Sarkoplazmatické retikulum je membránový systém trubíc umiestnených v sarkoplazme svalových vlákien. Pomáha pri transporte látok v bunke a zásobách vápnik ióny, ktorých uvoľnenie vedie k svalovej kontrakcii. Pri rôznych svalových ochoreniach je výkon tejto úlohy zhoršený, napríklad v malígna hypertermia alebo myofascial bolesť syndróm.
Čo je to sarkoplazmatické retikulum?
Sarkoplazmatické retikulum je tubulárny membránový systém vo vnútri svalových vlákien. A svalové vlákno je ekvivalentom svalovej bunky, ale má viac jadier vytvorených bunkovým delením (mitózou), ktoré vláknu umožňujú rast počas vývoja. Každý svalové vlákno sa delí na ďalšie vlákna nazývané myofibrily. Môžu byť rozdelené do priečnych častí (sarkoméry), ktoré dávajú priečnemu kostrovému svalu názov. Vzor pochádza z vlákien myozínu a aktínu / tropomyozínu: veľmi jemné vlákna, ktoré striedavo do seba zasúvajú podľa princípu zipsu. Hladký sval má tiež sarkoplazmatické retikulum; funguje podobne, ale jeho štruktúra nie je tak zreteľne rozdelená na jednotlivé celky. Namiesto toho hladký sval vytvára rovný povrch. Sarkoplazmatické retikulum je podobné endoplazmatickému retikulu (ER), čo je systém vnútornej membrány v iných bunkových typoch. Biológia rozlišuje medzi hladkou ER a hrubou ER; druhý má početné ribozómy na jeho povrchu. Tieto makromolekuly sa syntetizujú proteíny podľa plánu poskytnutého genómom. Sarkoplazmatické retikulum je hladké ER. Hladké ER majú nielen svaly, ale aj orgány ako pečeň or oblička.
Anatómia a štruktúra
Celkovo sarkoplazmatické retikulum tvorí zložitý tubulárny systém membrán. Nachádza sa v svalové vlákno alebo svalová bunka v sarkoplazme. Sarkoplazmatické retikulum sa šíri pozdĺž a obklopuje myofibrily, pretože práve v ich sarkoméroch dochádza k skutočnej kontrakcii svalov. mitochondrie, ktoré dodávajú bunke energiu vo forme ATP, sú často v bezprostrednej blízkosti a rovnako ako sarkoplazmatické retikulum ležia v tkanive medzi jednotlivými myofibrilami. Membrány hladkej ER tvoria prevažne trubicovité štruktúry, ale tiež vrecká alebo cisterny a vezikuly. Všetky majú vnútorný priestor v membráne, ktorý biológia nazýva aj lúmen. Rúrkový systém sa dokáže prispôsobiť potrebám tkaniva zmenou jeho štruktúry a rozšírením v určitých oblastiach, tvorbou nových vetiev alebo spojením viacerých kanálov.
Funkcia a úlohy
V súvislosti so svalovou kontrakciou sarkoplazmatické retikulum pomáha distribuovať prichádzajúce nervové signály do svalového vlákna a pomocou vápnik ióny, spôsobuje stiahnutie svalu. To sa spúšťa signálom z a nervové vlákno ktorá končí pri svale. Neuronálna informácia môže pochádzať z mozog a od miecha, prostredníctvom ktorého mnohí reflex sú vzájomne prepojené. Na konci nervové vlákno je koncová doska motora, ktorá rovnako ako koncové tlačidlo na interneuronálnej synapse obsahuje vezikuly naplnené látkami prenášajúcimi signál (neurotransmitery). Neurotransmitery vstupujú do voľného priestoru, keď elektrický impulz stimuluje koncovú dosku motora. V reakcii na to biochemické molekuly prenášajú signál do svalovej membrány, kde otvárajú iónové kanály, čo vyvoláva zmenu náboja bunky. Zmena náboja sa šíri cez sarkolemmu a T-tubuly. T-tubuly sú trubice, ktoré sú kolmé na myofibrily; v tomto prípade sú umiestnené na Z-diskoch sarkomér a sú spojené so sarkoplazmatickým retikulom. Keď napätie dosiahne sarkoplazmatické retikulum, uvoľní sa uložené vápnik ióny. Tieto sa hromadia na vlákne aktín-tropomyozín a dočasne menia jeho štruktúru; vo výsledku môžu konce myozínových vlákien ďalej tlačiť medzi aktín-tropomyozínové vlákna. Týmto spôsobom sa sval skracuje. Ióny vápnika sa neviažu natrvalo na komplex aktín-tropomyozín, ale následne sa odlúčia. Následne sarkoplazmatické retikulum reabsorbuje nabité častice do svojich cisterien, aby sa proces mohol pri ďalšej stimulácii opakovať. Čerpadlá v membráne trubicového systému získavajú ióny vápnika v procese. Rovnako ako endoplazmatické retikulum v iných bunkách, aj sarkoplazmatické retikulum podporuje distribúcia látok v sarkoplazme v určitom zmysle slúži ako diaľnica na prepravu molekuly.
Choroby
S nedostatočnou funkčnosťou sarkoplazmatického retikula sú spojené rôzne svalové ochorenia a komplikácie. Jedným z príkladov je malígna hypertermia, ku ktorým môže dôjsť v dôsledku lekárskeho ošetrenia anestézie. Vyznačuje sa svalovou rigiditou (rigoritou), prekyslenie (metabolické acidóza), tachykardia, zvýšené uhlík oxid v krv alebo v dychu, kyslík deprivácia a kŕč žuvacieho svalu (pri žuvacom svale, žuvacie spazmy). Príznaky sú dôsledkom nekontrolovaného uvoľňovania iónov vápnika vo svalovom vlákne. Potom sa tkanivo stiahne, akoby pri dobrovoľnom podráždení, bunka rýchlo trpí nedostatkom energie a produkuje veľké množstvo tepla a uhlík oxid. Výsledkom sú rôzne klinické príznaky vrátane rozpadu svalových vlákien (rabdomyolýza). Príčina malígna hypertermia je genetická predispozícia, ktorá vedie k zmenám receptorov. The správa niektorých anestetík vyvoláva chybnú reakciu, a preto medicína v tejto súvislosti hovorí aj o spúšťacích látkach. V myofasciálnej bolesť syndrómu dochádza k vytvrdzovaniu vo svalovom tkanive, známom tiež ako spúšťacie body. Otužovanie je spôsobené dlhotrvajúcou kontrakciou svalov: z dôvodu nedostatočného prísunu do postihnutej oblasti endoplazmatické retikulum nie je schopné pumpovať uvoľnené ióny vápnika späť do jeho vnútra. Ióny sú tak stále dostupné a zabezpečujú pokračovanie svalovej kontrakcie.