Sarcoplasmic reticulum

Det sarkoplasmatisk retikulum er et membransystem lavet af rør, der ligger i muskelfibrernes sarkoplasma. Det understøtter transport af stoffer i cellen og opbevarer calciumioner, hvor frigivelsen fører til muskelsammentrækning. Denne opgaveudførelse er forringet ved forskellige muskelsygdomme, for eksempel ved ondartet hypertermi eller myofascial smertsyndrom.

Hvad er den sarkoplasmatiske retikulum?

Det sarkoplasmatiske retikulum er et rørformet membransystem inde i muskelfibre. En muskelfiber svarer til en muskelcelle, men har adskillige cellekerner, der dannes ved celledeling (mitose) og tillader fiberen at vokse i længden, når den udvikler sig.

Hver muskelfiber er opdelt i andre fibre, kaldet myofibriller. De kan opdeles i tværgående sektioner (sarkomerer), der giver de striede skeletmuskler deres navn. Mønsteret er skabt af myosin- og actin / tropomyosin-filamenter: meget fine tråde, der glider ind i hinanden skiftevis efter lynlås-princippet. De glatte muskler har også en sarkoplasmatisk retikulum; det fungerer på samme måde, men dets struktur er ikke så klart opdelt i individuelle enheder. I stedet danner glatte muskler en plan overflade.

Det sarkoplasmatiske retikulum ligner det endoplasmatiske retikulum (ER), som er det indre membransystem i andre celletyper. Biologi skelner mellem glat ER og ru ER; Sidstnævnte har adskillige ribosomer på overfladen. Disse makromolekyler syntetiserer proteiner i henhold til den plan, der er leveret af genomet. Det sarkoplasmatiske retikulum er en glat ER. Ikke kun muskler har en glat ER, men også organer som lever eller nyre.

Anatomi & struktur

I sin helhed danner det sarkoplasmatiske retikulum et komplekst rørsystem, der består af membraner. Det er placeret i muskelfibre eller muskelcelle i sarkoplasma. Den sarkoplasmatiske retikulum spreder sig langs myofibrillerne og omgiver dem, da den faktiske muskelkontraktion finder sted i deres sarkomerer. Mitochondria, der giver energi til cellen i form af ATP, er ofte i nærheden og ligesom det sarkoplasmatiske retikulum ligger det i vævet mellem de individuelle myofibriller.

Membranerne i det glatte ER danner overvejende rørformede strukturer, men også poser eller cisterner og vesikler. De har alle et indre rum i membranen, som biologi også kalder lumen. Rørsystemet kan tilpasse sig vævets behov ved at ændre dets struktur og udvide det mere i visse områder, skabe nye grene eller sammenføje flere kanaler.

Funktion & opgaver

Som en del af muskelsammentrækningen hjælper den sarkoplasmatiske retikulum med at distribuere indkommende nervesignaler i muskelfiberen og medføre, at muskelen trækker sig sammen ved hjælp af calciumioner. Årsagen til dette er signalet fra en nervefiber, der ender ved muskelen. Neural information kan komme fra hjernen såvel som fra rygmarven, hvorigennem mange reflekser er forbundet.

I slutningen af ​​nervefibren er motorendepladen, der ligesom terminalknappen ved den interneuronale synapse indeholder vesikler, der er fyldt med messenger-stoffer (neurotransmitters). Neurotransmitterne frigøres, når den elektriske impuls stimulerer motorens endeplade. De biokemiske molekyler transmitterer derefter signalet til muskelmembranen, hvor de åbner ionkanaler og derved udløser en ændring i cellens ladning. Ændringen i ladning spreder sig gennem sarcolemma og T-tubules.

T-rørene er rør, der er vinkelret på myofibrillerne; de ligger på Z-diske på sarkomererne og er forbundet med det sarkoplasmatiske retikulum. Når spændingen når det sarkoplasmatiske retikulum, frigiver det lagrede kalkioner. Disse hænger fast til actin-tropomyosin-filamentet og ændrer midlertidigt dens struktur; som et resultat kan enderne af myosinfilamenterne glide yderligere mellem actin-tropomyosin-fibrene. På denne måde forkortes musklerne.

Calciumionerne binder ikke permanent til actin-tropomyosin-komplekset, men opløses derefter igen. Det sarkoplasmatiske retikulum bringer derefter de ladede partikler tilbage i dets cisterner, så processen kan gentages, næste gang den stimuleres. Pumper i membranen i rørsystemet bringer calciumionerne tilbage. Som det endoplasmatiske retikulum i andre celler understøtter det sarkoplasmatiske retikulum desuden fordelingen af ​​stoffer i sarkoplasmaen, hvorved det fungerer som en vej til transportmolekyler.

Du kan finde din medicin her

sygdomme

Utilstrækkelig funktionalitet af det sarkoplasmatiske retikulum er blevet knyttet til forskellige muskelsygdomme og komplikationer. Et eksempel på dette er ondartet hypertermi, som kan forekomme som følge af medicinsk anæstesi.

Det er kendetegnet ved muskelstivhed (stivhed), hyperaciditet (metabolisk acidose), takykardi, øget indhold af kuldioxid i blodet eller i den luft, vi indånder, iltmangel og masticatorisk muskelkramper (på masseter muskel, masseter spasm). Symptomerne skyldes en ukontrolleret frigivelse af calciumioner i muskelfiberen, hvorefter vævet trækker sig sammen som en vilkårlig irritation, lider cellen hurtigt af en mangel på energi og producerer store mængder varme og kuldioxid.

Forskellige kliniske symptomer er resultatet, herunder muskelfibers nedbrydning (rabdomyolyse). Årsagen til ondartet hypertermi er en genetisk disponering, der fører til receptorændringer. Indgivelse af visse bedøvelsesmidler udløser en falsk reaktion, og derfor taler medicin også om triggerstoffer i denne sammenhæng.

Ved myofascial smertsyndrom forekommer hærdning i muskelvævet, som også er kendt som triggerpunkter. Hærdningen er forårsaget af en langvarig muskelsammentrækning: På grund af utilstrækkelig forsyning af det berørte område er den endoplasmatiske retikulum ikke i stand til at pumpe de frigjorte calciumioner tilbage ind i dets indre. Iionerne er stadig tilgængelige og sikrer, at muskelkontraktionen fortsætter.