Sarkoplazemski retikulum je membranski sistem cevi, ki se nahaja v sarkoplazmi mišičnih vlaken. Pomaga pri prevozu snovi znotraj celice in zalog kalcij ioni, katerih sproščanje vodi do krčenja mišic. Pri različnih boleznih mišic je izvajanje te naloge poslabšano, na primer v maligna hipertermija ali miofacialno bolečina sindroma.
Kaj je sarkoplazmatski retikulum?
Sarkoplazemski retikulum je cevast membranski sistem znotraj mišičnih vlaken. A mišična vlakna je enakovreden mišični celici, vendar ima več jeder, ki nastanejo s celično delitvijo (mitozo), ki vlaknom omogočajo rastejo v dolžino med razvojem. Vsak mišična vlakna je razdeljen na nadaljnja vlakna, imenovana miofibrile. Lahko jih razdelimo na prečne odseke (sarkomere), ki dajo progaste skeletne mišice svoje ime. Vzorec prihaja iz miozinskih in aktinskih / tropomiozinskih filamentov: zelo fini filamenti, ki izmenično drsijo drug v drugega po principu zadrge. Gladka mišica ima tudi sarkoplazemski retikulum; deluje podobno, vendar njegova struktura ni tako jasno razdeljena na posamezne enote. Namesto tega gladka mišica tvori ravno površino. Sarkoplazemski retikulum je podoben endoplazmatskemu retikulumu (ER), ki je pri drugih vrstah celic notranji membranski sistem. Biologija razlikuje med gladko ER in grobo ER; slednji ima številne ribosomi na svoji površini. Te makromolekule sintetizirajo beljakovin v skladu z načrtom, ki ga zagotavlja genom. Sarkoplazemski retikulum je gladek ER. Ne samo mišice imajo gladko ER, ampak tudi organi, kot je jetra or ledvice.
Anatomija in zgradba
Sarkoplazemski retikulum v celoti tvori zapleten cevast sistem membran. Nahaja se v mišična vlakna ali mišične celice v sarkoplazmi. Sarkoplazmatski retikulum se širi vzdolž in obdaja miofibrile, saj prav v njihovih sarkomerah pride do dejanskega krčenja mišic. mitohondriji, ki celici zagotavljajo energijo v obliki ATP, so pogosto v neposredni bližini in tako kot sarkoplazemski retikulum ležijo v tkivu med posameznimi miofibrilami. Membrane gladkega ER tvorijo pretežno cevaste strukture, lahko pa tudi vrečke ali cisterne, kot tudi vezikle. Vsi imajo notranji prostor znotraj membrane, ki ga biologija imenuje tudi lumen. Cevasti sistem se lahko prilagodi potrebam tkiva tako, da spremeni njegovo strukturo in se na določenih področjih bolj razširi, oblikuje nove veje ali poveže več kanalov.
Funkcija in naloge
V kontekstu krčenja mišic sarkoplazemski retikulum pomaga pri distribuciji dohodnih živčnih signalov po mišičnih vlaknih in s pomočjo kalcij ioni povzroča krčenje mišice. To sproži signal iz a živčno vlakno ki se konča na mišici. Nevronske informacije lahko izvirajo tako iz možganov in iz hrbtenjača, prek katerega mnogi refleks so medsebojno povezani. Na koncu živčno vlakno je končna ploščica motorja, ki tako kot končni gumb na mednevronski sinapsi vsebuje vezikule, napolnjene s selnimi snovmi (nevrotransmiterji). Nevrotransmiterji vstopijo v prosti prostor, ko električni impulz stimulira končno ploščo motorja. Kot odgovor biokemični molekule oddajo signal v mišično membrano, kjer odprejo ionske kanale, kar sproži spremembo naboja celice. Sprememba naboja se širi skozi sarkolemo in T-tubule. T-tubule so cevi, ki so pravokotne na miofibrile; v tem primeru se nahajajo na Z-diskih sarkomerov in so povezani s sarkoplazemskim retikulumom. Ko napetost doseže sarkoplazemski retikulum, se sproščeno sprosti kalcij ioni. Ti se kopičijo na aktin-tropomiozinskem filamentu in začasno spremenijo njegovo strukturo; posledično se lahko konci miozinskih filamentov potisnejo dalje med aktin-tropomiozinska vlakna. Na ta način se mišica skrajša. Kalcijevi ioni se ne vežejo trajno na aktin-tropomiozinski kompleks, ampak se nato odlepijo. Nato sarkoplazemski retikulum ponovno absorbira nabite delce v svoje cisterne, tako da se postopek lahko ponovi med naslednjo stimulacijo. Črpalke v membrani cevastega sistema pridobijo kalcijeve ione v procesu. Poleg tega, tako kot endoplazmatski retikulum v drugih celicah, sarkoplazmatski retikulum podpira distribucija snovi v sarkoplazmi, kar v določenem smislu služi kot avtocesta za prevoz molekule.
Bolezni
Nezadostna funkcionalnost sarkoplazemskega retikuluma je povezana z različnimi mišičnimi boleznimi in zapleti. En primer je maligna hipertermija, ki se lahko pojavijo kot posledica zdravljenja anestezija. Zanj je značilna mišična togost (rigoroznost), hiperacidnost (presnovni acidoza), tahikardija, povečala ogljika dioksida v kri ali v sapi, kisik prikrajšanost in spazem mišic žvečilke (pri mišici žvečilke, krč žvečilke). Simptomi so posledica nenadzorovanega sproščanja kalcijevih ionov v mišičnih vlaknih, pri čemer se tkivo skrči, kot da bi se prostovoljno dražilo, celica hitro trpi zaradi pomanjkanja energije in proizvaja velike količine toplote in ogljika dioksid. Rezultat so različni klinični simptomi, vključno z razgradnjo mišičnih vlaken (rabdomioliza). Vzrok za maligna hipertermija je genetska nagnjenost, ki vodi do sprememb receptorjev. The uprava nekaterih anestetikov sproži napačno reakcijo, zato tudi medicina v tem kontekstu govori o sprožilnih snoveh. V miofacialni bolečina sindrom, pride do otrditve v mišičnem tkivu, znanem tudi kot sprožilne točke. Utrjevanje povzroči dolgotrajno krčenje mišic: zaradi nezadostne oskrbe prizadetega območja endoplazemski retikulum ne more črpati sproščenih kalcijevih ionov nazaj v svojo notranjost. Ioni so tako še vedno na voljo in zagotavljajo nadaljevanje mišičnega krčenja.
