SARCOLEMMA: KENMERKEN, STRUCTUUR EN FUNCTIE - BIOLOGIE - 2026

Het sarcolemma , ook wel myolemma genoemd, is het plasmamembraan dat de spiercellen of vezels vormt van de contractiele weefsels van dieren. Deze vezels hebben het vermogen om samen te trekken bij specifieke elektrische prikkels, dat wil zeggen dat ze hun lengte kunnen verminderen en een mechanische kracht kunnen genereren die de verplaatsing van de gewrichten, beweging en lopen van de dieren mogelijk maakt.

Spiercellen zijn cellen van grote lengte (vooral gestreepte); het zijn cellen met kern die alle interne organellen bezitten die kenmerkend zijn voor eukaryote organismen: mitochondriën, endoplasmatisch reticulum en Golgi-complex, lysosomen, peroxisomen, enz.

Structurele organisatie van een spiervezel (Bron: OpenStax via Wikimedia Commons)

In tegenstelling tot cellen in andere weefsels, krijgen de componenten van spierweefselcellen echter specifieke namen, waardoor ze worden onderscheiden van andere niet-contractiele cellen.

Zo staat zijn plasmamembraan bekend als sarcolemma, zijn cytosol als sarcoplasma, zijn endoplasmatisch reticulum als sarcoplasmatisch reticulum en zijn mitochondriën als sarcosomen.

Kenmerken en structuur

Het sarcolemma is, net als alle celmembranen, een membraan dat is samengesteld uit een lipide dubbellaag waarin de lipiden zo zijn georganiseerd dat de hydrofiele delen naar beide oppervlakken van dezelfde (intra- en extracellulaire) en de hydrofobe delen 'kijken'. ze worden in het midden "geconfronteerd".

Het is ongeveer 100Ǻ dik en is een gespecialiseerd membraan, aangezien veel van zijn kenmerken verband houden met de functies van spiercellen.

In de onmiddellijke omgeving van de buitenomtrek van het sarcolemma bevindt zich een veel dikkere laag (ongeveer 500 about), wat overeenkomt met een extracellulaire afzetting van matig dichte materialen.

Deze materialen vertegenwoordigen het basismembraan, waarvan de dichtheid afneemt naarmate het zich van het sarcolemma verwijdert, de extracellulaire ruimte nadert en zich mengt met de grondsubstantie van het omringende bindweefsel.

Sarcotubulair systeem

Het sarcolemma is een exciteerbaar membraan, dat in veel opzichten lijkt op het plasmamembraan van neuronale cellen, aangezien het functioneert om elektrische impulsen te geleiden en een actiepotentiaal kan geleiden.

Naast het bedekken ervan, strekt dit membraan zich uit tot in de dwarsgestreepte spiervezels in de vorm van uitsteeksels of invaginaties die bekend staan ​​als transversale tubuli of T-tubuli, wat volgens veel auteurs een sarcotubulair systeem is, waardoor impulsen zich voortplanten zenuwachtig in de vezels.

Sarcolemma, sarcoplasma en T-tubuli (Bron: Arcadian via Wikimedia Commons)

De T-tubuli van dit systeem steken transversaal uit naar de bindingsplaatsen van de banden A en I van de sarcomeren in de cellen van de dwarsgestreepte spier, waar ze in contact komen met het tubulaire systeem van het sarcoplasmatisch reticulum in het cytosol (sarcoplasma) ervan. spiervezel.

Aangezien het contact tussen het sarcoplasmatisch reticulum en een T-tubulus zo verloopt dat de tubulus aan weerszijden met het reticulummembraan wordt vastgemaakt, staat deze gevormde "structuur" bekend als een triade.

Dus wanneer een zenuwimpuls het sarcolemma op het celoppervlak stimuleert, 'reist' of verspreidt de depolarisatie van het membraan zich in zijn geheel, inclusief de T-tubuli die in contact zijn met het sarcoplasmatisch reticulum, dat op zijn beurt in nauw verwant aan contractiele myofibrillen (actine- en myosinevezels).

De depolarisatie van de T-tubuli veroorzaakt dan de depolarisatie van het sarcoplasmatisch reticulum, waardoor calciumionen vrijkomen naar de myofilamenten, waardoor hun contractie wordt geactiveerd.

