SARCOLEMMA: EGENSKAPER, STRUKTUR OG FUNKSJON - BIOLOGI - 2026

Den sarkolemma , også kalt myolemma, er plasmamembranen som utgjør muskelcellene eller fibre av kontraktile vev av dyr. Disse fibrene har evnen til å trekke seg sammen i møte med spesifikke elektriske stimuli, det vil si at de kan redusere lengden og generere en mekanisk kraft som gjør det mulig å forskyve leddene, bevegelsen og ambuleringen av dyrene.

Muskelceller er celler med stor lengde (spesielt strierte); Dette er nukleare celler som har alle indre organeller som er karakteristiske for eukaryote organismer: mitokondrier, endoplasmatisk retikulum og Golgi-kompleks, lysosomer, peroksisomer, etc.

Strukturell organisering av en muskelfiber (Kilde: OpenStax via Wikimedia Commons)

I motsetning til celler som tilhører andre vev, får komponentene i celler i muskelvev spesifikke navn, som hjelper til å skille dem fra andre ikke-kontraktile celler.

Dermed er plasmamembranen kjent som sarkolemma, dens cytosol som sarkoplasma, dens endoplasmatiske retikulum som sarkoplasmatisk retikulum og dens mitokondrier som sarkosomer.

Kjennetegn og struktur

Sarkolemmaet, som alle cellemembraner, er en membran sammensatt av et lipid-dobbeltlag hvor lipidene er organisert på en slik måte at de hydrofile delene "ser" mot begge overflater av de samme (intra- og ekstracellulære) og de hydrofobe delene de blir "møtt" i sentrum.

Den er omtrent 100Ǻ tykk og er en spesialisert membran, ettersom mange av dens egenskaper er relatert til muskelcellenes funksjoner.

I det umiddelbare området til den ytre periferien av sarkolemmaet er det et mye tykkere lag (ca. 500 °), som tilsvarer en ekstracellulær avsetning av moderat tette materialer.

Disse materialene representerer kjellermembranen, hvis tetthet avtar når den beveger seg bort fra sarkolemmaet, nærmer seg det ekstracellulære rommet og blandes med det bakre stoffet i det omkringliggende bindevevet.

Sarkotubulært system

Sarkolemmaet er en spennende membran, som på mange måter ligner plasmamembranen til nevronceller, siden den fungerer i å lede elektriske impulser og har evnen til å utføre et handlingspotensial.

I tillegg til å dekke dem, strekker denne membranen seg inn i de stripete muskelfibrene i form av fremspring eller invagasjoner kjent som tverrgående rør eller T-rør, og utgjør det mange forfattere anerkjenner som et sarkotubulært system, gjennom hvilket impulser forplanter seg nervøs i fibrene.

Sarcolemma, sarkoplasma og T-tubules (Kilde: Arcadian via Wikimedia Commons)

T-rørene i dette systemet projiserer tverr mot bindingsstedene til bånd A og I for sarkomerer i skjelettmuskelceller, hvor de kommer i kontakt med det rørformede systemet til den sarkoplasmatiske retikulum i cytosol (sarkoplasma) av den samme muskelfiber.

Siden kontakten mellom den sarkoplasmatiske retikulum og en T-tubule oppstår på en slik måte at tubulen er festet til hver side med retikulummembranen, er denne "strukturen" som er dannet kjent som en triade.

Når en nerveimpuls stimulerer sarkolemmaet på celleoverflaten, beveger "depolariseringen av membranen seg" eller sprer seg i sin helhet, inkludert T-tubuli i kontakt med den sarkoplasmatiske retikulum, som igjen er i nært beslektet med kontraktile myofibriller (aktin og myosinfibre).

Depolarisering av T-tubuli forårsaker deretter depolarisering av sarkoplasmatisk retikulum, som forårsaker frigjøring av kalsiumioner mot myofilamentene og aktiverer deres sammentrekning.

Sarcolemmal proteiner

Som det gjelder alle cellemembraner, er sarkolemmaet assosiert med forskjellige proteiner, integrert og perifert, som gir det mange av dets karakteristiske funksjonelle egenskaper.

Disse proteinene er kjent som sarkolemmale proteiner, og mange av dem bidrar til å opprettholde den strukturelle integriteten til muskelfibrene, siden de virker mot de fysiske sammentrekningskreftene som utøves på sarkolemmaet.

Noen av disse proteinene forankrer muskulens indre struktur til kjellermembranen og den ekstracellulære matrisen. Disse inkluderer dystrofin, sarkoglykaner, utrofin, dysferlin, caveolin, merosin og mellomfilament.

Siden muskelceller har høye energibehov, er sarkolemmaet også utstyrt med en serie integrerte proteiner i form av kanaler som letter transporten av forskjellige typer molekyler til og fra ytre celle, inkludert karbohydrater, ioner og andre.

Disse kanaltypeproteinene er essensielle for muskelsammentrekning, fordi takket være dem kan en muskelfiber vende tilbake til sin hviletilstand etter depolarisering indusert av impulsen av nervefibrene som innervrer den.

Sarcolemma-funksjon

Sarkolemmaet fungerer i etablering av muskelceller, så vel som plasmamembranen til enhver type kroppscelle. Derfor utfører denne membranen viktige funksjoner som en halvgjennomtrengelig barriere for passering av forskjellige typer molekyler og som en struktur for å opprettholde cellulær integritet.

Den ekstracellulære matrisen assosiert med sarkolemma har hundrevis av polysakkarider som lar muskelceller forankre seg til de forskjellige komponentene som utgjør og støtter muskelvev, inkludert andre tilstøtende muskelfibre, som favoriserer samtidig sammentrekning av den samme muskelen.

Striert fibermuskelkontraksjon

Hver muskelfiber som er tilstede i en gitt muskel, blir innervert av forgrening av en spesifikk motorisk nevron, som er det som stimulerer sammentrekningen. Frigjøring av acetylkolin på nervesynapsstedet mellom nevronen og fibersarkolemmaet genererer en "strøm" som sprer seg og aktiverer de sarkolemmale natriumkanalene.

Aktivering av disse kanalene fremmer igangsettingen av et handlingspotensial som begynner på synapse-stedet og distribueres raskt over hele sarkolemmaet. I stripete muskelfibre, så opphisser dette handlingspotensialet spenningssensitive reseptorer i triadene dannet mellom T-tubuli og det sarkoplasmatiske retikulum.

Disse reseptorene aktiverer kalsiumkanaler når de "føler" tilstedeværelsen av et handlingspotensial, og tillater frigjøring av små mengder av divalent kalsium i sarkoplasma (fra sarkoplasmatisk retikulum), og øker dens intracellulære konsentrasjon.

Kalsium binder seg til spesielle steder i strukturen til et protein som kalles troponin-C, og eliminerer den hemmende effekten på myofibriller av et annet protein assosiert med det kjent som tropomyosin, og stimulerer sammentrekningen.

referanser

1. Bers, DM (1979). Isolasjon og karakterisering av hjertesarkolemma. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) -Biomembranes, 555 (1), 131-146.
2. Deisch, JK (2017). Muskel- og nerveutvikling innen helse og sykdom. I Swaimans pediatriske nevrologi (s. 1029-1037). Elsevier.
3. Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Fargelatlas av fysiologi. Thieme.
4. Kardong, KV (2002). Virveldyr: komparativ anatomi, funksjon, evolusjon (Nr. QL805 K35 2006). New York: McGraw-Hill.
5. Reed, R., Houston, TW, & Todd, PM (1966). Struktur og funksjon av sarkolemmaet i skjelettmuskel. Nature, 211 (5048), 534.