Sarcoplasmic reticulum

De sarkoplasmatisk retikulum är ett membransystem tillverkat av rör som ligger i muskelfibrernas sarkoplasma. Det stöder transport av ämnen i cellen och lagrar kalciumjoner, vars frisättning leder till muskelsammandragning. Denna uppgift utförs i olika muskelsjukdomar, till exempel vid malign hypertermi eller myofascial smärtsyndrom.

Vad är den sarkoplasma retikulum?

Den sarkoplasmiska retikulum är ett rörformigt membransystem i muskelfibrer. En muskelfiber motsvarar en muskelcell, men har flera cellkärnor som skapas genom celldelning (mitos) och gör att fibern kan växa i längd när den utvecklas.

Varje muskelfiber är indelad i andra fibrer, kallade myofibriller. De kan delas upp i tvärsektioner (sarkomerer), som ger de strierade skelettmusklerna sitt namn. Mönstret skapas av myosin- och aktin / tropomyosin-filament: mycket fina trådar som glider in i varandra omväxlande enligt blixtlåsprincipen. De släta musklerna har också en sarkoplasmisk retikulation; det fungerar på liknande sätt, men strukturen är inte så tydligt uppdelad i enskilda enheter. Istället bildar släta muskler en plan yta.

Det sarkoplasmiska retikulumet liknar det endoplasmatiska retikulumet (ER), som är det inre membransystemet i andra celltyper. Biologi skiljer mellan smidig ER och grov ER; Den senare har många ribosomer på ytan. Dessa makromolekyler syntetiserar proteiner enligt den plan som tillhandahålls av genomet. Den sarkoplasmiska retikulationen är en smidig ER. Inte bara muskler har ett smidigt ER, utan också organ som lever eller njure.

Anatomi & struktur

I sin helhet bildar sarkoplasmatisk retikulum ett komplext rörsystem som består av membran. Det är beläget i muskelfibern eller muskelcellen i sarkoplasma. Den sarkoplasmiska retikulum sprider sig längs myofibrillerna och omger dem, eftersom den faktiska muskelkontraktionen sker i deras sarkomerer. Mitokondrier, som tillhandahåller energi för cellen i form av ATP, är ofta i närheten och ligger, precis som sarkoplasmatisk retikulum, i vävnaden mellan de individuella myofibrillerna.

Membranen i den släta ER bildar huvudsakligen rörformade strukturer, men också påsar eller cisterner och vesiklar. De har alla ett inre utrymme i membranet, vilket biologi också kallar lumen. Rörsystemet kan anpassa sig till vävnadens behov genom att ändra dess struktur och utöka det mer i vissa områden, skapa nya grenar eller gå samman med flera kanaler.

Funktion & uppgifter

Som en del av muskelkontraktionen hjälper den sarkoplasmiska retikulationen att distribuera inkommande nervsignaler i muskelfibrerna och få musklerna att dra sig samman med hjälp av kalciumjoner. Anledningen till detta är signalen från en nervfiber som slutar vid muskeln. Neural information kan komma från hjärnan såväl som från ryggmärgen, via vilken många reflexer är anslutna.

I slutet av nervfibern finns motorändplattan, som, liksom terminalknappen vid den interna uronala synapsen, innehåller vesiklar som är fyllda med budbärarämnen (neurotransmitters). Neurotransmittorerna frigörs när den elektriska impulsen stimulerar motorändplattan. De biokemiska molekylerna överför sedan signalen till muskelmembranet, där de öppnar jonkanaler och därmed utlöser en förändring i cellens laddning. Förändringen i laddningen sprider sig genom sarcolemma och T-tubuli.

T-rören är rör som är vinkelräta mot myofibrillerna; de ligger på s-skivorna på sarkomererna och är kopplade till den sarkoplasmiska retikulum. När spänningen når det sarkoplasmiska retikulumet, släpper det lagrade kalciumjoner. Dessa fäster vid aktin-tropomyosin-filamentet och ändrar tillfälligt dess struktur; som ett resultat kan ändarna på myosinfilamenten glida längre mellan actin-tropomyosinfibrerna. På detta sätt förkortas musklerna.

Kalciumjonerna binder inte permanent till aktin-tropomyosinkomplexet, men löses sedan igen. Det sarkoplasmiska retikulumet tar sedan de laddade partiklarna tillbaka till sina cisterner så att processen kan upprepas nästa gång den stimuleras. Pumpar i rörsystemets membran leder tillbaka kalciumjonerna. Dessutom, liksom det endoplasmatiska retikulumet i andra celler, stöder det sarkoplasma retikulum distributionen av ämnen i sarkoplasma, varigenom den fungerar som en väg för transportmolekyler.

Du hittar din medicin här

sjukdomar

Otillräcklig funktionalitet i sarkoplasmatisk retikulum har kopplats till olika muskelsjukdomar och komplikationer. Ett exempel på detta är malign hypertermi, vilket kan uppstå till följd av medicinsk anestesi.

Det kännetecknas av muskelstivhet (styvhet), överförsurning (metabolisk acidos), takykardi, ökat koldioxidinnehåll i blodet eller i andetaget, syrebrist och masticatory muskelspasmer (på masseter muskel, masseter spasm). Symtomen beror på en okontrollerad frisättning av kalciumjoner i muskelfibrerna, varefter vävnaden sammandras som en godtycklig irritation, lider cellen snabbt av brist på energi och producerar stora mängder värme och koldioxid.

Olika kliniska symtom är resultatet, inklusive nedbrytning av muskelfiber (rabdomyolys). Orsaken till malign hypertermi är en genetisk predisposition som leder till receptorförändringar. Tillförsel av vissa anestesimedel utlöser en falsk reaktion, varför medicinen också talar om triggerämnen i detta sammanhang.

Vid myofascial smärtsyndrom förekommer härdning i muskelvävnaden, som också kallas triggerpunkter. Härdningen orsakas av en långvarig muskelsammandragning: På grund av otillräcklig tillgång till det drabbade området kan den endoplasmiska retikulum inte pumpa de frisatta kalciumjonerna tillbaka till dess inre. Jonerna är fortfarande tillgängliga och ser till att muskelkontraktionen fortsätter.