SARCOLEMMA: EGENSKAPER, STRUKTUR OCH FUNKTION - BIOLOGI - 2025

Den sarcolemma , även kallad myolemma är plasmamembranet som gör upp muskelcellerna eller fibrer av de kontraktila vävnader hos djur. Dessa fibrer har förmågan att sammandras inför specifika elektriska stimuli, det vill säga att de kan minska sin längd och alstra en mekanisk kraft som möjliggör förskjutning av lederna, rörelsen och ambuleringen av djuren.

Muskelceller är celler av stor längd (speciellt strippade); de är kärnbildade celler som har alla interna organeller som är karakteristiska för eukaryota organismer: mitokondrier, endoplasmatisk retikulum och Golgi-komplex, lysosomer, peroxisomer, etc.

Strukturell organisation av en muskelfiber (Källa: OpenStax via Wikimedia Commons)

Till skillnad från celler i andra vävnader ges emellertid komponenterna i muskelvävnadsceller specifika namn, vilket hjälper till att skilja dem från andra icke-kontraktila celler.

Således är dess plasmamembran känt som sarkolemma, dess cytosol som sarkoplasma, dess endoplasmatiska retikulum som sarkoplasmatisk retikulum och dess mitokondrier som sarkosomer.

Egenskaper och struktur

Sarkolemmaet är, som alla cellmembran, ett membran som består av en lipid-tvåskikt där lipiderna är organiserade på ett sådant sätt att de hydrofila delarna "ser" mot båda ytorna av samma (intra- och extracellulära) och de hydrofoba delarna de är "inför" i centrum.

Det är ungefär 100 ° tjockt och är ett specialiserat membran, eftersom många av dess egenskaper är relaterade till muskelcells funktioner.

I den omedelbara regionen till den yttre periferin av sarkolemet finns ett mycket tjockare skikt (cirka 500 °), vilket motsvarar en extracellulär avsättning av måttligt täta material.

Dessa material representerar källarmembranet, vars täthet minskar när det rör sig bort från sarkolemet, närmar sig det extracellulära utrymmet och blandar sig med markmaterialet i den omgivande bindvävnaden.

Sarkotubulärt system

Sarkolemma är ett exciterbart membran, som i många avseenden liknar plasmamembranet i nervceller, eftersom det fungerar för att leda elektriska impulser och har förmågan att leda en handlingspotential.

Förutom att täcka dem, sträcker sig detta membran in i de strippade muskelfibrerna i form av utsprång eller invaginationer kända som tvärgående tubuli eller T-tubuli, vilket utgör vad många författare känner igen som ett sarkotubulärt system, genom vilket impulser sprider sig nervös i fibrerna.

Sarcolemma, sarkoplasma och T-tubuli (Källa: Arcadian via Wikimedia Commons)

T-rören i detta system sträcker sig tvärs mot bindningsställena för band A och I för sarkomerer i skelettmuskelceller, där de kommer i kontakt med det rörformade systemet i sarkoplasmatisk retikulum i cytosolen (sarkoplasma) av samma muskelfiber.

Eftersom kontakten mellan den sarkoplasmiska retikulum och en T-tubuli sker på ett sådant sätt att tubulan är fäst vid varje sida med retikulummembranet, är denna "struktur" som bildas känd som en triad.

Således, när en nervimpuls stimulerar sarkolemma på cellytan, "reser" depolariseringen av membranet i sin helhet, inklusive T-tubuli i kontakt med den sarkoplasma retikulum, som i sin tur är i nära besläktad med kontraktila myofibriller (aktin- och myosinfibrer).

Depolarisering av T-tubuli orsakar sedan depolarisering av sarkoplasmatisk retikulum, vilket orsakar frisättning av kalciumjoner mot myofilamenten och aktiverar deras sammandragning.

Sarcolemmala proteiner

Som är sant för alla cellmembran, är sarkolemma förknippat med olika proteiner, integrerade och perifera, som ger det många av dess karakteristiska funktionella egenskaper.

Dessa proteiner är kända som sarkolemmala proteiner och många av dem bidrar till att upprätthålla muskelfibrernas strukturella integritet, eftersom de verkar mot de fysiska sammandragningskrafter som utövas på sarkolemma.

Vissa av dessa proteiner förankrar muskelns inre struktur till källarmembranet och den extracellulära matrisen. Dessa inkluderar dystrofin, sarkoglykaner, utrofin, dysferlin, caveolin, merosin och mellanliggande filament.

Eftersom muskelceller har höga energibehov är sarkolemet också utrustat med en serie integrerade proteiner i form av kanaler som underlättar transport av olika typer av molekyler till och från cellens yttre, inklusive kolhydrater, joner och andra.

Dessa proteiner av kanaltyp är viktiga för muskelkontraktion, eftersom tack vare dem kan en muskelfiber återgå till sitt vilotillstånd efter depolarisering inducerad av impulsen från nervfibern som innerverar den.

Sarcolemma-funktion

Sarkolemmaet fungerar vid upprättandet av muskelceller, liksom plasmamembranet i alla typer av kroppsceller. Därför utför detta membran viktiga funktioner som en halvgenomsläpplig barriär för passage av olika typer av molekyler och som en struktur för att upprätthålla cellulär integritet.

Den extracellulära matrisen förknippad med sarkolemma har hundratals polysackarider som gör att muskelceller kan förankra sig till de olika komponenterna som utgör och stödjer muskelvävnad, inklusive andra angränsande muskelfibrer, vilket gynnar samtidig sammandragning av samma muskel.

Striated fiber muskelkontraktion

Varje muskelfiber som finns i en given muskel är inerverad av förgrening av en specifik motorisk neuron, vilket är vad som stimulerar dess sammandragning. Frigörandet av acetylkolin på nervsynapsstället mellan neuron och fibersarkolemma genererar en "ström" som sprider och aktiverar de sarkolemmala natriumkanalerna.

Aktivering av dessa kanaler främjar initieringen av en handlingspotential som börjar på platsen för synapsen och distribueras snabbt över hela sarkolemma. I strierade muskelfibrer väcker denna handlingspotential i sin tur spänningskänsliga receptorer i triaderna som bildas mellan T-tubuli och sarkoplasmatisk retikulum.

Dessa receptorer aktiverar kalciumkanaler när de "känner" närvaron av en handlingspotential, vilket tillåter frisättning av små mängder divalent kalcium i sarkoplasma (från sarkoplasmatisk retikulum), vilket ökar dess intracellulära koncentration.

Kalcium binder till speciella platser i strukturen för ett protein som kallas troponin-C, vilket eliminerar den hämmande effekten på myofibrillerna hos ett annat protein som är förknippat med det som kallas tropomyosin och stimulerar sammandragningen.

referenser

1. Bers, DM (1979). Isolering och karakterisering av hjärt-sarkolemma. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) -Biomembraner, 555 (1), 131-146.
2. Deisch, JK (2017). Muskel- och nervutveckling inom hälsa och sjukdomar. I Swaimans pediatriska neurologi (s. 1029-1037). Elsevier.
3. Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Fysiologis färgatlas. Thieme.
4. Kardong, KV (2002). Ryggradsdjur: jämförande anatomi, funktion, evolution (Nr QL805 K35 2006). New York: McGraw-Hill.
5. Reed, R., Houston, TW, & Todd, PM (1966). Struktur och funktion av skelettmuskelns sarkolemma. Nature, 211 (5048), 534.