Budowa komórki mięśniowej

Omówienie struktury komórki mięśniowej

Wydaje mi się, że mamy już dość obszerną wiedzę na temat skurczu mięśni

na poziomie komórkowym.

Zróbmy teraz krok w tył i zobaczmy jak wyglądają mięśnie,

przynajmniej na poziomie struktury, i w jakiej stoją relacji

z tym, co wiążemy z mięśniami.

Pozwólcie, że narysuję napięty biceps, o tutaj.

Tutaj jest łokieć i załóżmy,

że to jest prawa ręka.

Więc to biceps, napięty biceps.

Chyba wszyscy widzieliśmy obrazy tego, jak wyglądają mięśnie,

przynajmniej na poziomie makro, i wiemy, że

oba końce są połączone z kośćmi.

Pozwólcie, że narysuję kości.

Nie będę dokładnie znaczył gdzie, ale mięśnie są połączone

z kośćmi z obu stron za pomocą ścięgien.

Więc to będzie część kości.

A tutaj będzie druga kość, z którą się łączy.

I jeszcze ścięgna, które łączą kości

i mięśnie.

Mamy ogólne pojęcie - połączone z dwoma kośćmi, kiedy

się kurczy, porusza pewną część układu kostnego.

Skupiamy się więc na mięśniach szkieletowych.

Dwa inne rodzaje to mięśnie gładkie i mięśnie sercowe.

Sercowe to te, jak łatwo sobie wyobrazić, które tworzą serce.

I mięśnie gładkie. Te nie podlegają woli, są

wolne i tworzą np. przewód pokarmowy.

Stworzę o tym filmik nieco później, ale najczęściej,

gdy ludzie mówią "mięśnie", mają na myśli

mięśnie szkieletowe, które poruszają szkieletem, pozwalają nam

biec, podnosić rzeczy, mówić, robić coś, czy gryźć.

To takie mamy pierwsze skojarzenie. Spójrzmy na to

troszkę dokładniej.

Więc gdybym wykonał przekrój poprzeczny tego bicepsa, o tutaj,

gdybym wykonał przekrój poprzeczny tego mięśnia, tutaj,

pozwólcie, że to powiększę.

To wygląda jakoś tak.

To wnętrze tamtego mięśnia.

I jak wspomniałem wcześniej, oto nasze ścięgno.

I właściwie jest tam błona; nie ma wyraźnego

zaznaczenia czy linii oddzielającej ścięgno i

błonę wokół mięśnia. Ta błona nazywa się

namięsną i jest tkanką łączną, która

okrywa mięśnie, chroni je, zmniejsza tarcie

pomiędzy mięśniem a kośćmi, czy inną

tkanką, która może być w ramieniu tej osoby.

Wewnątrz mięśnia także znajduje się

tkanka łączna.

Pozwólcie, że zmienię kolor.

Niech będzie pomarańczowy.

Ta pomarańczowa tkanka dzieli się na włókna.

To jest omięsna, też

tkanka łączna, znajdująca się wewnątrz mięśnia.

I każdy z tych elementów, które tworzą omięsną,

powiedzmy, gdybyśmy mieli wyciągnąć jeden z nich

i trochę go rozciągnęli, gdybyśmy mieli

go wyciągnąć, jedną część tej

omięsnej, gdybyśmy mieli ją wyciągnąć... właściwie to

pozwólcie, że tak zrobię z tym tutaj.

Gdybyśmy go tak wyciągnęli, tak, że

omięsna go otacza, prawda?

To wszystko to omięsna, i to takie ciekawe słowo na określenie

tkanki łącznej.

Są tu także inne rzeczy.

Są tu nerwy, naczynia włosowate

i wiele innych ponieważ trzeba dostarczyć krew

oraz sygnały nerwowe do mięśni, więc to nie jest wyłącznie

tkanka łączna.

Jest tam wszystko, co musi dostać się

do komórek mięśniowych.

Więc każde z tych części, można by je nazwać 'pod-błonami',

ale bardzo dużymi 'pod-błonami' mięśni.

Każde z nich nazywa się pęczkiem włókien.

Tkanka łączna wewnątrz tych pęczków nazywa się

śródmięsną.

I raz jeszcze, więcej tkanki łącznej, która ma naczynia włosowate,

ma nerwy i wszystko to,

co musi mieć kontakt z komórkami mięśniowymi.

Teraz jesteśmy wewnątrz pojedynczego mięśnia.

Ta zielona tkanka to śródmięsna.

Każde z tych elementów wewnątrz śródmięsnej to już

właściwe komórki mięśniowe.

To jest właściwa komórka mięśniowa.

Zaznaczę ją na fioletowo.

Więc to tutaj - wyciągnę to trochę.

Wyciągnę to... Oto jest i komórka mięśniowa.

Do tego chcieliśmy dojść, ale wejdziemy jeszcze głębiej

mięśnia aby zrozumieć jak miozyna

i aktyna działa wewnątrz komórki mięśniowej.

