SARCOLEMA: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ ȘI FUNCȚIE - BIOLOGIE - 2025

Sarcolemă , de asemenea , numit myolemma, este membrana plasmatică care formeaza celulele musculare sau fibre ale țesuturilor contractile ale animalelor. Aceste fibre au capacitatea de a se contracta în fața unor stimuli electrici specifici, adică pot reduce lungimea lor, generând o forță mecanică care permite deplasarea articulațiilor, mișcarea și ambulația animalelor.

Celulele musculare sunt celule cu lungime mare (în special cele striate); sunt celule nucleate care posedă toate organele interne caracteristice organismelor eucariote: mitocondrii, reticulul endoplasmatic și complexul Golgi, lizozomi, peroxisomi etc.

Organizarea structurală a unei fibre musculare (Sursa: OpenStax prin Wikimedia Commons)

Cu toate acestea, spre deosebire de celulele din alte țesuturi, componentelor celulelor țesuturilor musculare li se dau nume specifice, care ajută la distingerea lor de alte celule non-contractile.

Astfel, membrana sa plasmatică este cunoscută sub denumirea de sarcolemă, citosolul său ca sarcoplasmă, reticulul său endoplasmatic sub formă de reticul sarcoplasmic și mitocondriile sale ca sarcosomi.

Caracteristici și structură

Sarcolema, la fel ca toate membranele celulare, este o membrană compusă dintr-o stratură lipidică în care lipidele sunt organizate astfel încât porțiunile hidrofile „să privească” spre ambele suprafețe ale aceluiași (intra și extracelulare) și spre porțiunile hidrofobe. ei sunt „înfruntați” în centru.

Are o grosime de aproximativ 100 ° și este o membrană specializată, deoarece multe dintre caracteristicile sale sunt legate de funcțiile celulelor musculare.

În regiunea imediată către periferia exterioară a sarcolemmei există un strat mult mai gros (aproximativ 500Ǻ), ceea ce corespunde unei depuneri extracelulare de materiale moderat dense.

Aceste materiale reprezintă membrana subsolului, a cărei densitate scade pe măsură ce se îndepărtează de sarcolemă, se apropie de spațiul extracelular și se amestecă cu substanța solă a țesutului conjunctiv din jur.

Sistemul sarcotubular

Sarcolema este o membrană excitabilă, care în multe privințe seamănă cu membrana plasmatică a celulelor neuronale, deoarece funcționează pentru a conduce impulsuri electrice și are capacitatea de a conduce un potențial de acțiune.

Pe lângă acoperirea lor, această membrană se extinde în fibrele musculare striate sub formă de proiecții sau invaginații cunoscute sub numele de tuburi transversale sau tubule T, constituind ceea ce mulți autori recunosc ca un sistem sarcotubular, prin care impulsurile se propagă nervos în fibre.

Sarcolemme, sarcoplasme și tubule T (Sursa: Arcadian prin Wikimedia Commons)

Tubulii T ai acestui sistem se proiectează transversal spre siturile de legare ale benzilor A și I ale sarcomerelor din celulele mușchiului striat, unde intră în contact cu sistemul tubular al reticulului sarcoplasmic din citosol (sarcoplasma) aceluiași fibra musculara.

Deoarece contactul dintre reticulul sarcoplasmic și un tub T se produce astfel încât tubulul este atașat pe fiecare parte cu membrana reticulului, această „structură” care este formată este cunoscută sub numele de triadă.

Astfel, atunci când un impuls nervos stimulează sarcolema pe suprafața celulei, depolarizarea membranei „călătorește” sau se răspândește în totalitatea ei, inclusiv tubulii T în contact cu reticulul sarcoplasmic, care, la rândul său, este în strâns legate de miofibrilele contractile (fibrele de actină și miozină).

Depolarizarea tubulelor T determină apoi depolarizarea reticulului sarcoplasmic, ceea ce determină eliberarea ionilor de calciu către miofilamente, activând contracția acestora.

Proteine ​​sarcolemale

Așa cum este valabil pentru toate membranele celulare, sarcolema este asociată cu diferite proteine, integrale și periferice, care îi asigură multe dintre proprietățile sale funcționale caracteristice.

Aceste proteine ​​sunt cunoscute sub numele de proteine ​​sarcolemale și multe dintre ele contribuie la menținerea integrității structurale a fibrelor musculare, deoarece acționează împotriva forțelor fizice de contracție care se exercită asupra sarcolemmei.

Unele dintre aceste proteine ​​ancorează structura internă a mușchilor la membrana subsolului și matricea extracelulară. Acestea includ distrofina, sarcoglicanele, utrofina, disferina, caveolina, merosina și filamentele intermediare.

Deoarece celulele musculare au cerințe mari de energie, sarcolemma este echipată și cu o serie de proteine ​​integrale sub formă de canale care facilitează transportul diferitelor tipuri de molecule către și dinspre exteriorul celulelor, inclusiv carbohidrați, ioni și altele.

Aceste proteine ​​de tip canal sunt esențiale pentru contracția musculară, deoarece datorită lor o fibră musculară poate reveni la starea sa de repaus după depolarizarea indusă de impulsul fibrei nervoase care o inervează.

Funcția sarcolemmei

Sarcolemma funcționează la stabilirea celulelor musculare, precum și a membranei plasmatice a oricărui tip de celule ale corpului. Prin urmare, această membrană îndeplinește funcții importante ca barieră semi-permeabilă la trecerea diferitelor tipuri de molecule și ca structură pentru menținerea integrității celulare.

Matricea extracelulară asociată cu sarcolemma are sute de polizaharide care permit celulelor musculare să se ancoreze la diferitele componente care alcătuiesc și susțin țesutul muscular, inclusiv alte fibre musculare adiacente, favorizând contracția simultană a aceluiași mușchi.

Contracția mușchilor cu fibre striate

Fiecare fibră musculară prezentă într-un anumit mușchi este inervată de ramificarea unui neuron motor specific, ceea ce stimulează contracția acestuia. Eliberarea acetilcolinei la locul sinapselor nervoase dintre neuron și sarcolemma din fibre generează un „curent” care se răspândește și activează canalele de sodiu sarcolemale.

Activarea acestor canale promovează inițierea unui potențial de acțiune care începe la locul sinapsei și este distribuit rapid în întreaga sarcolemă. În fibrele musculare striate, acest potențial de acțiune, la rândul său, excită receptorii sensibili la tensiune în triadele formate între tubii T și reticulul sarcoplasmic.

Acești receptori activează canalele de calciu odată ce „simt” prezența unui potențial de acțiune, permițând eliberarea unor cantități mici de calciu divalent în sarcoplasmă (din reticulul sarcoplasmic), crescând concentrația intracelulară.

Calciul se leagă de siturile speciale din structura unei proteine ​​numite troponin-C, eliminând efectul inhibitor asupra miofibrilelor pe care o altă proteină asociată cunoscută sub numele de tropomiozină, stimulând contracția.

Referințe

1. Bers, DM (1979). Izolarea și caracterizarea sarcolemmei cardiace. Biochimica și Biophysica Acta (BBA) -Biomembrane, 555 (1), 131-146.
2. Deisch, JK (2017). Dezvoltarea musculară și nervoasă în sănătate și boli. În Neurologia pediatrică a lui Swaiman (pp. 1029-1037). Elsevier.
3. Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Atlas color de fiziologie. Thieme.
4. Kardong, KV (2002). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție (nr. QL805 K35 2006). New York: McGraw-Hill.
5. Reed, R., Houston, TW, & Todd, PM (1966). Structura și funcția sarcolemmei mușchiului scheletului. Nature, 211 (5048), 534.