MYOFILAMENTS: LOẠI, CẤU TRÚC VÀ TỔ CHỨC - SINH HỌC - 2026

Các myofilaments là các protein co lại của myofibrils, là đơn vị cấu trúc của tế bào cơ, tế bào kéo dài ra các sợi cơ được gọi là.

Sợi cơ và các thành phần của chúng có tên riêng. Ví dụ, màng, tế bào chất, ti thể, và lưới nội chất tương ứng được gọi là sarcolemma, mỉa mai, cơ quan và lưới cơ quan tương ứng.

Cấu trúc của myofilaments (Nguồn: Mikael Häggström, được sử dụng với sự cho phép. Qua Wikimedia Commons)

Theo cách tương tự, các phần tử co bóp bên trong được gọi chung là myofibrils; và các protein co lại tạo nên các myofibrils được gọi là myofilaments.

Có hai loại myofilaments: mỏng và dày. Các sợi mảnh chủ yếu được tạo thành từ ba loại protein: F-actin, tropomyosin và troponin. Về phần chúng, các sợi dày chỉ được tạo thành từ một loại protein khác được gọi là myosin II.

Ngoài những protein này, còn có những protein khác liên kết với cả sợi dày và sợi mỏng, nhưng chúng không có chức năng co bóp mà là những protein có cấu trúc, trong số đó, có thể kể đến như titin và nebulin.

Các loại sợi cơ

Sự sắp xếp cụ thể của các myofilaments tạo nên myofibrils làm phát sinh hai loại sợi cơ: sợi cơ vân và sợi cơ trơn.

Các sợi cơ có vân, khi được kiểm tra dưới kính hiển vi quang học, cho thấy một hình thái của các vân hoặc dải ngang được lặp lại trên toàn bộ bề mặt của chúng và đặt tên cho cơ chứa chúng, của cơ vân. Có hai loại sợi cơ vân, cơ vân và cơ tim.

Các sợi cơ không thể hiện mô hình dải ngang này được gọi là sợi trơn. Chúng là những cơ cấu tạo nên các cơ của thành mạch và các phủ tạng.

Kết cấu

Myofilaments mỏng

Các myofilaments này bao gồm F actin và hai protein liên kết: tropomyosin và troponin, có chức năng điều hòa.

F actin, hoặc actin dạng sợi, là một polyme của một protein hình cầu nhỏ hơn khác được gọi là G actin hoặc actin hình cầu, với trọng lượng phân tử khoảng 42 kDa. Nó có một vị trí liên kết với myosin, và được sắp xếp thành hai chuỗi được sắp xếp như một chuỗi xoắn kép bao gồm khoảng 13 monomer mỗi lượt.

Các sợi F-actin được đặc trưng bởi có hai cực: một cực dương hướng về đĩa Z và cực âm còn lại, bố trí về phía trung tâm của sarcomere.

Tropomyosin cũng được tạo thành từ một chuỗi polypeptide kép xoắn kép. Nó là một protein 64 kDa tạo thành các sợi nằm trong các rãnh do chuỗi xoắn kép của các sợi F-actin mỏng để lại, như thể "lấp đầy" các không gian trống trong chuỗi xoắn.

Khi nghỉ ngơi, tropomyosin bao phủ hoặc "bao phủ" các vị trí liên kết của actin đối với myosin, ngăn cản sự tương tác của cả hai protein, đây là nguyên nhân gây ra co cơ. Xung quanh mỗi sợi mảnh và khoảng 25-30m tính từ đầu của mỗi tropomyosin là một protein khác gọi là troponin.

Troponin (Tn) là một phức hợp protein bao gồm ba tiểu đơn vị polypeptit hình cầu được gọi là troponin T, C và I. Mỗi phân tử tropomyosin có một phức hợp troponin liên kết để điều chỉnh nó, và chúng cùng chịu trách nhiệm điều hòa khởi đầu và kết thúc. của sự co cơ.

Myofilaments dày

Các sợi dày là polyme của myosin II, nặng 510 kDa và được tạo thành từ hai chuỗi nặng 222 kDa mỗi chuỗi và bốn chuỗi nhẹ. Chuỗi nhẹ có hai loại: chuỗi nhẹ thiết yếu 18 kDa và chuỗi nhẹ quy định 22 kDa.

Mỗi chuỗi nặng myosin II có hình dạng một thanh với đầu hình cầu nhỏ ở đầu gần như 90 và có hai vị trí liên kết, một cho actin và một cho ATP. Đây là lý do tại sao những protein này thuộc họ ATPase.

Một dây tóc dày được tạo thành từ hơn 200 phân tử myosin II. Đầu hình cầu của mỗi phân tử này hoạt động giống như một "mái chèo" trong quá trình co lại, đẩy actin mà nó được gắn vào để nó trượt về phía trung tâm của sarcomere.

Cơ quan

Trong một sợi cơ vân của bộ xương, các myofibrils chiếm hầu hết các cơ quan, và được sắp xếp thành các cụm dọc có trật tự trong toàn bộ tế bào.

