Sarkoplazmatski retikulum je membranski sustav cijevi smještenih u sarkoplazmi mišićnih vlakana. Pomaže u transportu tvari unutar stanice i u skladištima kalcijum ioni čije oslobađanje dovodi do kontrakcije mišića. U raznim mišićnim bolestima izvedba ovog zadatka je oštećena, na primjer u maligna hipertermija ili miofascialni bol sindrom.
Što je sarkoplazmatski retikulum?
Sarkoplazmatski retikulum je cjevasti membranski sustav unutar mišićnih vlakana. A mišićna vlakna ekvivalent je mišićnoj stanici, ali ima više jezgri nastalih diobom stanica (mitoza) koje omogućuju vlaknima rasti u dužinu tijekom razvoja. Svaki mišićna vlakna je podijeljen na daljnja vlakna koja se nazivaju miofibrili. Mogu se podijeliti na poprečne odjeljke (sarkomere) koji daju ime prugastim koštanim mišićima. Uzorak potječe od miozinskih i aktinskih / tropomiozinskih niti: vrlo finih niti koje se naizmjenično klize jedna prema drugoj prema principu patentnog zatvarača. Glatki mišići također imaju sarkoplazmatski retikulum; djeluje slično, ali njegova struktura nije tako jasno podijeljena na pojedine cjeline. Umjesto toga, glatki mišići čine ravnu površinu. Sarkoplazmatski retikulum sličan je endoplazmatskom retikulumu (ER), koji je unutarnji membranski sustav kod ostalih tipova stanica. Biologija razlikuje glatki ER i grubi ER; potonji ima brojne ribosoma na svojoj površini. Te makromolekule sintetiziraju proteini prema nacrtu koji pruža genom. Sarkoplazmatski retikulum je glatki ER. Ne samo da mišići imaju glatku ER, već i organi poput jetra or bubreg.
Anatomija i struktura
U cijelosti sarkoplazmatski retikulum tvori složeni cjevasti sustav membrana. Nalazi se u mišićna vlakna ili mišićna stanica u sarkoplazmi. Sarkoplazmatski retikulum širi se i okružuje miofibrile, jer se u njihovim sarkomerama događa stvarna kontrakcija mišića. Mitohondrijikoji pružaju energiju za stanicu u obliku ATP-a, često su u neposrednoj blizini i poput sarkoplazmatskog retikuluma leže u tkivu između pojedinih miofibrila. Membrane glatke ER čine pretežno cjevaste strukture, ali također vrećice ili cisterne, kao i vezikule. Svi oni imaju unutarnji prostor unutar membrane, koji biologija također naziva lumenom. Cjevasti se sustav može prilagoditi potrebama tkiva mijenjajući njegovu strukturu i šireći se na određenim područjima, formirajući nove grane ili spajajući više kanala zajedno.
Funkcija i zadaci
U kontekstu mišićne kontrakcije, sarkoplazmatski retikulum pomaže distribuciji dolaznih živčanih signala kroz mišićno vlakno i, uz pomoć kalcijum iona, uzrokuje kontrakciju mišića. To pokreće signal iz a živčana vlakna koji završava na mišiću. Neuronske informacije mogu potjecati i iz mozak i od leđna moždina, kroz koji mnogi refleks međusobno su povezani. Na kraju živčana vlakna je završna pločica motora koja, poput završnog gumba na interneuronalnoj sinapsi, sadrži vezikule ispunjene glasničkim supstancama (neurotransmiteri). Neurotransmiteri ulaze u slobodu kada električni impuls stimulira završnu ploču motora. Kao odgovor, biokemijski molekule prenose signal na mišićnu membranu, gdje otvaraju ionske kanale, pokrećući promjenu naboja stanice. Promjena naboja širi se kroz sarkolemu i T-tubule. T-tubule su cijevi koje su okomite na miofibrile; u ovom su slučaju smješteni na Z-diskovima sarkomera i povezani su sa sarkoplazmatskim retikulumom. Kad napetost dosegne sarkoplazmatski retikulum, oslobađa se uskladišteno kalcijum ioni. Oni se akumuliraju na aktin-tropomiozin filamentu i privremeno mijenjaju njegovu strukturu; kao rezultat toga, krajevi miozinskih niti mogu se dalje gurati između aktin-tropomiozinskih vlakana. Na taj se način mišić skraćuje. Kalcijevi ioni se ne vežu trajno za aktin-tropomiozinski kompleks, već se naknadno odvajaju. Nakon toga sarkoplazmatski retikulum ponovno upija nabijene čestice u svoje cisterne, tako da se postupak može ponoviti tijekom sljedeće stimulacije. Crpke u membrani cjevastog sustava dovode ione kalcija u procesu. Uz to, poput endoplazmatskog retikuluma u drugim stanicama, sarkoplazmatski retikulum podupire distribucija tvari u sarkoplazmi, u određenom smislu služeći kao autocesta za transport molekule.
Bolesti
Nedovoljna funkcionalnost sarkoplazmatskog retikuluma povezana je s različitim mišićnim bolestima i komplikacijama. Jedan od primjera je maligna hipertermija, koji se mogu javiti kao rezultat medicinskih anestezija. Karakterizira ga rigidnost mišića (rigoroznost), hiperaciditet (metabolički acidoza), tahikardija, povećana ugljen dioksida u krv ili u dahu, kisik uskraćenost i grč mišića masetera (kod mišića masetera, grč masetera). Simptomi su posljedica nekontroliranog oslobađanja kalcijevih iona u mišićnim vlaknima, pri čemu se tkivo skuplja kao da dobrovoljno nadražuje, stanica brzo pati od nedostatka energije i proizvodi velike količine topline i ugljen dioksid. Rezultat su različiti klinički simptomi, uključujući razgradnju mišićnih vlakana (rabdomioliza). Uzrok maligna hipertermija je genetska predispozicija koja dovodi do promjena receptora. The administraciju nekih anestetika pokreće pogrešnu reakciju, zbog čega medicina u ovom kontekstu govori i o pokretačkim tvarima. U miofascialnom bol sindroma, dolazi do otvrdnjavanja u mišićnom tkivu, poznatom i kao okidačke točke. Stvrdnjavanje je uzrokovano produljenom kontrakcijom mišića: zbog nedovoljne opskrbe zahvaćenom području, endoplazmatski retikulum nije u stanju ispumpati oslobođene ione kalcija natrag u svoju unutrašnjost. Ioni su stoga još uvijek dostupni i osiguravaju nastavak mišićne kontrakcije.
