Sarkomer je mala funkcionalna jedinica unutar mišića: poredane jedna iza druge, tvore miofibrile nalik nitima koje su grupirane da tvore mišićna vlakna. Električna stimulacija živčanih stanica uzrokuje da se filamenti unutar sarkomera guraju jedni u druge, uzrokujući kontrakciju mišića.
Što je sarkomera?
U ljudskom tijelu postoji 656 mišića koji izvode aktivne pokrete. Među njima su skeletni mišići uglavnom odgovorni za dobrovoljne pokrete, ali također refleksno reagiraju uz pomoć automatiziranih rutina. Ti su mišići obično u obliku vretena i pričvršćuju se izravno na kost ili neizravno preko tetive. Mogu se razlikovati dvije vrste mišića: glatki i prugasti. Glatko mišićno tkivo pokriva mnoge organe i ima površinu bez jasne strukture. S druge strane, poprečno prugasti mišić karakterizira prugast uzorak koji se proteže preko vlakana tkiva i ponavlja se u pravilnim razmacima. Svaki od ovih odjeljaka je sarkomer koji tvori kontraktilnu jedinicu: Kada se mišić napne, fina vlakna unutar sarkomera guraju se jedno u drugo, skraćujući ga i uzrokujući kontrakciju mišića u cjelini. Uzdužni niz sarkomera rezultira miofibrilom; mnoge miofibrile tvore mišićna vlakna sa svojim brojnim jezgrama. U mišićna vlakna snop, mišićna vlakna su grupirana i okružena slojem vezivno tkivo. Razgraničava mnoge mišićna vlakna snopove koji nadoknaditi čitav mišić jedan od drugog i omogućuje tkivu da se giba fleksibilno i glatko jedno prema drugome. Mišići ovoj strukturi duguju svoj žilavi izgled.
Anatomija i struktura
Makroskopski sarkomera tvori presjek unutar miofibrila. Tamna traka (A band) nalazi se u središtu sarkomera kada je opuštena i omeđena je svijetlom trakom (I traka) udesno, odnosno ulijevo. U središtu je M-linija koja se pod mikroskopom čini posebno tamnom zbog prekrivanja vlakana sarkomera. Z-disk zatvara sarkomere s obje strane. Uzorak vrpci proizlazi iz različitih gustoća tkiva unutar presjeka: U tamnijim dijelovima filamenti nalik nitima guraju se jedan u drugi i stoga omogućuju prolazak manje svjetlosti. Sarkomer se sastoji od dvije vrste niti: Kompleksa aktina i tropomiozina i niti miozina. Aktin se sastoji od sfernih molekule koji su čvrsto spojeni, a pramen izvodi lagano uvijanje. Oko ovog okvira proteže se lanac, na koji drugi molekule sporadično su vezani: tropomiozin. Drugi tip niti unutar sarkomera je miozin koji u cijelosti tvori tamnu A traku. Molekula miozina sastoji se od dva tanja lanca, svaki sa zadebljanjem na kraju poznat kao miozin glava. Dva lanca miozina spiralno se obrubljuju i tvore miozinsku nit.
Funkcija i uloge
Funkcionalno, sarkomer predstavlja kontraktilnu jedinicu unutar mišića. Kako bi se osiguralo da se svi sarkomeri miofibrila (a time i mišićnih vlakana) istovremeno kontrahiraju, živčani sustav koordinira kretanje. A motorički neuron šalje električni signal kroz svoj živčana vlakna, na čijem se kraju nalazi veza (sinapsa) s mišićem. Neuronska strana sinapse sastoji se od motoričke završne pločice koja sadrži vezikule s tvarima za prenos (neurotransmiteri). Električni signal iz živčana vlakna pokreće oslobađanje neurotransmitera u sinaptičke pukotine, s druge strane kojih su postsinaptički receptori na mišiću. Kad neurotransmiter pristaje na receptor, otvara ionske kanale u membrani stanice kroz koje nabijene čestice mogu putovati; kao rezultat toga, omjer električnog napona u mišićnom tkivu se mijenja i stvara se potencijal završne ploče. Ova slaba električna struja širi se vanjskom membranom mišićne stanice (sarkolema) i ulazi u unutrašnjost sloja tkiva kroz cjevasti sustav T-tubula. Tamo električni potencijal prelazi u sarkoplazmatski retikulum uzrokujući njegovo oslobađanje kalcijum ioni. The kalcijum ioni se reverzibilno vežu za niti sarkomera. Strukturna promjena omogućuje da se glave miozina privremeno vežu za nit aktina / tropomiozina i savijaju se. To gura filament između aktin / tropomiozinskih niti: trake sarkomera preklapaju se više u ovom zategnutom stanju nego u opuštenom stanju, tako da sarkomera je sveukupno kraća. Ista se stvar događa u susjednim sarkomerama, u mnogim snopovima mišićnih vlakana. U većim mišićima jedan motoneuron istodobno inervira nekoliko stotina mišićnih vlakana.
Bolesti
Bol u mišićima je obično jedna od manje ozbiljnih bolesti koja može nastati kao posljedica blagih oštećenja sarkomera. Bol u mišićima manifestira se kao neugodno, vuče ili kida bol u zahvaćenom mišiću i uočljivo otvrdnjavanje tkiva. Uzrok je obično zbog pretjeranog naprezanja ili nedovoljnog zagrijavanja tijekom bavljenja sportom, što uzrokuje finu štetu na aktinskom lancu. S druge strane, hipertrofična kardiomiopatija ima ozbiljnije učinke. U ovome srce bolest, sarkomeri su deblji nego obično; unatoč tome, budući da su vlakna i mišićna vlakna prisutna u jednakom broju kao i kod zdrave osobe, mišićni je sloj u cjelini i deblji. To rezultira funkcionalnim ograničenjima koja mogu dovesti sinkopirati, grudi osjećaji pritiska, otežano disanje, vrtoglavica, i napadi na angina. Najčešći uzroci hipertrofičnosti kardiomiopatija su genetske mutacije koje dovesti do neispravne sinteze aktina, tropomiozina ili miozina u 40-60% slučajeva. Mutacije u proteinu C, koji veže miozin, posebno su česte; ovaj genetski nedostatak čini četvrtinu uzroka.
