למדנו בסרטון הקןדם,שאם יש לנו ריכוז גבוה
של יוני סידן בתוך תא שריר, יוני הסידן האלה
יצמדו לחלבון טרופין ואז זה
ישנה את תצורתם באופן כזה שהטרופומיזין
יורחק הצידה, ואז ראשי המיוזין
יוכלו ל"זחול" לאורך פתיל האקטין
וזה יגרום להתכווצות השריר.
אם כן, בריכוז גבוה של סידן או בריכוז גבוה של יוני סידן
יש לנו התכווצות .
בריכוז נמוך של יוני סידן, חלבוני הטרופונין האלה
חוזרים למצב הקונפורמציה הסטנדרתי שלהם והם מושכים - או אפשר לומר
שהם מחזירים את הטרופומיוזין חזרה לחסימת
ראשי המיוזין - ואז אין התכווצות.
ברור לכן, שהשאלה הבאה תהיה, איך השרירים
מווסטים אם יהיה לנו ריכוז גבוה של סידן
והתכווצות, או ריכוז נמוך והרפייה?
או אפילו שאלה יותר טובה - איך
מערכת העצבים עושה את זה?
איך מערכת העצבים מורה לשרירים להתכווץ,
להגדיל את ריכוז הסידן
ולהתכווץ, או להפחית אותו שוב להרפייה?
כדי להבין זאת, בואו נחזור למה
שלמדנו בסרטון על תאי עצב.
בואו נשרטט את הקצה הסופי של צומת
האקסון, הנה כאן.
במקום סינפסה עם דנדריטים של
תא עצב אחר - תהיה כאן סינפסה עם
תא שריר
לכן זוהי סינפסה עם תא השריר
זוהי סינפסה עם תא השריר.
נסמן את כל הדברים כדי למנוע בלבול.
זהו האקסון.
נקרא לו הקצה הסופי של האקסון.
זוהי הסינפסה.
נחזור על המונחים מהסרטון על תא העצב.
המרווח הזה הוא המרווח המיצמדי.
זהו העצב הקדם סינפטי.
וזה - נוכל להביט עליו כמו על
התא הבתר סינפטי.
במקרה הזה אין זה תא עצב
וכדאי שתהיה לנו גם את
הממברנה של תא השריר.
ולהבא, אולי כבר בסרטון הבא,
או בזה שאחריו - נראה לכם את
האנטומיה של תא השריר.
וכאן - זה יהיה קצת אבסטרקטי, כי אנו רוצים מאוד
להבין איך מווסטים
את ריכוז יוני הסידן.
זה נקרא sarcolemma = סרקולמה.
טוב, אז זוהי הממברנה של תא השריר.
וזה שכאן -- תוכלו לדמיין - שהוא כעין שנץ
בתוך הממברנה של תא השריר.
אם נתבונן על פני השטח של תא שריר,
זה יראה לנו קצת כמו גומה
כמו חריץ שחודר אל התא, אלא שכאן עשינו חתך
כדי שתוכלו לדמיין כאילו זה מתקפל פנימה,
אבל אם נדקור אותו עם מחט, או משהו
זה מה שיתקבל.
נקבל קיפול בתוך הממברנה..
וזה כאן נקרא צינורית-T.
האות T באה במקום המילה transverse = רוחב.
כלומר הוא הוא פרוס לרוחב של הממברנה.
והנה כאן - וזה באמת הדבר החשוב
בסרטון הזה, או באמת
האברון החשוב בסרטון הזה.
ישנו האברון הזה בתוך תא השריר, והוא נקרא
בשם sarcoplasmic reticulum. הרטיקולום הסרקופלסמי.
בעצם הוא מאוד דומה לרטיקולום האנדוטליאלי
באופן שבו הוא בנוי או אולי איך
הוא מתייחס לרטיקולום של האנדוטל. אלא שכאן
התפקיד העיקרי שלו הוא אחסון.
