|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
Biofizyka tkanki miêœniowej
Fotografia pod³u¿nego przekroju miêœnia krawieckie- go ¿aby otrzymana przy pomocy mikroskopu elektro- nowego Miêœnie w organizmie ¿ywym przekszta³caj¹ bezpoœrednio energiê chemiczn¹ w energiê mecha- niczn¹ (pracê) i (lub) ciep³o. Stanowi¹ swoiste silniki chemiczne, silniki molekularne. Wspóln¹ cech¹ miêœni jest zdolnoœæ do odpowiadania skurczem na docieraj¹ce do nich sygna³y pobudzaj¹ce. Skurcz jest wynikiem oddzia³ywañ pomiêdzy znajduj¹cymi siê w ka¿dej komórce miêœniowej wyspecjalizowanymi bia³kami kurczliwymi. Z bia³ek tych zbudowane s¹ miofilamenty czyli nitkowate struktury stanowi¹ce element roboczy tego „silnika molekularnego” przetwarza- j¹cego energiê chemiczn¹ w energiê mechaniczn¹. Mechanizm skurczu miêœni by³ intensywnie badany w XX wieku. Pocz¹tkowo fizjolodzy patrzyli na miêsieñ jak na silnik wykonuj¹cy pracê i wytwarzaj¹cy ciep³o, skupiali uwagê na jego w³aœci- woœciach elektrycznych. Nastêpnie powsta³ problem budowy tej “maszyny” i rozpoznania rodza- ju energii, któr¹ ona wykorzystuje? Albert Szent-Györgyi rozpozna³ kluczowe bia³ka uczestnicz¹ce w skurczu. Pokaza³, jak dodanie do nici aktomoizynowych w warunkach in vitro ATP prowadziæ do skurczu tych nici. Niæ aktomiozynowa Dodanie ATP indukuje skrócnie tej nici Skrócenie nici aktomiozynowej (Szent-Györgyi, 1944). wêgierski biochemik. Odkry³ m.in. i wykaza³, ¿e tworz¹c kompleks z odgrywa podstawow¹ rolê w procesie skurczu miêœnia. Udowodni³ rolê w tym procesie. dziedzinie medycyny w 1937 za odkrycia zwi¹zane z procesem biologicznego spalania w ¿ywych organizmach i badania witaminy C. aktynê miozyn¹ ATP Nagroda Nobla w Wspó³czesne pogl¹dy na temat molekularnego mechanizmu skurczu miêœni s¹ rezultatem wielo- letnich badañ fizjologów, morfologów, biochemików i biofizyków. Aby zrozumieæ w jaki sposób sygna³ docieraj¹cy do powierzchni komórki miêœniowej przenika do jej wnêtrza inicjuj¹c skurcz, nale¿y poznaæ elementy bior¹ce udzia³ w tym zjawisku. 1 Albert Szent-Györgyi von Nagyrapolt (1893-1986) Miêsieñ poprzecznie pr¹¿kowany morfologia Œciêgno Wi¹zka w³ókien miêœniowych Sarkolema 100 ì Zaczep œciêgna W³ókno miêœniowe Miofibryle 70 % struktury biologicznej komórki Miofibryla sk³ada siê z wielu filamentów Z A Z 1,5 ì 0,4 ì I H Miofilament cienki Ö = 5 nm Miofilament gruby Ö = 10 nm á -alanina D³ugoœæ sarkomeru 2,5 ì m Oko³o 2000 Odleg³oœæ pomiêdzy miofilamentami cienkimi: 50 nm Miofilament gruby 1,5 ì m Miofilament cienki Miozyna (500000 Da) 50-55% struktury bia³kowej miofibryla Troponina R M ostek poprzeczny Monomer aktyny Tropomiozyna Miozyna = 2 ³añcuchy ciê¿kie i 4 lekkie 350000 Da 150000 Da Aktyna (42000 Da) stanowi oko³o 25 % (15%) bia³kowej struktury miofibryla 2 Przekrój pod³u¿ny miêœnia poprzecznie pr¹¿kowanego. Schemat obrazu miofi- bryli otrzymanego w mikroskopie opty- cznym. Z H A Z I I I A I Z H Z Schemat budowy pojedynczej miofibrylii. Przekrój pod³u¿ny i przekroje poprzeczne na wysokoœci pr¹¿ków izotropowych i anizotro- powych. Miofibryle Sarkolema M Kanalik poprzeczny T Kanaliki pod³u¿ne Cysterny Schemat budowy kana³ów pod³u¿nych retikulum sar- koplazmatycznego. D.W.Fewcett i M.S.NcNutt, J.Cell Biol., 42, 1 (1969). 3 Komórka miêœnia g³adkiego cia³ko gêste miofilament cienki u³o¿ony skoœnie wzglêdem osi pod³u¿nej komórki taœma gêsta Komórki miêœni g³adkich: wrzecionowaty kszta³ d³ugoœæ od 15 do 500 ì m . Miofilamenty aktynowe umocowane s¹ do struktur znajduj¹cych siê pod b³on¹ komórkow¹ (taœma gêsta) lub w cytoplazmie (cia³ko gêste). Miêdzy nimi, równolegle do nich, rozmieszczone s¹ miofilamenty miozynowe. Stosunek miofilamentów aktynowych do miozynowych wynosi w tych miêœniach 15:1. W miêœniach g³adkich sposób u³o¿enia W miêœniach g³adkich Oprócz aktyny i tropomiozyny w sk³ad cienkich miofilamentów miêœni g³adkich wchodz¹ dwa bia³ka - . Fi- zjologiczna rola kaldesmonu i kalponiny nie jest znana. Istniej¹ przypuszczenia, ¿e mog¹ braæ u- dzia³ w procesie rozkurczu. kaldesmon i kalponina 4 cz¹steczek miozyny w miofilamencie grubym jest inny ni¿ w miofilamencie mizynowym miêœni poprzecznie pr¹¿kowanych. nie wystêpuje kompleks troponinowy. Miofibryla Pr¹¿ek A Czerwona krwinka w kapilarze Pr¹¿ek I Œródb³onek kapilary Odkszta³cenie sarkolemy tubula T Tkanka ³¹czna Mitochondrium Linia M w obszarze H Linia Z Sarkolema Sarkomer Kana³ pod³u¿ny retikulum sarkoplzmatyczne Dr. Helen Rarick] Komórka zawiera wielka liczbê miofibryli, pr¹¿kowanych podobnie jak w miêœniach szkieleto- wych. Du¿¹ czêœæ objêtoœci komórki zajmuj¹ mitochondria (synteza ATP, Ÿród³a energii dla ci¹gle pracuj¹cego miêœnia). Miofibryle i mitochondria zajmuj¹ 85 % objêtoœci komórki. . 5 Kana³ poprzeczny tubula T Miêsieñ sercowy zdjêcie z mikroskopu elektronowego [ |
Menu
|