Więc to tutaj to włókno mięśniowe.

Dwa najczęstsze skróty jakie napotkacie przy omawianiu

mięśni to: myo, które, jak łatwo sobie wyobrazić,

odnosi się do mięśnia.

Napotkacie też skrót sarco, jak

sarkolemma, albo retikulum sarkoplazmatyczne.

Więc zobaczycie też skrót sarco, i to znaczy

mięso. Możecie skojarzyć z sarkofagiem, albo czymkolwiek,

co zaczyna się na sarko.

Więc sarco odnosi się do mięsa.

Mięśnie to mięso, a myo to mięśnie.

Więc to jest włókno mięśniowe.

To jest włókno mięśniowe, więc powiększmy

właściwe włókno.

Pozwólcie, że narysuję to obok o wiele większe.

Więc takie włókno nazywa się włóknem mięśniowym,

Nazywa się włóknem, ponieważ jest dłuższe niż szersze.

Teraz narysuję

włókno mięśniowe.

Narysuję raz jeszcze przekrój poprzeczny włókna mięśniowego.

To, co widzicie, może być bardzo krótkie, kilkaset

mikrometrów, albo bardzo długie, przynajmniej jak na

włókna mięśniowe.

Mowa tu o kilku centymetrach.

Pomyślcie o tym jak o komórce.

To bardzo długa komórka.

I właśnie dlatego, że jest taka długa, musi mieć

wiele jąder komórkowych.

Żeby narysować jądra komórkowe, pozwólcie, że wykonam

lepszy szkic włókna mięśniowego.

Narysuję drobne wypustki na zewnątrz błony, gdzie

będą jądra komórkowe tego włókna.

Pamiętajcie, to tylko pojedyncza komórka

i jest bardzo długa, dlatego ma wiele jąder.

Wykonam przekrój poprzeczny, gdyż wchodzimy

do środka komórki.

Jak powiedziałem, jest wielojądrowa.

Więc jeśli wyobrazimy sobie, że komórka jest przezroczysta,

to tutaj byłoby jedno jądro, drugie tutaj,

kolejne tutaj, a kolejne

jeszcze tu.

A powodem występowania wielu jąder jest to,

że przy tak długich odległościach, nie trzeba czekać aż białka

przebędą tak długą drogę od jądra

do odpowiedniej części komórki.

W zasadzie można mieć całą informację zawartą w DNA

na wyciągnięcie ręki.

Więc jest wielojądrowa.

Wyczytałem raz, że jest około 30 jąder na milimetr

tkanki mięśniowej.

Nie wiem, czy to akurat nasz przypadek, ale

jądra są tuż pod błoną

włókna mięśniowego, i wiecie jak się to nazywa

z poprzedniego filmiku.

Błona mięśnia to sarkolemma.

To są jądra komórkowe.

I jeśli zrobimy teraz przekrój poprzeczny tego to

mamy nawet pewne rurki wewnątrz tego nazywane miofibrylami.

Więc jest szereg rurek wewnątrz

właściwego włókna.

Pozwólcie, że wyciągnę jedno z nich.

Więc oto jedna z tych rureczek.

Nazywa się je miofibrylami.

I gdybyście spojrzeli na to pod mikroskopem,

zobaczylibyście prążki na tym.

Te prążkowania wyglądały by mniej więcej tak,

i tak, i tak, i tak, i byłoby też kilka takich,

i takich.

I wewnątrz tych miofibryli możemy znaleźć to, co nazywamy filamentami

miozynowymi i aktynowymi.

Powiększmy tę miofibrylę.

Będziemy tak powiększać aż dojdziemy do poziomu komórkowego.

Więc ta miofibryla, pamiętajcie, znajduje się wewnątrz

włókna mięśniowego.

Włókno mięśniowe jest komórką mięśniową.

Miofibryla to rurka wewnątrz

włókna mięśniowego.

To właśnie te elementy powodują

skurcz mięśnia.

Więc jeśli powiększymy miofibrylę, uzyskamy coś,

co będzie wyglądać mniej więcej tak i będzie mieć

takie pasy.

Więc te pasy będą wyglądać mniej więcej tak.

I krótsze będą wyglądać tak.

Będą też szersze o tak.

Staram się jak najlepiej to narysować,

jeszcze może być cienka linia o tu.

To samo powtarza się tutaj.

Każda z tych powtarzających się

jednostek nazywa się sarkomerem.

I te jednostki zaczynają się i kończą

tak zwaną linią Z.

Ta terminologia wywodzi się stąd, że kiedy naukowcy

spojrzeli pod mikroskopem i zobaczyli te linie,

zaczęli je nazywać.

Znacie już drugą terminologię. Wrócimy do niej za moment i powiemy

jaki ma związek z aktyną i miozyną.

To tutaj to prążek A.

A ta odległość, albo te części

nazywają się prążkami I.

