029-1037). Elsevier.
3. Деспопулос А. и Зильбернагл С. (2003). Цветной атлас физиологии. Тиме.
4. Кардонг, К.В. (2002). Позвоночные: сравнительная анатомия, функции, эволюция (№ QL805 K35 2006). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
5. Рид, Р., Хьюстон, Т.В., и Тодд, П.М. (1966). Строение и функция сарколеммы скелетных мышц. Природа, 211 (5048), 534.