בעוד שתפקידו של של הרטיקולום של האנדוטל קשור
בהתפתחות חלבון ויש לו ריבוזומים הצמודים אליו
אבל כאן הוא אך ורק איבר איחסון.
ברטיקולום הסרקופלמי יש משאבה של יוני סידן
על הממברנה שלה והם פועלים
כמו ATPaces, כלומר הם משתמשים בATP כדי לתדלק את המשאבה.
טוב, אז ATP נכנס, ATP נצמד אליו, ואולי
יוני סידן נצמדים אליו וכאשר הATP עובר הידרוליזה
ל-ADP ולמולקולה של זרחן, זה משנה את
הקונפורמציה של החלבון, ושואב
את יון הסידן פנימה.
אז יון הסידן נשאב פנימה
לכן סך כל האפקט של כל משאבות יוני הסידן
על הממברנה של הרטיקולום הסרקופלמי ,
במצב של שריר במנוחה -- הוא שיהיה ריכוז מאוד גבוה של יוני סידן
בפנים .
אתם כנראה כבר יכולים לנחש
לאן זה מוביל.
כאשר השריר צריך להתכווץ, יוני הסידן האלה
נשפכים אל תוך הציטופלזמה של התא.
ואז הם מסוגלים להתקשר אל הטרופונין שכאן.
ולבצע את כל הדברים שדברנו עליהם בסרטון הקודם.
אז מה שמעניין אותנו הוא איך התא יודע מתי
לשפוך את יוני הסידן לתוך הציטופלסמה?
כאן זה פנים התא.
לכן בסביבה הזו ישנם פתילי האקטין,
ראשי המיוזין, וכל היתר..הטרופונין,
הטרופומיוזין -- והם כולם חשופים לסביבה
שנמצאת כאן.
לכן תוכלו לדמיין - נוכל לצייר אותם כאן
פשוט כדי להבהיר זאת.
זה שרטוט מאוד אבסטרקטי.
נראה את המבנה בפירוט יתר בסרטונים הבאים.
זה שרטוט מאוד אבסטרקטי. אבל הוא
יתן לכם מושג על מה שקורה.
נניח שזה תא עצב -- ונקרא לו תא עצב מוטורי
הוא מאותת להתכווצות השריר.
קודם כל, אנו כבר יודעים איך האיתות הזה נע דרך תא עצב
במיוחד לאורך האקסונים ע"י פוטנציאל הפעולה
נניח שיש לנו תעלת נתרן בדיוק כאן.
זה שער שמופעל ע"י מתח ולכן יש קצת
מתח חיובי כאן.
זה מסמן לתעלת הנתרן שבשער המתח כאן -- להפתח.
לכן היא נפתחת ומאפשרת ליוני נתרן נוספים - לזרום פנימה.
זה גורם כאן לעליה קלה במטען.
לכן זה מעורר את השער הבא של התעלה תלויית המתח החשמלי להפתח.
וכך זה מתקדם לאורך הממברנה
של האקסון , ובסופו של דבר, כאשר זה מגיע לסף
של המטען החיובי, השער של תעלות הסידן -- יפתח.
כל זה הינו חזרה על מה שלמדנו בסרטון
על תא העצב.
לכן לבסוף,, כאשר זה נעשה חיובי במידה מספקת קרוב אל
תעלות יוני הסידן - הם מאפשרים ליוני הסידן
לזרום פנימה.
יוני הסידן זורמים פנימה ומתקשרים עם החלבונים היחודיים
של הממברנה ליד הסינפסה או של הממברנה
הקדם סינפטית כאן.
אלה הם יוני סידן.
הם קשורים לחלבונים שמעגנים את השלפוחיות.
זוכרים? שלפוחיות הן הממברנות האלה
שסביב המתווכים העצביים.
כאשר הסידן מתקשר אל החלבונים האלה
קורה אקסוציטוזיס.
