Sistem otot terdiri dari lebih dari 650 otot yang membentuk dan menopang tubuh manusia. Banyak dari ini dapat dikontrol sesuka hati, memungkinkan kita mengerahkan kekuatan yang cukup pada kerangka untuk bergerak. Untuk beberapa penulis, aparatus otot hanya terdiri dari jaringan yang dapat bergerak sesuka hati, sedangkan untuk yang lain, otot tak sadar (jantung dan jeroan, misalnya), juga termasuk dalam konglomerat ini.
Bagaimanapun, otot memungkinkan kita dari gerakan ke kehidupan itu sendiri karena, tanpa melangkah lebih jauh, jaringan otot jantung (miokardium) memompa 70 mililiter darah dalam setiap detak, yaitu totalitas darah tubuh dalam sedikit lebih dari satu menit. Sepanjang hidup kita, jaringan raksasa ini dapat berkontraksi sekitar 2 miliar kali.
Baik itu memompa darah atau melakukan gerakan sadar, setiap otot di tubuh kita memiliki fungsi yang spesifik, esensial, dan tak tergantikan. Hari ini kita datang untuk berbicara dengan Anda tentang sarkomer , unit anatomis dan fungsional otot lurik.
- Artikel terkait: “Sistem otot: apa itu, bagian dan fungsinya”
Jenis-jenis otot
Sifat dasar dari semua jaringan otot adalah kontraktilitas, eksitabilitas, ekstensibilitas, dan elastisitas . Hal ini memungkinkan otot untuk menerima dan merespon rangsangan, meregangkan, berkontraksi dan kembali ke keadaan semula sehingga tidak terjadi kerusakan. Berdasarkan kualitas-kualitas ini, sistem otot memungkinkan produksi gerakan tubuh (bersama dengan persendian), kontraksi pembuluh darah, jantung dan produksi gerakan peristaltik, pemeliharaan postur dan perlindungan mekanis, di antara banyak hal lainnya.
Selain karakteristik umum ini, perlu dicatat bahwa ada 3 jenis otot yang penting . Kita mendefinisikannya secara singkat:
- Otot polos: kontraksi involunter. Ini adalah jenis yang paling primitif dan merupakan lapisan jeroan, selain terjadi pada dinding pembuluh darah dan limfatik.
- Jaringan otot lurik: itu adalah yang paling melimpah dan memiliki asal dan penyisipan di tulang. Mereka adalah otot sukarela.
- Jaringan otot jantung: Ditemukan secara eksklusif di dinding jantung. Itu tidak di bawah kendali sukarela, karena bekerja secara otomatis.
Membuat perbedaan awal ini sangat penting, karena unit fungsional yang menjadi perhatian kita di sini (sarkomer) hanya ada di otot lurik. Sekarang, mari kita lihat propertinya.
Apa itu sarkomer?
Sarkomer didefinisikan sebagai unit fungsional dan anatomis otot lurik, yaitu volunter . Mereka adalah serangkaian unit berulang yang memunculkan struktur morfologi yang disebut miofibril, dan mereka mungkin merupakan struktur makromolekul yang paling teratur di seluruh tipologi sel eukariotik. Kita akan memperkenalkan banyak istilah dengan cepat, jadi jangan putus asa, karena kita akan membahas bagian-bagiannya.
Sel-sel yang membentuk otot rangka disebut miofiber, dan merupakan struktur silindris panjang yang dikelilingi oleh membran plasma yang disebut sarkolema . Mereka adalah badan sel yang sangat panjang, dapat berkisar dari beberapa milimeter hingga lebih dari satu meter (berdiameter 10 dan 100 m) dan memiliki inti perifer dalam sitoplasma, yang memberikan ruang yang besar bagi sel untuk mesin kontraktil.
Jika kita maju dalam spesifisitas, kita akan melihat bahwa miofiber otot mengandung dalam sarkoplasma (sitoplasma sel) beberapa ratus atau ribuan miofibril, tingkat urutan morfologis yang lebih rendah. Pada gilirannya, setiap miofibril mengandung miofilamen, dalam proporsi sekitar 1.500 filamen miosin dan 3.000 filamen aktin. Untuk memberikan gambaran sederhana, kita berbicara tentang “kawat” listrik (myofiber) yang, jika dipotong melintang, mengandung ribuan kabel yang jauh lebih kecil di dalamnya (myofibril).
Pada skala inilah kita menemukan sarkomer karena, seperti yang telah kita katakan sebelumnya, mereka adalah unit berulang fungsional yang membentuk miofibril.
Karakteristik sarkomer
Dua unsur biologis penting yang telah kita sebutkan menonjol dalam komposisi sarkomer : aktin dan miosin . Aktin adalah salah satu protein globular paling penting dalam makhluk hidup, karena merupakan salah satu dari 3 komponen utama sitoskeleton (kerangka seluler) sel organisme eukariotik.
Di sisi lain, miosin adalah protein lain yang, bersama dengan aktin, memungkinkan kontraksi otot, karena mewakili hingga 70% dari total protein yang ada di jaringan ini. Hal ini juga terlibat dalam pembelahan sel dan transportasi vesikel, meskipun fungsi tersebut akan dieksplorasi pada kesempatan lain.
Sarkomer memiliki struktur yang sangat kompleks, karena terdiri dari serangkaian “pita” yang bergerak dalam gerakan kontraktil . Ini adalah sebagai berikut:
- Pita A: Pita yang tersusun atas filamen miosin tebal dan filamen aktin tipis. Di dalamnya ada zona H dan M.
