SARCOLEMMA: ZNAČILNOSTI, ZGRADBA IN FUNKCIJA - BIOLOGIJA - 2026

Sarcolemma , imenovan tudi myolemma, je plazemske membrane, ki sestavlja mišične celice ali vlaken iz kontraktilnih tkivih živali. Ta vlakna imajo možnost krčenja zaradi posebnih električnih dražljajev, torej lahko zmanjšajo njihovo dolžino, kar ustvarja mehansko silo, ki omogoča premik sklepov, gibanje in ambulacijo živali.

Mišične celice so celice velike dolžine (zlasti progaste); To so nukleirane celice, ki imajo vse notranje organele, značilne za evkariontske organizme: mitohondrije, endoplazemski retikulum in Golgijev kompleks, lizosome, peroksizome itd.

Strukturna organizacija mišičnega vlakna (Vir: OpenStax prek Wikimedia Commons)

Toda za razliko od celic, ki pripadajo drugim tkivom, se sestavinam celic v mišičnih tkivih prikažejo posebna imena, ki jih pomagajo razlikovati od drugih, ki ne krčijo celic.

Tako je njegova plazemska membrana znana kot sarkolemma, njen citosol kot sarkoplazma, njegov endoplazemski retikulum kot sarkoplazemski retikulum in mitohondriji kot sarkozomi.

Značilnosti in struktura

Sarkolemma je, tako kot vse celične membrane, membrana, sestavljena iz lipidnega dvosloja, v katerem so lipidi organizirani tako, da hidrofilni deli "gledajo" na obe površini istega (znotraj- in zunajcelični) in hidrofobne dele v središču so "soočeni".

Debela je približno 100Ǻ in je specializirana membrana, saj so številne njene značilnosti povezane s funkcijami mišičnih celic.

V neposredni regiji do zunanjega oboda sarkolemme je veliko debelejša plast (približno 500Ǻ), kar ustreza zunajcelični usedlini zmerno gostih materialov.

Ti materiali predstavljajo kletno membrano, katere gostota se zmanjšuje, ko se odmika od sarkolemme, približuje zunajtelesnemu prostoru in se meša z zemeljsko snovjo okoliškega vezivnega tkiva.

Sarkotubularni sistem

Sarkolemma je vznemirljiva membrana, ki v mnogih pogledih spominja na plazemsko membrano nevronskih celic, saj deluje prek električnih impulzov in ima sposobnost vodenja akcijskega potenciala.

Poleg tega, da se ta membrana razširi na progasta mišična vlakna v obliki izboklin ali invaginacij, znanih kot prečne tubule ali T tubule, kar je tisto, kar mnogi avtorji prepoznajo kot sarkotubularni sistem, skozi katerega se širijo impulzi živčno v vlakna.

Sarcolemma, sarkoplazma in T-tubule (Vir: Arcadian via Wikimedia Commons)

T-cevke tega sistema štrlijo prečno proti vezivnim mestom pasov A in I sarkomerov v celicah progaste mišice, kjer pridejo v stik s cevastim sistemom sarkoplazemskega retikuluma v citosolu (sarkoplazmi) istega mišična vlakna.

Ker pride do stika med sarkoplazemskim retikulumom in T tubuljo tako, da je tubula na vsako stran pritrjena z membrano retikuluma, je ta "struktura", ki jo tvorimo, znana kot triada.

Tako, ko živčni impulz spodbudi sarkolemmo na celični površini, depolarizacija membrane "potuje" ali se razširi v celoti, vključno s T tubulami, ki so v stiku s sarkoplazmatskim retikulumom, ki pa je v tesno povezana s kontraktilnimi miofibrili (aktinska in miozinska vlakna).

Nato depolarizacija T tubul povzroči depolarizacijo sarkoplazemskega retikuluma, kar povzroči sproščanje kalcijevih ionov proti miofilamentom, aktivira njihovo krčenje.