Trong mặt cắt dọc được nhìn bằng kính hiển vi quang học, các dải sáng được quan sát, được gọi là Dải I và các dải tối, được gọi là Dải A. Các dải này tương ứng với sự sắp xếp có trật tự của các myofibrils, và do đó của các myofilaments tạo nên chúng.

Ở trung tâm của dải I có một vạch tối và mảnh gọi là Đĩa hoặc Đĩa Z. Trung tâm của mỗi dải A có một vùng sáng hơn gọi là Dải H, được chia chính giữa bởi một vạch đậm hơn gọi là Đường M .

Được phân định giữa hai đường Z, một cấu trúc được gọi là sarcomere được mô tả, là đơn vị chức năng của cơ xương. Một sarcomere bao gồm các myofilaments co bóp được sắp xếp theo thứ tự trong các dải A, H và một dải hemi I ở mỗi đầu.

Các dải I chỉ chứa các sợi mỏng, dải A chứa các sợi dày đan xen vào nhau ở hai đầu của chúng bằng các sợi mảnh và dải H chỉ chứa các sợi dày.

Myofilaments được tổ chức như thế nào trong sarcomeres?

Cả hai loại myofilaments dày và mỏng có thể được nhìn thấy bằng cách kiểm tra mẫu cơ xương dưới kính hiển vi điện tử. Chúng được cho là "xen kẽ" hoặc "đan xen" với nhau theo một cách sắp xếp tuần tự, có trật tự và song song.

Các sợi mảnh bắt nguồn từ đĩa Z và kéo dài ra mỗi bên theo hướng ngược lại và về phía trung tâm của mỗi sarcomere liền kề. Từ các đĩa Z ở mỗi đầu của sarcomere, ở trạng thái cơ được thả lỏng, actin sẽ di chuyển đến đầu của dải H ở mỗi bên.

Do đó, trong các sợi cơ của cơ xương thả lỏng, các myofilaments dày chiếm khu vực trung tâm tạo thành các dải tối hoặc dải A; và các sợi mảnh kéo dài ra cả hai bên của sarcomere mà không chạm đến trung tâm của nó.

Trong một mặt cắt ngang trong vùng mà các sợi dày và mỏng chồng lên nhau, có thể quan sát thấy một hình lục giác bao gồm sợi dày ở trung tâm và sáu sợi mỏng bao quanh nó và nằm trên mỗi cạnh của hình lục giác. .

Tổ chức myofilaments này trong sarcomere được bảo tồn nhờ chức năng của một loạt protein liên kết với myofilaments và có chức năng cấu trúc, trong đó titin, alpha actin, nebulin, myomesin và protein C có thể được đánh dấu. .

Cơ chế co

Khi acetyl choline (một chất dẫn truyền thần kinh) được giải phóng vào tấm thần kinh cơ do kích thích của một tế bào thần kinh vận động, sợi cơ sẽ bị kích thích và các kênh canxi được tạo điện áp trong lưới cơ quan mở ra.

Canxi liên kết với troponin C, gây ra sự thay đổi cấu trúc trong tropomyosin, làm lộ ra các vị trí hoạt động của actin, do đó bắt đầu co bóp. Khi nồng độ canxi giảm, tropomyosin trở lại vị trí ban đầu và sự co bóp chấm dứt.

Việc để các vị trí liên kết actin với myosin cho phép cả hai protein liên kết và myosin đẩy actin về phía trung tâm của sarcomere, trượt qua myosin.

Trong quá trình co cơ, các vạch Z của mỗi sarcomere tiếp cận về phía trung tâm, tiến gần đến vạch M, làm tăng sự xen kẽ giữa actin và myosin và giảm kích thước của các dải I và H. Mức độ ngắn lại sẽ phụ thuộc vào tổng sự rút ngắn của mỗi sarcomeres của cơ bị co thắt.

Người giới thiệu

1. Berne, R., & Levy, M. (1990). Sinh lý học. Mosby; Bản quốc tế.
2. Fox, SI (2006). Sinh lý học con người (xuất bản lần thứ 9). New York, Mỹ: Nhà xuất bản McGraw-Hill.
3. Gartner, L. & Hiatt, J. (2002). Văn bản Tập bản đồ Mô học (xuất bản lần thứ 2). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Hóa sinh minh họa của Harper (ấn bản thứ 28). McGraw-Hill y tế.
5. Rawn, JD (1998). Hóa sinh. Burlington, Massachusetts: Nhà xuất bản Neil Patterson.
6. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Mô học. Một Văn bản và Tập bản đồ với tế bào và sinh học phân tử tương quan (xuất bản lần thứ 5). Lippincott Williams và Wilkins.
7. Tây, J. (1998). Cơ sở sinh lý của thực hành y tế (xuất bản lần thứ 12). Mexico DF: Biên tập Médica Panamericana.