Sarkoplasma retikulum on torude membraanisüsteem, mis asub lihaskiudude sarkoplasmas. See aitab kaasa ainete transportimisele rakus ja varudes kaltsium ioonid, mille vabanemine viib lihaste kokkutõmbumiseni. Erinevate lihasehaiguste korral on see ülesande täitmine halvenenud, näiteks aastal pahaloomuline hüpertermia või müofastsiaalne valu sündroom.
Mis on sarkoplasmaatiline retikulum?
Sarkoplasma retikulum on lihaskiudude sees olev torukujuline membraanisüsteem. A lihaskiud on samaväärne lihasrakuga, kuid sellel on rakkude jagunemisel (mitoosil) moodustunud mitu tuuma, mis võimaldavad kiul kasvama arengu käigus pikkusega. Iga lihaskiud on jagatud järgmisteks kiududeks, mida nimetatakse müofibrillideks. Neid saab jagada põiksektsioonideks (sarkomeerid), mis annavad vöötatud skeletilihastele nime. Muster pärineb müosiini ja aktiini / tropomüosiini filamentidest: väga peened filamendid, mis libisevad vaheldumisi üksteise külge vastavalt tõmbluku põhimõttele. Silelihasel on ka sarkoplasma võrk; see töötab sarnaselt, kuid selle struktuur ei ole nii selgelt jagatud üksikuteks üksusteks. Selle asemel moodustab silelihas tasase pinna. Sarkoplasma võrk on sarnane endoplasma võrguga (ER), mis on teiste rakutüüpide sisemine membraanisüsteem. Bioloogia eristab sujuvat ER-i ja töötlemata ER-i; viimasel on arvukalt ribosoomid selle pinnal. Need makromolekulid sünteesivad valgud vastavalt genoomi pakutavale kavandile. Sarkoplasmavõrk on sile ER. Sileda ER-ga ei ole mitte ainult lihased, vaid ka sellised organid nagu maks or neer.
Anatoomia ja struktuur
Tervikuna moodustab sarkoplasmaatiline retikulum keeruka torukujulise membraanisüsteemi. See asub lihaskiud või lihasrakk sarkoplasmas. Sarkoplasma võrk levib mööda müofibrille ja ümbritseb neid, kuna nende sarkomeerides toimub tegelik lihase kontraktsioon. mitokondrid, mis annavad rakule energiat ATP kujul, asuvad sageli vahetus läheduses ja asuvad nagu sarkoplasmaatiline retikulum üksikute müofibrillide vahelises koes. Sileda ER membraanid moodustavad valdavalt torukujulised struktuurid, aga ka kotikesi või tsisternaid, samuti vesiikulid. Neil kõigil on membraani siseruum, mida bioloogia nimetab ka luumeniks. Torukujuline süsteem suudab kohaneda koe vajadustega, muutes selle struktuuri ja laiendades teatud piirkondades rohkem, moodustades uusi harusid või ühendades mitu kanalit omavahel.
Funktsioon ja ülesanded
Lihase kokkutõmbumise kontekstis aitab sarkoplasmaatiline retikulum jaotada sissetulevad närvisignaalid kogu lihaskiudude ulatuses ja kaltsium ioonid, põhjustab lihase kokkutõmbumist. Selle käivitab signaal a-st närvikiud mis lõpeb lihase juures. Neuroniteave võib pärineda mõlemast aju ja selgroog, mille kaudu paljud refleks on omavahel ühendatud. Aasta lõpus närvikiud on mootori otsaplaat, mis, nagu ka interneuronaalse sünapsi otsanupp, sisaldab vesiikulid, mis on täidetud messenger ainetega (neurotransmitterid). Neurotransmitterid sisenevad vabaks, kui elektriline impulss stimuleerib mootori otsaplaati. Vastuseks biokeemiline molekulid edastavad signaali lihasemembraanile, kus nad avavad ioonikanaleid, käivitades raku laengu muutuse. Laengumuutus levib läbi sarkolemma ja T-torukeste. T-torukesed on torud, mis on risti müofibrillidega; sel juhul asuvad nad sarkomeeride Z-ketaste juures ja on ühendatud sarkoplasmaatilise retikulumiga. Kui pinge jõuab sarkoplasma võrku, vabaneb see salvestatult kaltsium ioonid. Need akumuleeruvad aktiin-tropomüosiini niidil ja muudavad ajutiselt selle struktuuri; selle tagajärjel võivad müosiinfilamentide otsad tõugata aktiini-tropomüosiini kiudude vahel veelgi. Sel viisil lihas lüheneb. Kaltsiumiioonid ei seondu püsivalt aktiini-tropomüosiini kompleksiga, kuid seejärel eralduvad. Seejärel absorbeerib sarkoplasmaatiline retikulum laetud osakesed oma tsisternidesse, nii et protsessi saab järgmise stimulatsiooni ajal korrata. Torukujulise süsteemi membraanis olevad pumbad toovad kaltsiumi ioonid protsessi käigus. Lisaks, nagu ka teiste rakkude endoplasmaatiline retikulum, toetab sarkoplasmaatiline retikulum jaotus ainete sisaldus sarkoplasmas, mõnes mõttes transpordi kiirteena molekulid.
Haigused
Sarkoplasma retikulumi ebapiisav funktsionaalsus on seotud erinevate lihasehaiguste ja tüsistustega. Üks näide on pahaloomuline hüpertermia, mis võib ilmneda meditsiinilise tagajärjel anesteesia. Seda iseloomustab lihaste jäikus (rangus), ülihappesus (metaboolne atsidoos), tahhükardia, suurenenud süsinik dioksiid veri või hingeõhus, hapnik puudus ja massööri lihasspasm (massööri lihases, massööri spasm). Sümptomid on tingitud kaltsiumiioonide kontrollimatust vabanemisest lihaskiududes, misjärel koe tõmbub kokku justkui vabatahtliku ärrituse korral, rakk kannatab kiiresti energiapuuduse all ja tekitab suures koguses soojust ja süsinik dioksiid. Tulemuseks on erinevad kliinilised sümptomid, sealhulgas lihaskiudude lagunemine (rabdomüolüüs). Põhjus pahaloomuline hüpertermia on geneetiline eelsoodumus, mis viib retseptori muutusteni. The haldamine teatud anesteetikumidest põhjustab eksliku reaktsiooni, mistõttu meditsiin räägib selles kontekstis ka vallandavatest ainetest. Müofastsiaalses valu sündroom, lihaskoes toimub kõvenemine, mida nimetatakse ka päästikupunktideks. Kõvenemine on põhjustatud pikaajalisest lihaste kokkutõmbumisest: kahjustatud piirkonna ebapiisava tarnimise tõttu ei suuda endoplasmaatiline retikulum vabanenud kaltsiumiioone oma sisemusse tagasi pumbata. Seega on ioonid endiselt saadaval ja tagavad lihaste kokkutõmbumise jätkumise.