Sarkolemmalni proteini

Kot velja za vse celične membrane, je sarkolemma povezana z različnimi beljakovinami, integralnimi in obrobnimi, ki ji zagotavljajo številne njene značilne funkcionalne lastnosti.

Ti proteini so znani kot sarkolemmalni proteini in mnogi od njih prispevajo k ohranjanju strukturne celovitosti mišičnih vlaken, saj delujejo proti fizikalnim silam krčenja, ki jih izvajajo sarkolemma.

Nekateri od teh beljakovin pritrdijo notranjo strukturo mišic na bazalno membrano in zunajcelični matriks. Sem spadajo distrofin, sarkoglikani, utrofin, disferlin, kavelolin, merosin in vmesni filamenti.

Ker imajo mišične celice velike energijske potrebe, je sarkolemma opremljena tudi z nizom integralnih beljakovin v obliki kanalov, ki olajšajo prevoz različnih vrst molekul do celice in iz nje v zunanjost, vključno z ogljikovimi hidrati, ioni in drugimi.

Ti proteini tipa kanala so ključnega pomena za krčenje mišic, saj se lahko po zaslugi njih mišično vlakno vrne v stanje mirovanja po depolarizaciji, ki jo povzroči impulz živčnega vlakna, ki ga inervira.

Sarcolemma funkcija

Sarkolemma deluje pri vzpostavljanju mišičnih celic, pa tudi plazemskih membran katere koli telesne celice. Zato ta membrana opravlja pomembne funkcije kot polprepustna ovira za prehod različnih vrst molekul in kot struktura za vzdrževanje celične celovitosti.

V zunajceličnem matriksu, povezanem s sarkolemmo, je na stotine polisaharidov, ki mišičnim celicam omogočajo, da se zasidrajo na različne komponente, ki sestavljajo in podpirajo mišično tkivo, vključno z drugimi sosednjimi mišičnimi vlakni, kar daje prednost sočasnemu krčenju iste mišice.

Potegnjeno vlakno krčenje mišic

Vsako mišično vlakno, ki je prisotno v določeni mišici, se innervira z razvejanjem določenega motoričnega nevrona, kar je tisto, kar spodbuja njegovo krčenje. Sprostitev acetilholina na mestu živčne sinapse med nevronom in sarkolemmo vlaken ustvarja "tok", ki se širi in aktivira sarkolemmalne natrijeve kanale.

Aktivacija teh kanalov spodbuja začetek akcijskega potenciala, ki se začne na mestu sinapse in se hitro porazdeli po celotni sarkolemmi. V progastih mišičnih vlaknih ta akcijski potencial vzbuja napetostne občutljive receptorje v triadah, ki nastanejo med T tubulami in sarkoplazmatskim retikulumom.

Ti receptorji aktivirajo kalcijeve kanale, ko "občutijo" prisotnost akcijskega potenciala, kar omogoča sproščanje majhnih količin dvovalentnega kalcija v sarkoplazmo (iz sarkoplazmatskega retikuluma) in povečuje njegovo znotrajcelično koncentracijo.

Kalcij se veže na posebna mesta v strukturi beljakovine, imenovane troponin-C, pri čemer odpravlja zaviralni učinek na miofibrile drugega proteina, povezanega z njim, imenovanega tropomiozin, spodbuja krčenje.

Reference

1. Bers, DM (1979). Osamitev in karakterizacija srčne sarkolemme. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) -Biomembranes, 555 (1), 131-146.
2. Deisch, JK (2017). Razvoj mišic in živcev v zdravju in bolezni. V Swaimanovi pediatrični nevrologiji (str. 1029–1037). Elsevier.
3. Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Barvni atlas fiziologije. Thieme.
4. Kardong, KV (2002). Vretenčarji: primerjalna anatomija, funkcija, evolucija (št. QL805 K35 2006). New York: McGraw-Hill.
5. Reed, R., Houston, TW in Todd, PM (1966). Zgradba in funkcija sarkolemme skeletnih mišic. Narava, 211 (5048), 534.