Sarkoplasmatisk retikulum

De sarkoplasmatisk retikulum er et membransystem laget av rør som ligger i sarkoplasma til muskelfibrene. Det støtter transport av stoffer i cellen og lagrer kalsiumioner, som frigjøring fører til muskelsammentrekning. Denne oppgavens utførelse er svekket ved forskjellige muskelsykdommer, for eksempel ved ondartet hypertermi eller myofascial smertsyndrom.

Hva er den sarkoplasmatiske retikulum?

Det sarkoplasmatiske retikulum er et rørformet membransystem i muskelfibre. En muskelfiber tilsvarer en muskelcelle, men har flere cellekjerner som er skapt av celledeling (mitose) og lar fiberen vokse i lengde når den utvikler seg.

Hver muskelfiber er delt inn i andre fibre, kalt myofibriller. De kan deles inn i tverrgående seksjoner (sarkomerer), som gir de stripete skjelettmusklene navnet sitt. Mønsteret er skapt av myosin- og aktin / tropomyosin-filamenter: veldig fine tråder som glir inn i hverandre vekselvis i henhold til glidelåsprinsippet. De glatte musklene har også en sarkoplasmatisk retikulum; det fungerer på samme måte, men strukturen er ikke så tydelig delt inn i individuelle enheter. I stedet danner glatte muskler en flat overflate.

Det sarkoplasmatiske retikulum tilsvarer endoplasmatisk retikulum (ER), som er det indre membransystemet i andre celletyper. Biologi skiller mellom glatt ER og grov ER; Sistnevnte har mange ribosomer på overflaten. Disse makromolekylene syntetiserer proteiner i henhold til tegningen levert av genomet. Den sarkoplasmatiske retikulaturen er en jevn ER. Ikke bare muskler har en jevn ER, men også organer som lever eller nyre.

Anatomi og struktur

I sin helhet danner sarkoplasmatisk retikulum et komplekst rørsystem som består av membraner. Den er lokalisert i muskelfibre eller muskelcelle i sarkoplasma. Det sarkoplasmatiske retikulum sprer seg langs myofibrillene og omgir dem, siden selve muskelsammentrekningen finner sted i deres sarkomerer. Mitokondrier, som gir energi til cellen i form av ATP, er ofte i umiddelbar nærhet og ligger, i likhet med den sarkoplasmatiske retikulum, i vevet mellom de enkelte myofibriller.

Membranene til den glatte ER danner hovedsakelig rørformede strukturer, men også poser eller sisterner og vesikler. De har alle et indre rom innenfor membranen, som biologien også kaller lumen. Rørsystemet kan tilpasse seg vevets behov ved å endre strukturen og utvide det mer i visse områder, lage nye grener eller bli med i flere kanaler.

Funksjon & oppgaver

Som en del av muskelsammentrekningen hjelper den sarkoplasmatiske retikulum å distribuere innkommende nervesignaler i muskelfibrene og få muskelen til å trekke seg sammen med kalsiumioner. Årsaken til dette er signalet fra en nervefiber som ender ved muskelen. Neural informasjonen kan komme fra hjernen så vel som fra ryggmargen, via hvilken mange reflekser er koblet.

På enden av nervefibrene er motorendeplaten, som i likhet med terminalknappen ved internuronal synapse inneholder vesikler som er fylt med messenger-stoffer (nevrotransmittere). Nevrotransmitterne frigjøres når den elektriske impulsen stimulerer motorens endeplate. De biokjemiske molekylene overfører deretter signalet til muskelmembranen, der de åpner ionekanaler og derved utløser en endring i cellens ladning. Endringsendringen sprer seg gjennom sarkolemmaet og T-tubuli.

T-rørene er rør som er vinkelrett på myofibrillene; de ligger på s-skivene til sarkomerene og er koblet til sarkoplasmatisk retikulum. Når spenningen når det sarkoplasmatiske retikulumet, frigjør det lagrede kalsiumioner. Disse fester seg til aktin-tropomyosin-filamentet og endrer strukturen midlertidig; som et resultat kan endene av myosinfilamentene gli videre mellom aktin-tropomyosinfibrene. På denne måten forkorter muskelen.

Kalsiumionene binder seg ikke permanent til aktin-tropomyosinkomplekset, men løses deretter opp igjen. Det sarkoplasmatiske retikulumet tar deretter de ladede partiklene tilbake i cisternene, slik at prosessen kan gjentas neste gang den stimuleres. Pumper i membranen i rørsystemet fører kalsiumionene tilbake. I tillegg, som den endoplasmatiske retikulum i andre celler, støtter det sarkoplasmatiske retikulum distribusjonen av stoffer i sarkoplasmaen, hvorved den fungerer som en vei for transportmolekyler.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer

Utilstrekkelig funksjonalitet av sarkoplasmatisk retikulum har blitt koblet til forskjellige muskelsykdommer og komplikasjoner. Et eksempel på dette er ondartet hypertermi, som kan oppstå som et resultat av medisinsk anestesi.

Det er preget av muskelstivhet (stivhet), hyperaciditet (metabolsk acidose), takykardi, økt karbondioksidinnhold i blodet eller i luften vi puster, oksygenmangel og masticatory muskelspasmer (på masseter muskel, masseter spasm). Symptomene skyldes en ukontrollert frigjøring av kalsiumioner i muskelfiberen, hvorpå vevet trekker seg sammen som en vilkårlig irritasjon, lider cellen raskt av mangel på energi og produserer store mengder varme og karbondioksid.

Ulike kliniske symptomer er resultatet, inkludert nedbrytning av muskelfibre (rabdomyolyse). Årsaken til ondartet hypertermi er en genetisk disposisjon som fører til reseptorendringer. Administrering av visse bedøvelsesmidler utløser en falsk reaksjon, og det er grunnen til at medisin også snakker om triggerstoffer i denne sammenhengen.

Ved myofascial smertsyndrom oppstår herding i muskelvevet, som også er kjent som triggerpunkter. Herding er forårsaket av en langvarig muskelsammentrekning: På grunn av utilstrekkelig tilførsel av det berørte området, er ikke den endoplasmatiske retikulum i stand til å pumpe de frigjorte kalsiumionene tilbake i dets indre. Ionene er fremdeles tilgjengelige og sikrer at muskelkontraksjonen fortsetter.