Fyziologie kosterního svalu

23. FYZIOLOGIE KOSTERNÍHO SVALU
svalovina se třídí dle uspořádání nitrobuněčných orgánů odpovědných za svalový stah = kontraktilní aparát ( může být uspořádán do struktur = sarkomera
podstata kontrakce ( chemická reakce 2 typů vláken = mikrofilament (myofilament)
rozlišujeme tenká filamenta (aktinová) a tlustá (myosinová) ( signálem je spuštěna jejich vzájemná reakce provázená kontrakcí
ukončení reakce = relaxace
střídání kontrakce a relaxace = kontrakčně-relaxační cyklus ( u kosterního svalu je řízen intracelulární koncentrací volných Ca2+
A.Tenká mikrofilamenta sarkomery kosterního svalu
základem tenkých filament je aktin (bílkovina) ( šroubovice globulárního aktinu (G-podjednotky)
aktinová filamenta jsou organizována do svazků napříč probíhajícími proteiny ( tvoří spektrin v erytrocytech, filamin v krevních destičkách, dystrofin ve svalové tkáni
aktin exituje jako globulární monomer = G-aktin ( polymeruje ve fibrilární F-aktin
každá F-aktinová molekula obsahuje Mg2+ - komplex s ATP
F-aktin v sarkomerickém svalu formuji dvojitou alfa šroubovici ( její jeden konec je ukotven k proteinům Z-destiček, opačný konec směřuje mezi tlustá filamenta
svalová kontrakce = chemická reakce mezi tenkými a tlustými mikrofilamenty ( tenká jsou vtahována mezi tlustá ( spotřeba energie (zpravidla ATP)
tím, že jsou tenká filamenta ukotvena jedním koncem k Z-destičkám ( při reakci se přitahují – generace fyzikálního tahu (síly) ( sarkomera = vzdálenost dvou Z-linií
troponin-tropomyozinový komplex = relaxační bílkovina
F-aktin obsahuje ještě proteiny: tropomyosin, troponinový komplex
troponinový komplex je tvořen ( troponinem I (inhibiční = inhibice reakce mezi aktinem a myosinem, podílí se na částečné vazbě na aktin), troponinem C (pro navázání Ca2+), troponinem T (pro spojení troponinového komplexu s tropomyosinem)
na každé podjednotce F-aktinu jsou reakční místa pro chemickou vazbu s tlustým filamentem ( reakční místa jsou na obou řetězcích
tropomyosin ( asi 40nm dlouhá molekula, obtáčí nad štěrbinou alfa-helixu dvojšroubovici F-aktinu ( takto jsou reakční místa aktinu zakryta tropomyosinem ( aktin nemůže reagovat s hlavičkami tlustého filamenta
tropomyosin má 7 vazebných míst pro spojení s aktinem ( v klidu se váže na 7 G-aktinů
troponinový komplex ( 3 podjednotky: troponin C, troponin I, troponin T ( komplex je na aktinovém F-vláknu vždy po 38,5nm = vzdálenost odpovídá délce tropomyozinu = 7 G-jednotkám aktinu
tropomyosin-troponinový komplex přímo reguluje 7 aktinových podjednotek
troponin C = vápník-senzitivní jednotka
nejdůležitější
má 2 vazebná místa pro vápník ( jedno je vysokoafinní ( permanentně osazeno vápníkem (vazebné místo je v lokalitě tzv.COO domény), druhé nízkoafiní ( vápníkem osazeno až při zvýšení koncentrace Ca2+ blízko vazebného místa nad 1mikromol (je v oblasti NH2- domény)
v klidu, kdy nereagují tenká a tlustá filamenta, je vysokoafinní místo osazeno vápníkem a nízkoafinní je volné
při zvýšení koncentrace Ca2+ nad 1mikromol ( Ca2+ se váží na nízkoafinní místa troponinu C a troponino-tropomyozinový komplex vykoná translační pohyb ( okryje reakční místa aktinu – ten reaguje s tlustými filamenty
roli troponinu C u hladkého svalu sehrává kalmodulin
Z-destičky
úkolem je fixovat tenká filamenta
tvořeny 2 skupinami proteinů ( CapZ-prote