Citoplazmatska tekućina u mišićnim stanicama je uglavnom zauzeta miofibrilima, koji čine kontraktilnu komponentu.
Svako mišićno vlakno sastoji se od oko 1000 miofibrila, umotanih u sarkoplazmatski retikulum; miofibrili se protežu cijelom duljinom vlakna i organizirani su u dugačke uzdužne snopove.
Svaki miofibril ima debljinu između 0, 5 i 2 um, za duljinu u rasponu od 10 do 100 mikrona (1 mikron = 1/1000 mm).
Kao što se i očekivalo, miofibrili su okruženi sarkoplazmičkim retikulom, složenim sustavom vezikula i tubula koji dovodi do sarkotubularnog sustava. Svrha ove strukture je akumulirati kalcij potreban za kontrakciju.
Unoseći se sve više u mikroskopski, otkrivamo da su miofibrili opet sastavljeni od paralelnih miofilamenata, koji su dva tipa: debeli i tanki. Također je moguće promatrati karakterističnu crtu duž glavne osi miofibrila, zbog pravilne izmjene svjetlosnih i tamnih traka.
- Tamni pojasovi nazivaju se trakama ili diskovima A
- Svjetlosne trake se nazivaju bendovi I
- Svaki pojas I podijeljen je na dva dijela pomoću linije Z
- Svaka traka A podijeljena je na dvije strijele, nazvane H, smještene u središnjem dijelu.
Trajanje miofibrila između dvije susjedne Z linije
(1/2 pojas I + pojas A + 1/2 pojas I)
preuzima ime SARCOMERO
Sarcomere je strukturna i funkcionalna jedinica miofibrila, tj. Najmanja jedinica mišića sposobna za kontrakciju.
Unutar jednog miofibrila različiti sarkomeri slijede jedan za drugim, kao da čine visoku hrpu cilindara. Nadalje, u mišićima su vlakna raspoređena paralelno, tako da su odgovarajući saremores poravnati. Drugim riječima, pored linije Z miofibrila uvijek postoji linija Z susjednog miofibrila; ta simetrija znači da se cjelokupno mišićno vlakno pojavljuje poprečno.
U myofilaments
Promatrano pod elektronskim mikroskopom, čini se da je svaki saremore formiran pomoću snopa vlakana, postavljenih uzdužno i paralelno jedan s drugim. Sastojci ovih miofilamenata su dva proteina, koja se nazivaju aktin i miozin.
U središtu svakog sarkomera nalazi se oko tisuću debelih vlakana, koja se sastoje od miozina. Na kraju, ove molekule proteina vuku veze s tankim vlaknima, sastavljenim od drugog proteina, actina.
U mišićnim stanicama skeletnog tipa ti su kontraktilni elementi (debeli i tanki filamenti) smješteni u registar i djelomično interdigitirani (superponirani).
- Snop debelih filamenata (miozin) nalazi se u središtu sarkomera i čini traku A;
- Snop tankih filamenata, sastavljen od aktina, nalazi se na polovima sarkomera i čini dvije poluskupice I, koje dosežu do Z diskova.
Ova složena struktura je osnova mišićne kontrakcije, koja je omogućena klizanjem tankih niti preko debelih vlakana.
Tijekom kontrakcije, sarkomer se skraćuje približavanjem dva Z-lanca:
dok je duljina vlakana i trake A nepromijenjena, dolazi do smanjenja I vrpce i H pojasa.
Generalizacija fenomena određuje skraćivanje miofibrila, mišićnih vlakana, fascikala i čitavog mišića. Zanimljivo je primijetiti da svaki sarcomere može skratiti do 50% svoje duljine u mirovanju.
Tijekom kontrakcije mišića, actomyosin mostovi se kontinuirano formiraju i otapaju, pod uvjetom da je dostatna dovoljna količina kalcijevih iona i ATP; u sljedećem članku bolje ćemo se pozabaviti ovim pitanjem.
Napon razvijen mišićnim vlaknima izravno je proporcionalan broju prijelaznih mostova između debelih i tankih filamenta.
Kao rezultat, mišić koji je predug ili preusak razvija manje sile od mišića koji se spušta počevši od optimalnog stupnja istezanja.
- A) nema aktivne sile jer nema kontakta između glave miozina i aktina
- Između A) i B): postoji linearno povećanje aktivne sile zbog povećanja mjesta vezanja aktina za glave miozina
- Između B) i C): aktivna sila dostiže svoj maksimum i ostaje relativno stabilna; u ovoj fazi, zapravo, sve glave miozina su povezane s aktinom
- Između C) i D): aktivna sila počinje opadati kako preklapanje aktin lanaca smanjuje mjesta vezanja dostupna za glave miozina
- E): kada se miozin sudari s diskom Z, nema aktivne sile jer su sve glave miozina vezane za aktin; nadalje, miozin se komprimira na Z diskove i djeluje kao proljeće, suprotstavljajući se kontrakciji silom proporcionalnom stupnju kompresije (stoga skraćivanje mišića)
