Det sarkoplasmatiske retikulumet er et membransystem av rør som ligger i sarkoplasma av muskelfibre. Det hjelper til med transport av stoffer i cellen og butikkene kalsium ioner, hvis frigjøring fører til muskelsammentrekning. I ulike muskelsykdommer svekkes denne oppgavens ytelse, for eksempel i ondartet hypertermi eller myofascial smerte syndrom.
Hva er det sarkoplasmatiske retikulumet?
Sarkoplasmatisk retikulum er et rørformet membransystem inne i muskelfibre. EN muskelfiber tilsvarer en muskelcelle, men har flere kjerner dannet av celledeling (mitose) som gjør at fiberen kan vokse i lengde under utvikling. Hver muskelfiber er delt inn i ytterligere fibre som kalles myofibriller. De kan deles inn i tverrgående seksjoner (sarkomerer) som gir striated skjelettmuskulatur sitt navn. Mønsteret kommer fra myosin- og actin / tropomyosin-filamenter: veldig fine filamenter som vekselvis glir inn i hverandre i henhold til glidelåsprinsippet. Glatt muskulatur har også et sarkoplasmatisk retikulum; den fungerer på samme måte, men strukturen er ikke så tydelig delt inn i individuelle enheter. I stedet danner glatt muskulatur en flat overflate. Det sarkoplasmatiske retikulumet ligner det endoplasmatiske retikulumet (ER), som er det indre membransystemet i andre celletyper. Biologi skiller mellom jevn ER og grov ER; sistnevnte har mange ribosomer på overflaten. Disse makromolekylene syntetiseres proteiner i følge tegningen gitt av genomet. Det sarkoplasmatiske retikulumet er en jevn ER. Ikke bare muskler har en jevn ER, men også organer som leveren or nyre.
Anatomi og struktur
I sin helhet danner det sarkoplasmatiske retikulum et komplekst rørsystem av membraner. Det ligger i muskelfiber eller muskelcelle i sarkoplasma. Det sarkoplasmatiske retikulumet spres langs og omgir myofibrillene, da det er i deres sarkomerer at den faktiske muskelsammentrekningen finner sted. mitokondrier, som gir energi til cellen i form av ATP, er ofte i umiddelbar nærhet og ligger i likhet med det sarkoplasmatiske retikulumet i vevet mellom de enkelte myofibriller. Membranene i den glatte ER danner overveiende rørformede strukturer, men også poser eller cisterner samt vesikler. De har alle et indre rom i membranen, som biologi også kaller et lumen. Det rørformede systemet kan tilpasse seg vevets behov ved å endre strukturen og utvide mer i visse områder, danne nye grener, eller sammenføye flere kanaler.
Funksjon og oppgaver
I sammenheng med muskelsammentrekning hjelper det sarkoplasmatiske retikulumet med å distribuere innkommende nervesignaler gjennom muskelfiberen og ved hjelp av kalsium ioner, får muskelen til å trekke seg sammen. Dette utløses av signalet fra a nervefiber som ender ved muskelen. Den neuronale informasjonen kan stamme både fra hjerne og fra ryggmarg, gjennom hvilke mange refleks er sammenkoblet. På slutten av nervefiber er motorens endeplate, som i likhet med endeknappen ved internuronal synaps inneholder vesikler fylt med messengerstoffer (nevrotransmittere). Nevrotransmitterne kommer inn i det frie når den elektriske impulsen stimulerer motorens endeplate. Som svar, det biokjemiske molekyler overføre signalet til muskelmembranen, der de åpner ionekanaler, og utløser en endring i cellens ladning. Ladingsendringen forplanter seg gjennom sarkolemmaet og T-tubuli. T-tubuli er rør som er vinkelrett på myofibriller; i dette tilfellet er de lokalisert på Z-diskene til sarkomerer og er koblet til det sarkoplasmatiske retikulumet. Når spenning når det sarkoplasmatiske retikulumet, frigjør det lagret kalsium ioner. Disse akkumuleres på aktin-tropomyosin-filamentet og endrer dens struktur midlertidig; som et resultat kan endene på myosinfilamentene skyve videre mellom aktin-tropomyosinfibrene. På denne måten forkorter muskelen. Kalsiumionene binder seg ikke permanent til aktin-tropomyosinkomplekset, men løsner seg deretter. Deretter absorberer det sarkoplasmatiske retikulum de ladede partiklene i sisternene, slik at prosessen kan gjentas under neste stimulering. Pumper i membranen i det rørformede systemet henter kalsiumionene i prosessen. I tillegg, som det endoplasmatiske retikulumet i andre celler, støtter det sarkoplasmatiske retikulum distribusjon av stoffer i sarkoplasma, på en måte å tjene som motorvei for transport molekyler.
Sykdommer
Utilstrekkelig funksjonalitet til det sarkoplasmatiske retikulumet er forbundet med forskjellige muskelsykdommer og komplikasjoner. Et eksempel er ondartet hypertermi, som kan oppstå som et resultat av medisinsk anestesi. Det er preget av muskelstivhet (strenghet), hyper surhet (metabolsk acidose), takykardi, økt karbon dioksid i blod eller i pusten, oksygen deprivasjon, og masseter muskelspasmer (ved masseter muskler, masseter spasmer). Symptomene skyldes en ukontrollert frigjøring av kalsiumioner i muskelfiberen, hvorpå vevet trekker seg sammen som om det i frivillig irritasjon lider cellen raskt av energimangel og produserer store mengder varme og karbon dioksid. Det oppstår forskjellige kliniske symptomer, inkludert nedbrytning av muskelfibre (rabdomyolyse). Årsaken til ondartet hypertermi er en genetisk disposisjon som fører til reseptorendringer. De administrasjon av visse anestetika utløser en feilreaksjon, og det er derfor medisin også snakker om utløsende stoffer i denne sammenhengen. I myofascial smerte syndrom, herding forekommer i muskelvev, også kjent som triggerpunkter. Herdingen er forårsaket av langvarig muskelsammentrekning: på grunn av utilstrekkelig tilførsel til det berørte området, er det endoplasmatiske retikulum ikke i stand til å pumpe de frigitte kalsiumionene tilbake i det indre. Ionene er således fremdeles tilgjengelige og sikrer en fortsettelse av muskelsammentrekning.
