ของเหลวไซโตพลาสซึมภายในเซลล์กล้ามเนื้อส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดย myofibrils ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่หดตัว
เส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นประกอบด้วย myofibrils ประมาณ 1,000 ตัว ห่อหุ้มด้วย sarcoplasmic reticulum myofibrils ขยายไปตามความยาวทั้งหมดของเส้นใยและจัดเป็นมัดตามยาว
myofibril แต่ละตัวมีความหนาระหว่าง 0.5 ถึง 2 µm สำหรับความยาวตั้งแต่ 10 ถึง 100 ไมครอน (1 ไมครอน = 1/1000 มม.)
ตามที่คาดไว้ myofibrils ถูกล้อมรอบด้วย sarcoplasmic reticulum ซึ่งเป็นระบบที่ซับซ้อนของถุงน้ำและท่อที่ก่อให้เกิดระบบ sarcotubularจุดประสงค์ของโครงสร้างนี้คือเพื่อสะสมแคลเซียมที่จำเป็นสำหรับการหดตัว
เราค้นพบว่า myofibrils นั้นประกอบด้วยเส้นใยไมโอฟิลาเมนต์คู่ขนานกัน ซึ่งแบ่งออกเป็นสองประเภท: แบบหนาและแบบบาง นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตแนวเส้นที่มีลักษณะเฉพาะตามแกนหลักของ myofibril ได้เนื่องจากการสลับแถบแสงและแถบสีเข้มเป็นประจำ
- แถบสีเข้มเรียกว่าแถบหรือแผ่น A
- แถบแสงเรียกว่าวงฉัน
- I แต่ละวงแบ่งออกเป็นสองวงโดยเส้น Z
- แต่ละแถบ A แบ่งออกเป็นสองแถบโดยแถบที่เรียกว่า H วางไว้ในส่วนกลาง
ความยืดของ myofibril ระหว่างเส้น Z สองเส้นที่อยู่ติดกัน
(1/2 วง I + วง A + 1/2 วง I)
ใช้ชื่อ SARCOMERO
ซาร์โคเมียร์เป็นหน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของ myofibril นั่นคือหน่วยที่เล็กที่สุดของกล้ามเนื้อที่สามารถหดตัวได้
ภายใน myofibril เดี่ยว sarcomeres ต่างๆ จะติดตามกันราวกับสร้างเป็นทรงกระบอกสูงๆ ในกล้ามเนื้อ ยิ่งไปกว่านั้น เส้นใยยังถูกจัดเรียงขนานกันเพื่อให้ sarcomeres เรียงตัวกัน กล่าวคือ ถัดจากเส้น Z ของ myofibril จะมีเส้น Z ของ myofibril ที่อยู่ติดกันเสมอ ความสมมาตรนี้หมายความว่าโดยรวมแล้วเส้นใยกล้ามเนื้อทั้งหมดจะปรากฏเป็นเส้นขวาง
เส้นใยไมโอฟิลาเมนต์
เมื่อสังเกตภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน sarcomere แต่ละตัวดูเหมือนจะก่อตัวเป็นมัดของเส้นใยที่จัดเรียงตามยาวและขนานกัน ส่วนประกอบของเส้นใยไมโอฟิลาเมนต์เหล่านี้ประกอบด้วยโปรตีน 2 ชนิด เรียกว่าแอคตินและไมโอซิน
ที่ศูนย์กลางของซาร์โคเมียร์แต่ละตัวมีเส้นใยหนาประมาณหนึ่งพันเส้นซึ่งประกอบด้วยไมโอซิน ในตอนท้าย โมเลกุลโปรตีนเหล่านี้ได้รับความสัมพันธ์กับเส้นใยบางๆ ซึ่งประกอบด้วย "โปรตีนอีกตัวหนึ่ง" แอกติน
ในเซลล์ของเส้นใยกล้ามเนื้อโครงร่าง องค์ประกอบที่หดตัวเหล่านี้ (เส้นใยหนาและบาง) จะถูกวางไว้ในรีจิสเตอร์และถูกสอดประสานบางส่วน (ซ้อนทับ)
- มัดของเส้นใยหนา (ไมโอซินิก) ตั้งอยู่ตรงกลางซาร์โคเมียร์และประกอบเป็นแถบ A
- มัดของเส้นใยบางๆ ที่ประกอบขึ้นจากแอคติน ตั้งอยู่ที่เสาของซาร์โคเมียร์ และประกอบขึ้นเป็นแถบครึ่ง I สองแถบ ซึ่งยาวถึงแกน Z