- Pita I : Pita yang tersusun atas filamen aktin halus.
- Cakram Z: Aktin yang berdekatan melekat di sini dan kontinuitas dengan sarkomer berikutnya dipertahankan.
Dengan demikian, sarkomer dapat disebut wilayah miofibril yang terletak di antara dua cakram Z yang berurutan, yang panjangnya kira-kira dua mikron. Di antara cakram Z ada bagian gelap (sesuai dengan pita A) di mana, ketika berkontraksi, filamen miosin tebal dan filamen aktin tipis meluncur satu sama lain, memvariasikan ukuran sarkomer.
- Anda mungkin tertarik: “Persimpangan neuromuskular: jembatan antara neuron dan otot”
Masalah protein
Selain protein kontraktil yang khas, aktin dan miosin, sarkomer mengandung dua kelompok besar lainnya. Kita akan memberi tahu Anda secara singkat.
Salah satu kelompok aksesori protein yang ada dalam sarkomer adalah protein pengatur , yang bertanggung jawab atas inisiasi dan penghentian gerakan kontraktil. Mungkin yang paling terkenal dari semuanya adalah tropomiosin, dengan struktur melingkar yang terdiri dari dua polipeptida panjang. Protein ini mengatur, bersama dengan tropin, interaksi aktin dan miosin selama kontraksi otot.
Kita juga mengamati protein struktural di blok lain, yang memungkinkan jaringan seluler yang sangat kompleks ini tetap teratur dan tidak runtuh. Yang paling penting dari semuanya adalah titin, protein terbesar yang diketahui , dengan massa molekul 3 hingga 4 juta Dalton (Da). Molekul esensial ini bekerja dengan menghubungkan garis cakram Z dengan garis zona M di sarkomer, berkontribusi pada transmisi gaya di garis Z dan melepaskan ketegangan di daerah pita I. Ini juga membatasi jangkauan pergerakan sarkomer. itu ditekankan.
Protein struktural penting lainnya adalah distrofin atau nebulin. Yang terakhir mengikat aktin otot, mengatur perpanjangan filamen halus. Singkatnya, mereka adalah protein yang memungkinkan komunikasi pita dan cakram di sarkomer, mempromosikan produksi yang efisien dari gerakan kontraktil yang kompleks dan efisien yang menjadi ciri otot.
Patologi terkait
Sangat menarik untuk mengetahui bahwa ketika transkripsi salah satu protein ini gagal, masalah kesehatan yang sangat parah dapat terjadi. Misalnya, beberapa mutasi gen titin telah dikaitkan dengan kardiomiopati hipertrofik familial , penyakit jantung bawaan yang mempengaruhi 0,2% hingga 0,5% dari populasi umum.
Salah satu penyakit paling terkenal lainnya sejauh menyangkut otot adalah distrofi otot Duchenne , yang disebabkan oleh gen yang rusak untuk distrofin. Hal ini terkait dengan kecacatan intelektual, kelelahan, masalah motorik dan kurangnya koordinasi yang biasanya berakhir dengan kematian pasien karena kegagalan pernapasan yang terkait. Meskipun mungkin tampak mengejutkan, sesuatu yang sederhana seperti cacat dalam sintesis protein dapat menyebabkan patologi yang fatal.
- Anda mungkin tertarik: “Distrofi otot Duchenne: apa itu, penyebab dan gejala”
Ringkasan
Jika Anda telah mempelajari sesuatu hari ini, pastilah bahwa sarkomer adalah unit fungsional yang sangat kompleks dan terorganisir, yang strukturnya mencoba menemukan keseimbangan antara kontraksi yang kuat dan efektif dan kelangsungan hidup biologis (yaitu, segala sesuatu tetap pada tempatnya setelah diproduksi. .gerakan).
Di antara pita, cakram, dan garis, satu hal yang jelas bagi kita: sarkomer hanya dapat menutupi buku dengan organisasi anatomisnya. Dalam organisasi aktin, miosin dan protein terkait lainnya adalah kunci untuk gerakan pada makhluk hidup.
Referensi bibliografi:
- Araña-Suárez, M., & Patten, SB (2011). Gangguan muskuloskeletal, psikopatologi dan nyeri. Psikopatologi Gangguan Muskuloskeletal, 1.
- Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Disko, Z. Sarcomere: Struktur dan Bagian, Fungsi dan Histologi.
- Bonjorn, M., Rosines, MD, Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Cedera gesekan jaringan lunak. Biomekanika, 17 (2), 21-26.
- Distrofi otot Duchenne, Medlineplus.gov. Diperoleh 10 Januari dari https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000705.htm#:~:text=La%20distroofia%20muscular%20de%20Duchenne,una%20prote%C3%ADna%20en%20los % 20m % C3% BAsculos).
- Gomez Díaz, I. (2013). Titin dalam diagnosis genetik penyakit jantung keluarga.
- Marrero, RCM, Rull, IM, & Cunillera, MP (2005). Biomekanika klinis jaringan dan sendi sistem lokomotor. tukang batu.
- Martín-Dantas, EH, da Silva-Borges, EG, Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Konsentrasi dan mobilitas relatif dari isoform titin setelah tiga latihan fleksibilitas yang berbeda. Tecnociencia Chihuahua, 13 (1), 15-23.
- Mora, IS (2000). Sistem otot.
- Rosas Cabrera, RA (2006). Studi sifat mekanik protein titin.