Sarcolemmal-eiwitten

Zoals geldt voor alle celmembranen, wordt sarcolemma geassocieerd met verschillende eiwitten, integraal en perifeer, die het veel van zijn karakteristieke functionele eigenschappen verschaffen.

Deze eiwitten staan ​​bekend als sarcolemmal-eiwitten en veel van hen dragen bij tot het behoud van de structurele integriteit van de spiervezels, omdat ze de fysieke contractiekrachten tegengaan die op het sarcolemma worden uitgeoefend.

Sommige van deze eiwitten verankeren de interne structuur van spieren aan het basismembraan en de extracellulaire matrix. Deze omvatten dystrofine, sarcoglycanen, utrofine, dysferlin, caveolin, merosine en intermediaire filamenten.

Omdat spiercellen een hoge energiebehoefte hebben, is het sarcolemma ook uitgerust met een reeks integrale eiwitten in de vorm van kanalen die het transport van verschillende soorten moleculen van en naar de buitenkant van de cel vergemakkelijken, waaronder koolhydraten, ionen en andere.

Deze kanaaltype-eiwitten zijn essentieel voor spiercontractie, omdat dankzij hen een spiervezel kan terugkeren naar zijn rusttoestand na depolarisatie geïnduceerd door de impuls van de zenuwvezel die hem innerveren.

Sarcolemma-functie

Het sarcolemma werkt bij het opzetten van spiercellen, evenals bij het plasmamembraan van elk type lichaamscel. Daarom vervult dit membraan belangrijke functies als een semi-permeabele barrière voor de doorgang van verschillende soorten moleculen en als een structuur voor het behoud van cellulaire integriteit.

De extracellulaire matrix geassocieerd met sarcolemma heeft honderden polysacchariden waardoor spiercellen zich kunnen verankeren aan de verschillende componenten waaruit het spierweefsel bestaat en deze ondersteunen, inclusief andere aangrenzende spiervezels, wat de gelijktijdige samentrekking van dezelfde spier bevordert.

Gegroefde spiercontractie

Elke spiervezel die in een bepaalde spier aanwezig is, wordt geïnnerveerd door de vertakking van een specifiek motorneuron, wat de contractie ervan stimuleert. De afgifte van acetylcholine op de plaats van de zenuwsynaps tussen het neuron en het vezelsarcolemma wekt een "stroom" op die de sarcolemmale natriumkanalen verspreidt en activeert.

Activering van deze kanalen bevordert de initiatie van een actiepotentiaal dat begint op de plaats van de synaps en snel wordt verspreid over het hele sarcolemma. In dwarsgestreepte spiervezels prikkelt dit actiepotentiaal op zijn beurt spanningsgevoelige receptoren in de triaden gevormd tussen de T-tubuli en het sarcoplasmatisch reticulum.

Deze receptoren activeren calciumkanalen zodra ze de aanwezigheid van een actiepotentiaal "voelen", waardoor kleine hoeveelheden tweewaardig calcium in het sarcoplasma (uit het sarcoplasmatisch reticulum) vrijkomen, waardoor de intracellulaire concentratie toeneemt.

Calcium bindt zich aan speciale plaatsen in de structuur van het eiwit troponine-C, waardoor het remmende effect op de myofibrillen van een ander daarmee geassocieerd eiwit, tropomyosine, wordt geëlimineerd, waardoor contractie wordt gestimuleerd.

Referenties

1. Bers, DM (1979). Isolatie en karakterisering van cardiaal sarcolemma. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) -Biomembranes, 555 (1), 131-146.
2. Deisch, JK (2017). Spier- en zenuwontwikkeling bij gezondheid en ziekte. In Swaiman's Pediatric Neurology (pp. 1029-1037). Elsevier.
3. Despopoulos, A., en Silbernagl, S. (2003). Kleurenatlas van fysiologie. Thieme.
4. Kardong, KV (2002). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie (nr. QL805 K35 2006). New York: McGraw-Hill.
5. Reed, R., Houston, TW, en Todd, PM (1966). Structuur en functie van het sarcolemma van skeletspieren. Nature, 211 (5048), 534.