זה מאפשר לממברנה של השלפוחיות להתאחד עם
הממברנה של תא העצב עצמו
והתוכן שלהן נשפך החוצה..
כל זה הוא חזרה על הסרטון של תא העצב.
זה הוסבר אפילו ביותר פרטים בסרטונים הקודמים, אבל
ישנם כל
המתווכים העצביים האלה שנשפכים החוצה.
דיברנו כבר על הסינפסות שבין תא העצב
ותא השריר.
המתווך העצבי כאן הוא acetylcholine = אציטוכולין
וכמו שקורה בדנדריט
האצטילכולין נקשר אל הקולטנים שעל הסרקולמה
או שהממברנה של תא השריר, וזה פותח
תעלות נתרן שעל תאי השריר.
כך שגם לתאי השריר יש מפל גרדיינטים של מתח לאורך
הממברנה, בדיוק כמו לתא העצב.
לכן כאשר החבר הזה מקבל קצת אצטילכולין
הוא מאפשר לנתרן לזרום לתוך תא השריר.
אז יש כאן + וזה מפעיל את פוטנציאל הפעולה
בתוך תא השריר.
אז יש לנו קצת מטען חיובי .
אם הוא מגיע לרמה מספיקה ז.א. עד לרמת הסף - הוא יעורר
את השער שמותנה במתח כאן, וזה יאפשר
לעוד נתרן לזרום פנימה.
ואז זה יהיה קצת חיובי גם כאן.
וכמובן יש גם אשלגן שמווסת אותו.
זה בדיוק כמו שקורה בתא העצב.
לבסוף, פוטנציאל הפעולה הזה - יש לכם
תעלת נתרן במקום הזה.
כאשר זה נעשה מספיק חיובי, אז הוא נפתח ומאפשר
אפילו לעוד נתרן לזרום פנימה.
כך פועל פוטנציאל התנועה.
ואז פוטנציאל התנועה הזה - כך שיש לכם
תעלת נתרן גם כאן - והוא יורד לתוך צינורית -T הזו.
באופן זה המידע מתא העצב -- תוכלו לדמיין
את פוטנציאל התנועה כאילו הוא הופך לסוג של איתות כימי
שמעורר פוטנציאל תנועה אחר,
שיורד מטה בצינורית -T.
זה באמת מעניין -- והוא באמת עדיין
שטח פתוח למחקר, וניתן לכם
כמה מראי מקורות אם תרצו לקרוא יותר על המחקר הזה.
ישנו חלבון מורכב שבעיקרון מגשר בין
הרטיקולום הסרקופלסמי ובין צינורית-T.
נצייר את זה כמו תיבה גדולה כאן.
הנה החלבון המורכב הזה כאן.
אז נראה לכם -- אנשים מאמינים ,
נכתוב כמה מילים כאן בצד.
זה קשור בחלבונים triodin, junctin,
וגם בcalsequestran ו- rianodine.
כולם איכשהו מעורבים בחלבון במורכב הזה
וכאן הגשרים בין צינורית-T והרטיקולום הסרקופלסמי.
אבל בתמונה הגדולה - מה קורה כאשר פוטנציאל התנועה הזה
זז כאן למטה --אנו מגיעים ל מטען חיובי מספיק
כאן בסביבה - והחלבון המורכב הזה מעורר
את השחרור של הסידן.
חושבים ש ה -ryanodine הוא בעצם החלק
שאחראי לשחרור של הסידן, אבל אפשר לומר
שהוא -אולי מעורר בדיוק כאן.
כאשר פוטנציאל התנועה זז למטה,
בואו נחליף לצבע אחר.
כבר יש יותר מידי מהסגול הזה.
