Μυϊκή συστολή

Δομή του σκελετικού μυός

  Από τη μακροσκοπική ανατομική είναι γνωστό ότι το ανθρώπινο σώμα έχει πάνω από 600 σκελετικούς μυς. Κάθε μυς περιβάλλεται από έναν ινώδη συνδετικό ιστό, το επιμύιο, που περικλείει χιλιάδες κυλινδρικά κύτταρα, τις μυϊκές ίνες. Οι ίνες αυτές είναι συγκροτημένες σε δεμάτια και κάθε δεμάτιο, που περιλαμβάνει 150 περίπου ίνες, περιβάλλεται επίσης από έναν υμένα συνδετικό ιστό, το περιμύιο. Κάθε μυϊκή ίνα ξεχωρίζει από τις γειτονικές μ΄ ένα άλλο λεπτό υμένα, το ενδομύιο. Είναι όλοι αυτοί οι προστατευτικοί υμένες που συγχωνεύονται και σχηματίζουν τον ανθεκτικό ιστό, τον τένοντα,  με τον οποίο μεταβιβάζεται η δύναμη που παράγει ο μυς στο σημείο κατάφυσης του (το περιόστεο)  και έτσι μ΄ ένα σύστημα μοχλών που κάνει στις αρθρώσεις, προκαλεί την κίνηση. 

  Η μυϊκή ίνα είναι το εξειδικευμένο κύτταρο για συστολή. Για το λόγο αυτό στο σαρκοπλασμά του βρίσκονται όλα τα συστατικά που απαιτούνται για την απελευθέρωση της ενέργειας και την παραγωγή της δύναμης. Το σαρκόπλασμα είναι ένα υγρό που περιβάλλεται από μια προστατευτική ελαστική μεμβράνη, το σαρκείλημα. Στο περιβάλλον του σαρκοπλάσματος υπάρχουν συσταλτές πρωτεΐνες, ένζυμα που καταλύουν τις χημικές αντιδράσεις, την τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ), διφωσφορική αδενοσίνη (ADP), φωσφοκρεατίνη, αμινοξέα, γλυκογόνο σε ποσότητα μέχρι 2%, λίπη μέχρι 2% και ανόργανα άλατα μέχρι  1 %. Από τους ηλεκτρολύτες τα ιόντα καλίου  βρίσκονται σε αφθονία, ενώ του νατρίου, ασβεστίου και μαγνησίου σε μικρότερες ποσότητες. Επίσης στο σαρκόπλασμα βρίσκονται τα μιτοχόνδρια που είναι τα χημικά εργαστήρια του κυττάρου, καθώς και το σαρκοπλασματικό δίκτυο, το σύστημα που χρησιμοποιεί για τη σύζευξη των ηλεκτρικών γεγονότων της διέγερσης, με τα μηχανικά γεγονότα της μυϊκής συστολής. 

  Ο μυς αποτελείται από μυϊκές ίνες, που είναι τα κύτταρα του μυός και κάθε μυϊκή ίνα από πολλά μυοϊνίδια. Το μυοΐνίδιο αποτελείται από σαρκομέρια, που είναι διατεταγμένα στον επιμήκη άξονα. Το σαρκομέριο είναι η λειτουργική μονάδα του συσταλτικού συστήματος του μυός. Το πιο χτυπητό γνώρισμα του σαρκομερίου είναι ένας γραμμωτός σχηματισμός, ανοιχτής και σκούρας απόχρωσης, που οφείλεται σε διαφορές στους δείκτες διάθλασης. Το σαρκομέριο αποτελείται από παχιά και λεπτά μυονήματα. Τα παχιά νημάτια περιέχουν μια πρωτεΐνη γνωστή ως μυοσίνη, και τα λεπτά μια άλλη πρωτεΐνη την ακτίνη. Κατά τη μυϊκή συστολή τα νημάτια αυτά διολισθαίνουν μ΄ ένα συγχρονισμένο τρόπο μεταξύ τους βραχύνοντας το σαρκομείο.

