Egészség és a Betegség
Az izomrostokban található citoplazmatikus retikulum, más néven szarkoplazmatikus retikulum (SR), döntő szerepet játszik az izomösszehúzódás és -ellazulás folyamatában. Íme néhány fontos funkciója a szarkoplazmatikus retikulumnak az izomrostokban:
Kalcium tárolása és felszabadítása:
1. Kalcium megkötés :Az SR fő intracelluláris kalcium (Ca2+) raktárként szolgál az izomrostokban. Az izomrelaxáció során aktívan felhalmozódik és kivonja a kalciumionokat a citoplazmából. Ez a folyamat magában foglalja az SR membránon található speciális fehérjék, az úgynevezett kalciumpumpák (SERCA pumpák) működését.
2. Kalcium felszabadulás :A motoros neurontól érkező jel vételekor az SR gyorsan kalciumionokat bocsát ki a citoplazmába. Ez a folyamat létfontosságú az izomösszehúzódás megindításához. A kalcium egy második hírvivőként működik, amely beindítja a miozin kötődését az aktinszálakhoz, ami az izomrostok rövidüléséhez és összehúzódásához vezet.
Gerjesztés-összehúzódás (EC) csatolás:
Az SR szorosan kapcsolódik a keresztirányú tubulusokhoz (T-tubulusokhoz), amelyek az izomsejt membrán invaginációi. Ez az elrendezés speciális struktúrákat hoz létre, amelyeket triádoknak (a vázizomban) vagy diádoknak (a szívizomban) neveznek, ahol az SR a T-tubulusok közelében helyezkedik el.
1. Akciós potenciál terjedése :Amikor egy akciós potenciál eléri az izomrostot, az a T-tubulusok mentén halad, ami az SR membrán depolarizációját okozza.
2. Calcium-induced Calcium Release (CICR) :Az SR membrán depolarizációja konformációs változást vált ki az SR-en található ryanodin receptorokban (RyR). Ez a konformációs változás megnyitja a RyR csatornákat, lehetővé téve a kalciumionok kiáramlását az SR-ből a citoplazmába. A kalcium gyors felszabadulását az SR-ből kalcium-indukált kalciumfelszabadulásnak (CICR) nevezik.
Kalciumraktárak feltöltése:
Az izomösszehúzódás után a kalciumionokat vissza kell pumpálni az SR-be, hogy helyreállítsák a kalciumraktárakat és felkészüljenek a következő összehúzódásra. Ezt a folyamatot az SR membránon elhelyezett SERCA szivattyúk hajtják végre. A kalciumfelvételhez szükséges energia az ATP molekulák hidrolíziséből származik.
Az izomlazítás szabályozása:
Amint az akciós potenciál megszűnik, az SR-szivattyúk aktívan szállítják vissza a kalciumionokat az SR-be, csökkentve a citoplazma kalciumkoncentrációját. Ez a kalciumszint-csökkenés a miozin disszociációjához vezet az aktin filamentumokból, ami izomlazulást okoz.
Ezért az izomrostokban lévő szarkoplazmatikus retikulum létfontosságú szerepet játszik a kalcium-homeosztázis szabályozásában, az izomösszehúzódás kalciumfelszabaduláson keresztüli beindításában és a kalciumraktárak helyreállításában a későbbi összehúzódásokhoz.