כאשר פוטנציאל התנועה מגיע מספיק רחוק
נצייר באדום - כאשר פוטנציאל התנועה מגיע מספיק רחוק
אז הסביבה נעשית קצת חיובית בגלל כל יוני הנתרן האלו
שזורמים פנימה, והתיבה המסתורית הזו -- תוכלו
לחפש ברשת בעצמכם את החלבונים האלה.
אנשים עדיין מנסים להבין איך בדיוק
התיבה המיסתורית הזו פועלת, היא מעוררת פתח
לכל יוני הסידן להמלט דרכו מהרטיקולום הסרקופלסטי.
לכן כל יוני הסידן נשפכים החוצה אל החוץ של הרטיקולום הסרקופלסטי
לתוך התא עצמו,
אל הציטופלסמה של התא.
עכשיו כשזה קורה, מה יתרחש הלאה?
ובכן, יהיה ריכוז גבוה של סידן,
יוני הסידן קשורים לטרופונין,
כמו שאמרנו בתחילת הסרטון.
יוני הסידן קשורים לטרופונין, הם מרחיקים את המיוזין הצידה
ואז המיוזין משתמש ב ATP כפי
שלמדנו בסרטונים הקודמים, והוא מתחיל ל"זחול" לאורך האקטין
ובאותו הזמן, כאשר האיתות נפסק, הדבר הזה
נסגר ומשאבות יוני הסידן יקטינו שוב
את ריכוז יוני הסידן.
ואז התכווצות השריר תפסק והשריר
שוב פעם יהיה רפוי.
כך שכל הדבר הגדול הזה, הוא שיש את המיכל
הזה של יוני סידן, שכאשר השריר רפוי , הוא
מוציא את יוני הסידן מתוך פנים התא
ואז השריר רפוי ואין אפשרות למיוזין
לטפס לאורך האקטין.
אבל, כאשר הוא מקבל את האות, הוא שופך אותו חזרה
ואז מתרחש כווץ השריר בגלל
שהטרופומיוזין מורחק מהמקום על ידי הטרופונין.
אז זה ככה.
זה די מדהים.
זה גם מפליא שעדיין כל זה
אינו מובן עד הסוף.
זה מחקר פעיל - אם תרצו להיות חוקרי ביולוגיה
זה יוכל להיות דבר מעניין שכדאי
לנסות להבין.
קודם כל זה מעניין פשוט מבחינה מדעית.
להבין איך זה מתפקד, אבל אולי יש גם
אפשרות שישנן מחלות שהן
תוצר לוואי של חלבונים שאינם מתפקדים כהלכה.
אולי תצליחו איכשהו לשנות את פעולתם של הדברים הללו
לטובה או לרעה. מי יודע?
תהיה לכך חשיבות רבה אם תוכלו
למצוא מה בדיוק קורה כאן כאשר
פוטנציאל הפעולה מופיע כדי לפתוח
את תעלת הסידן הזו.
טוב, עכשיו יש לפנינו את התמונה הגדולה
אנו יודעים איך עצב מוטורי יכול לעורר התכווצות
של תא ע"י כך שהוא מאפשר לרטיקולום הסרקופלסמי
לתת ליוני הסידן לנוע דרך הממברנה
בציטופלסמה של התא.
קראנו קצת על זה לפני הסרטון הזה.
המשאבות האלה הן מאוד יעילות.
אם כן, כאשר האיתות נפסק והדלת נסגרת - כאן
אז הרטיקולום הסרקופלסטי יכול להחזיר
את ריכוז היונים תוך 30 אלפיות השניה.
לכן אנו מצטיינים ביכולתנו להפסיק התכווצויות.
לכן אנו יכולים להכות ולמשוך חזרה את הזרוע
ואז היא מתרפה בחלקיק שניה ,כי אנו יכולים
להפסיק את ההתכווצות ב30 אלפיות השניה, שזה פחות
מ 30\1 של שניה.
אז OK, נתראה בסרטון הבא, שבו נלמד את
האנטומיה של תא השריר
בקצת יותר פרטים.