Το νημάτιο της μυοσίνης 

  Το νημάτιο της μυοσίνης είναι σαν ουρά που στο άκρο της φέρει διογκωμένες σφαιρικές κεφαλές και αποτελείται από τη βαριά και ελαφριά μερομυοσίνη.  Η βαρειά μερομυοσίνη ενώνεται με τις κεφαλές με έναν αυχένα, που είναι μια ευκάμπτη σύνδεση και λειτουργεί σαν στρόφιγγας ή μεντεσές.

  Σε κάθε νημάτιο υπάρχουν έξι κεφαλές σε κανονικά διαστήματα 400 Α με ελικοειδή διάταξη γύρω από το νημάτιο. Οι κεφαλές αυτές λέγονται εγκάρσιες γέφυρες γιατί προεκβάλλουν προς την ακτίνη γεφυρώνοντας το κενό που υπάρχει μεταξύ της μυοσίνης και της ακτίνης. Οι γέφυρες είναι οι φορείς της μυϊκής συστολής και έχουν από δύο χημικές ενεργές θέσεις. Η μια θέση έχει την ικανότητα σύνδεσης με την ακτίνη και η άλλη διάσπαση της τριφωσφορικής αδενοσίνης.

Το νημάτιο της ακτίνης

  Το νημάτιο της ακτίνης σχηματίζεται από σφαιροειδείς πρωτεΐνες, που είναι σα χάντρες και συνυφαίνονται μεταξύ τους ώστε να μοιάζουν με στριμμένο κομπολόι.

 

  Με την ακτίνη συνδέονται δύο άλλες πρωτεΐνες που είναι ρυθμιστικοί παράγοντες της μυϊκής συστολής και χαλάρωσης, η  τροπομυοσίνη και η τροπονίνη. Η τροπομυοσίνη, μοιάζει με τη μυοσίνη αλλά δεν έχει κεφαλές, είναι διπλό νήμα τυλιγμένο κατά μήκος της ακτίνης και κάθε μέρος της εκτείνεται σε επτά σφαιρικά μάτια ακτίνης. Η τροπονίνη είναι επίσης μια σφαιρική πρωτείνη που συνδέεται με την άκρη της τροπομυοσίνης.

  Σε μια εγκάρσια διατομή του σαρκομερίου, στην περιοχή όπου τα παχιά και λεπτά μνημεία συμπλέκονται, παρατηρούμε μια εξαγωγική γεωμετρική διάταξη, όπου κάθε παχύ νημάτιο περιβάλλεται από έξι λεπτά και κάθε λεπτό από τρία παχιά. Ακόμα παρατηρούμε πως το παχύ νημάτιο φέρει έξι εγκάρσιες γέφυρες.

  Αναπόσπαστο μέρος της δομής των μυοϊνιδίων είναι το σαρκοσωληνωτό σύστημα, που περιβάλλει τα μυϊκά ινίδια. Το σύστημα αυτό έχει μεγάλη λειτουργική σπουδαιότητα, γιατί είναι υπεύθυνο για τη σηματοδότηση της μυϊκής συστολής. Αποτελείται από ενδοκυτταρική μεμβράνη και σχηματίζει ένα πλέγμα γύρω από το μυϊκό ινίδιο.

  Διακρίνουμε τα εξής δομικά στοιχεία του σαρκοσωληνωτού συστήματος :

το σαρκοπλασματικό δίκτυο που περιβάλλει, σαν μανίκι, το μυϊκό ινίδιο σε κανονικά διαστήματα σε όλη την έκταση του σαρκομερίου.

την τριάδα των σάκκων    (έναν κεντρικό και δύο πλευρικούς), που σχηματίζεται από πτύχωση του δικτύου στον αρμό Α και των ζωνών και χρησιμεύει για την αποθήκευση του ασβεστίου.

το Τ σύστημα των σωλινίσκων, που βρίσκεται μεταξύ των σάκκων και διασυνδέει το ενδοκυτταρικό περιβάλλον με την εξωκυτταρική μεμβράνη, ώστε να διευκολύνει τη γρήγορη μετάδοση του δυναμικού ενέργειας σε όλη τη μυϊκή ίνα.

Πηγή : ΕΡΓΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ - ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΗ ΒΑΣΗ ΤΗΣ ΜΥΙΚΗΣ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑΣ

ΒΑΣΙΛΗ ΚΛΕΙΣΟΥΡΑ