Miofibril dan sarkomer

Cairan sitoplasma di dalam sel otot sebagian besar ditempati oleh miofibril, yang merupakan komponen kontraktil.

Setiap serat otot terdiri dari sekitar 1000 miofibril, diselimuti oleh retikulum sarkoplasma; miofibril memanjang di sepanjang serat dan tersusun dalam berkas longitudinal yang panjang.

Setiap miofibril memiliki ketebalan antara 0,5 dan 2 m, dengan panjang berkisar antara 10 hingga 100 mikron (1 mikron = 1/1000 mm).

Seperti yang diantisipasi, miofibril dikelilingi oleh retikulum sarkoplasma, sistem kompleks vesikel dan tubulus yang membentuk sistem sarkotubular. Tujuan dari struktur ini adalah untuk mengumpulkan kalsium yang diperlukan untuk kontraksi.

Bergerak lebih dan lebih ke dalam mikroskopis, kami menemukan bahwa miofibril itu sendiri terdiri dari miofilamen paralel, yang terdiri dari dua jenis: tebal dan tipis. Garis karakteristik di sepanjang sumbu utama miofibril juga dapat diamati, karena pergantian pita terang dan gelap yang teratur.

Pita gelap disebut pita atau cakram A
Pita cahaya disebut pita I
Setiap pita I dibagi dua oleh garis Z
Setiap pita A dibagi dua oleh strip, yang disebut H, ditempatkan di bagian tengahnya.

Peregangan miofibril antara dua garis Z yang berdekatan

(1/2 pita I + pita A + 1/2 pita I)

mengambil nama SARCOMERO

Sarkomer adalah unit struktural dan fungsional miofibril, yaitu unit terkecil otot yang mampu berkontraksi.

Di dalam myofibril tunggal, berbagai sarkomer mengikuti satu sama lain, seolah-olah membentuk tumpukan silinder yang tinggi. Di otot, serat-seratnya diatur paralel, sehingga masing-masing sarkomer sejajar. Dengan kata lain, di sebelah garis Z dari miofibril selalu ada garis Z dari miofibril yang berdekatan; simetri ini berarti bahwa secara keseluruhan, seluruh serat otot tampak lurik melintang.

Miofilamen

Diamati di bawah mikroskop elektron, masing-masing sarkomer tampak dibentuk oleh seikat filamen, tersusun membujur dan sejajar satu sama lain. Komponen miofilamen ini adalah dua protein, yang disebut aktin dan miosin.

Di tengah setiap sarkomer terdapat sekitar seribu filamen tebal, terdiri dari miosin. Pada ujungnya, molekul protein ini memperoleh hubungan dengan filamen tipis, terdiri dari "protein lain," aktin.

Dalam sel serat otot rangka, elemen kontraktil ini (filamen tebal dan tipis) ditempatkan dalam register dan sebagian diinterdigitasi (ditumpangkan).

Bundel filamen tebal (miosinik) terletak di tengah sarkomer dan membentuk pita A;
Bundel filamen tipis, terdiri dari aktin, terletak di kutub sarkomer dan membentuk dua setengah pita I, yang mencapai hingga cakram Z.

Struktur kompleks ini adalah dasar dari kontraksi otot, yang dimungkinkan oleh pergeseran filamen tipis di atas yang tebal.

Selama kontraksi, sarkomer memendek karena pendekatan dua filamen Z:

sementara panjang filamen dan pita A tetap tidak berubah, ada pengurangan pita I dan pita H.

Generalisasi fenomena menentukan pemendekan miofibril, serat otot, fasikulus dan seluruh otot. Sangat menarik untuk dicatat bahwa setiap sarkomer dapat memendek hingga maksimum 50% dari panjangnya saat istirahat.

Selama kontraksi otot, jembatan aktomiosin terus menerus dibentuk dan dilarutkan, selama jumlah ion kalsium dan ATP yang cukup tersedia; kami akan membahas aspek ini dengan lebih baik di artikel berikutnya.

KETEGANGAN YANG DIKEMBANGKAN OLEH SERAT OTOT "BERBANDING LANGSUNG DENGAN JUMLAH JEMBATAN SILANG YANG TERBENTUK ANTARA FILAMEN TEBAL DAN TIPIS.

Akibatnya, otot yang terlalu meregang atau terlalu berkontraksi mengembangkan kekuatan yang lebih sedikit daripada otot yang berkontraksi dari tingkat peregangan yang optimal.

Hubungan panjang-tegangan dalam kontraksi otot. Gambar menunjukkan ketegangan yang dihasilkan oleh otot berdasarkan panjangnya sebelum dimulainya latihan / kontraksi otot Kami memusatkan perhatian kami pada kurva gaya aktif (kontraksi otot), meninggalkan yang merah berkaitan dengan gaya total dan yang biru satu relatif terhadap gaya pasif (karena komponen non-kontraktil dari sarkomer - connectin / titin); khususnya, mengikuti tren kurva yang berkaitan dengan gaya aktif, kami mencatat bahwa:

A) tidak ada gaya aktif karena tidak ada kontak antara kepala miosin dan aktin
Antara A) dan B): ada peningkatan linier dari gaya aktif karena peningkatan situs pengikatan aktin untuk kepala miosin
Antara B) dan C): gaya aktif mencapai puncak maksimumnya dan tetap relatif stabil; pada fase ini, pada kenyataannya, semua kepala miosin terikat pada aktin
Antara C) dan D): gaya aktif mulai berkurang karena tumpang tindih rantai aktin mengurangi situs pengikatan yang tersedia untuk kepala miosin
E): setelah miosin bertabrakan dengan cakram Z tidak ada gaya aktif karena semua kepala miosin melekat pada aktin; apalagi, miosin dikompresi pada cakram Z dan bertindak sebagai pegas yang menentang kontraksi dengan gaya yang sebanding dengan tingkat kompresi (oleh karena itu pemendekan otot)