โครงสร้างที่ซับซ้อนนี้เป็นพื้นฐานของการหดตัวของกล้ามเนื้อ ซึ่งเกิดขึ้นได้จากการเลื่อนเส้นใยบางๆ ทับเส้นที่หนา
ในระหว่างการหดตัว sarcomere จะสั้นลงเนื่องจากการเข้าใกล้ของเส้นใย Z สองเส้น:
ในขณะที่ความยาวของไส้หลอดและแถบ A ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง มีการลดของแถบ I และของแถบ H
ลักษณะทั่วไปของปรากฏการณ์นี้กำหนดความสั้นของ myofibrils, เส้นใยกล้ามเนื้อ, fascicles และกล้ามเนื้อทั้งหมด เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่า sarcomere แต่ละตัวสามารถย่นความยาวได้สูงสุด 50% ของความยาวที่เหลือ
ในระหว่างการหดตัวของกล้ามเนื้อ สะพานแอคโตไมโอซินจะก่อตัวและละลายอย่างต่อเนื่อง ตราบใดที่มีแคลเซียมไอออนและเอทีพีเพียงพอ เราจะพูดถึงประเด็นนี้ให้ดีขึ้นในบทความหน้า
ความตึงเครียดที่เกิดจากเส้นใยกล้ามเนื้อ "เป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนของสะพานข้ามที่ก่อตัวขึ้นระหว่างเส้นใยที่หนาและบาง
ดังนั้น กล้ามเนื้อที่ยืดหรือหดมากเกินไปจะมีความแข็งแรงน้อยกว่ากล้ามเนื้อที่หดตัวในระดับที่เหมาะสมที่สุด
ความสัมพันธ์ระหว่างความตึงและความยาวในการหดตัวของกล้ามเนื้อ รูปภาพแสดงความตึงเครียดที่เกิดจากกล้ามเนื้อโดยพิจารณาจากความยาวของกล้ามเนื้อก่อนเริ่มออกกำลังกาย / การหดตัวของกล้ามเนื้อ เราเน้นความสนใจไปที่เส้นโค้งแรงแอ็คทีฟ (การหดตัวของกล้ามเนื้อ) โดยเว้นสีแดงที่เกี่ยวข้องกับแรงทั้งหมดและสีน้ำเงิน 1. สัมพันธ์กับแรงเฉื่อย (เนื่องจากส่วนประกอบที่ไม่หดตัวของ sarcomere - connectin / titin); โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตามแนวโน้มของเส้นโค้งที่เกี่ยวข้องกับแรงแอคทีฟ เราสังเกตว่า:
- A) ไม่มีแรงกระตุ้นเนื่องจากไม่มีการสัมผัสระหว่างส่วนหัวของ myosin และ actin
- ระหว่าง A) และ B): แรงแอคทีฟเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของตำแหน่งจับแอคตินสำหรับหัวไมโอซิน
- ระหว่าง B) และ C): แรงแอคทีฟถึงจุดสูงสุดและค่อนข้างคงที่ ในระยะนี้ อันที่จริง หัวของไมโอซินทั้งหมดผูกพันกับแอคติน
- ระหว่าง C) และ D): แรงแอคทีฟเริ่มลดลงเนื่องจากการทับซ้อนของสายแอคตินจะลดตำแหน่งการยึดเกาะที่มีอยู่สำหรับหัวไมโอซิน
- E): เมื่อไมโอซินชนกับดิสก์ Z จะไม่มีแรงกระตุ้นเนื่องจากหัวไมโอซินทั้งหมดติดอยู่กับแอคติน นอกจากนี้ ไมโอซินยังถูกบีบอัดบนดิสก์ Z และทำหน้าที่เป็นสปริงต้านการหดตัวด้วยแรงตามสัดส่วน ระดับการกดทับ (จึงทำให้กล้ามเนื้อสั้นลง)
บทความอื่น ๆ เกี่ยวกับ "Myofibrils และ sarcomeres"
- กายวิภาคของกล้ามเนื้อและเส้นใยกล้ามเนื้อ
- กล้ามเนื้อของร่างกายมนุษย์
- กล้ามเนื้อลาย
- การจำแนกกล้ามเนื้อ
- กล้ามเนื้อมัดคู่ขนานและมัดกล้ามเนื้อ
- แอคตินไมโอซิน
- การหดตัวของกล้ามเนื้อ
- การปกคลุมด้วยเส้นของกล้ามเนื้อ
- โล่ประสาทและกล้ามเนื้อ