I już dosłownie za kilka chwil powiemy sobie jak to się ma

do mechanizmów, jednostek czy cząsteczek,

o których mówiliśmy w ostatnim filmie.

Więc jeśli powiększymy to, jeśli mielibyśmy wejść

w te miofibryle, gdybyśmy mieli wykonać przekrój poprzeczny

tych miofibryli, jeśli mielibyśmy je przekroić

równolegle do ekranu,

zobaczylibyście coś,

co wygląda mniej więcej tak.

To by była nasza linia Z.

A to następna linia Z.

Teraz powiększam sarkomer.

Oto kolejna linia Z.

Mamy też filamenty aktynowe.

Teraz już wkraczamy w poziom komórkowy

o którym wam mówiłem.

A pomiędzy filamentami aktynowymi mamy

filamenty miozynowe.

Pamiętajcie, filamenty miozynowe mają dwie główki.

Każde z nich ma takie dwie główki, które są przyczepione

wzdłuż filamentu aktynowego.

Rysuję tylko kilka z nich i są one przyczepione

pośrodku, właśnie tak.

Powiemy o tym za chwilę, gdy będziemy mówić o tym, co się dzieje

gdy mięsień się kurczy.

Narysuję to jeszcze raz tutaj.

To ma o wiele więcej główek niż ja tu rysuję, ale to da wam jakiś

obraz tego, co się dzieje.

To jest miozyna, jak sądzę białka,

i przeplatają się, jak widzieliśmy w poprzednim filmiku,

i zrobię tu jeszcze jeden filament.

Nie rysuję tego dokładnie.

Możecie zauważyć, że prążek A odpowiada

miejscu, gdzie jest miozyna.

Więc to jest prążek A.

Filamenty częściowo pokrywają się.

Pokrywają się, ale nawet w pozycji spoczynku

jest część, gdzie nie ma miozyny, jest tylko aktyna

i jest to nasz prążek I.

Filamenty miozynowe utrzymywane są w miejscu dzięki titynie,

którą można sobie wyobrazić jako skręcone białko.

Narysuję to innym kolorem.

Więc miozyna utrzymywana jest przez titynę.

Jest przyczepiona do linii Z za pomocą tityny.

Więc co się stało?

Mamy to wszystko. Kiedy neuron wysyła sygnał, pozwólcie,

że narysuję koniec neuronu tutaj, koniec

aksonu tutaj.

To jest silnik.

Mówi temu gościowi: 'kurcz się'.

Mamy do czynienia z potencjałem czynnościowym.

ten potencjał wędruje wzdłuż błony tak naprawdę

we wszystkich kierunkach.

I kiedy w końcu dojdzie do

tych małych poprzecznych kanalików, nazywanych kanalikami T,

wchodzi wewnątrz komórki i dalej się rozchodzi

po komórce.

To powoduje, że retikulum sarkoplazmatyczne wytwarza wapń.

Wapń wiąże się z troponiną, która jest

związana z filamentami aktynowymi, która odsuwa tropomiozynę

i może pojawić się skurcz.

Miozyna zaczyna używać ATP do kurczenia się

wzdłuż filamentów aktynowych.

Jak widzicie, w miarę kurczenia się,

powodują ruch - i możecie widzieć to jako

ruch aktyny w tę stronę, albo możecie mówić, że to miozyna

przeciąga aktynę w tę stronę, ale ruch jest

po obu stronach nici, jasne?

Więc miozyna zostaje w miejscu, podczas gdy filamenty

aktynowe będą przysuwane do siebie.

I tak właśnie działa skurcz mięśni.

Więc mam nadzieję, że udało mi się połączyć duży

obraz zgiętego mięśnia, przechodząc przez to wszystko, aż do

poziomu komórkowego,

który omówiliśmy w ostatnich filmikach.

Jak wiecie, gdy to ma miejsce we wszystkich

miofibrylach, tak, ponieważ

retikulum sarkoplazmatyczne uwalnia wapń ogólnie

do cytoplazmy, albo, w przypadku mięśni

mioplazmy, czyli cytoplazmy

komórki mięśniowej.

Wapń zalewa wszystkie te miofibryle, i może

związać się z troponiną, albo chociaż

dużą częścią troponiny na filamentach aktynowych,

i wtedy cały mięsień się kurczy.

Dopiero wtedy ma to miejsce, bo pojedyncze miofibryle,

włókna, czy nawet pęczki włókien nie mają

dostatecznej siły do skurczu.

Ale jeśli połączycie je wszystkie,

bo jeśli pracuje tylko jeden, lub kilka, mamy do czynienia

z tak zwanym tikiem.

Ale jeśli wszystkie razem wykonają skurcz,

to wywoła odpowiednią moc

do wykonania jakiejś pracy, ruszenia kości

czy podniesienia jakichś ciężarów.

Więc mam nadzieję, że było to choć trochę pomocne.