Role of the Sarcoplasmic Reticulum in Muscle Cells

Viimasest videost teame, et kui meil on lihases kõrge

kaltsiumi sisaldus, siis kaltsiumi ioonid seovad ennast

troponiin tüüpi valkudega, mis seejärel muudavad

oma kuju selliselt, et tropomüosiin liigub

eest ära ning müosiinipead saavad

pugeda aktiinikiudude hulka ning siis tekib

tegelikult juba lihaskontraktsioon.

Seega kõrge kaltsiumi sisalduse korral

saame kokkutõmbe.

Madala kaltsiumi kontsentratsiooni korral aga liiguvad troponiini valgud

oma standard olekusse ning tõmbavad,

võib ka öelda, et nad liigutavad tropomüosiini tagasi müosiini peade juurde

ning kaob kontraktsioon.

See tähistab kontraktsiooni, see aga hoopis lõdvestusfaasi.

Järgmine küsimus on ilmselt selline, et kuidas lihas reguleerib,

et kontraktsiooni korral oleks kõrge kaltsiumi sisaldus ning

lõdvestuse ajal aga hoopiski madal?

Või õigemini , kuidas

teeb seda närvisüsteem?

Kuidas annab närvisüsteem teada lihasele millal kontrakteeruda ehk

viia kaltsiumi sisaldus kõrgeks ning millal

viia see madalaks ning lõdvestuda ?

Selleks, et seda mõista, võtame kokku selle,

mida oleme õppinud neuronite videotest.

Joonistan aksonite kokkupuute

koha siia.

Sünapsi,mis sisaldab teise neuroni dendriiti asemel on meil

hoopiski vaja sünapsit, mis

sisaldaks lihasrakku.

See on sünaps lihasrakuga.

Nii....

See on sünaps lihasrakuga.

Ma märgistan nad kõik ära,et te ei satuks segadusse kirjust pildist.

See on akson.

Selle kohtab võib öelda ka aksonite ühenduse lõpp-punkt.

See aga sünaps.

Natuke meeldetuletuseks neuronite videotest:

see koht on sünaptiline lõhe.

See on eelsünaptiline neuron.

See aga sünaptilisjärgne

rakk.

Ta ei ole enam närvirakk.

Ning siin on aga kujutatud

lihasraku membraan .

Järgmistes videotest tutvustan

ma teile

lihasraku anatoomiat.

Praegu oleks see liiga abstraktne , sest hetkel

soovime mõista , kuidas

reguleeritakse kaltsiumi sisalduse taset.

Membraani kohta öeldakse ka sarkolemma.

Kasutada võib mõlemat .

See on siis lihasraku membraan.

Ning seda siin aga võib ettekujutada kui

volti lihasraku membraani.

Kui vaataksime lihasraku pinda, siis see

näeks välja nagu väike auk või süvik,

mis läheb rakku, siin aga tegime ristlõikelise

kujutise , et tuleks ettekujutus süvikust ,

kuid kui rakku torgata nõelaga,

siis saaksime samasuguse tulemuse.

Tekiks membraanilõhe.

Ning seda kutsutakse T-toruks.

Seletame lahti .

T tähendab risti.

Ta asub risti membraanipinnaga.

Ning siin asub aga väga tähis asi selles videos,

õigemine väga tähtis

organell.

See organell asub lihasraku sees ning teda nimetatakse

sarkoplasmaatiliseks retiikulumiks

Sarkoplasmaatiline retiikulum.

See on väga sarnane tsütoplasmavõrgustikuga,

kindlasti tekib teil küsimus, kuidas see

saab olla sarnane tsütoplasmavõrgustikuga, aga

neil mõlemal on varundus funktsioon.

Sellal kui tsütoplasmavõrgustik on haaratud valgutootmises

ning talle kinnituvad ribosoomid,kuid

sarkoplasmaatiline retiikulum on puhtal salvestus organell.

Sarkoplasmaatilisel retiikulumil on membraanil kaltsiumi

pumbad, mis kasutavad

käigusolemiseks ATP´d.

ATP tuleb sisse, kinnitub pumba külge ning kaltsiumiioon

kinnitub selle külge ja kui ATP hüdrolüüsub

ADP'ks pluss veel mõned fosfaadid, siis see

muudab valgu ehitust ning pumpab

kaltsiumiiooni sisse.

Kaltsiumiioon pumbatakse sisse.

Põhiline kaltsiumipumpade efekt

on selles , et sarkoplasmaatiline retiikulum paikneb puhkavas

lihases,milles on väga kõrge kaltsiumiioonide

sisaldus.

Väga kõrge kontsentratsioon.

Nüüd te ilmselt mõistate,

kuhu see kõik viib.

Kui lihas peab kontrakteeruma ,

siis kaltsiumiioonid pumbatakse raku tsütoplasmasse.

Ning nad on võimelised siduma troponiini

ja teevad kõike, millest rääkisime eelmises videos.

Meid huvitab aga, kuidas saadakse teada, millal on

vaja kaltsiumiioonid pumbata rakku?

See on raku sisemus.

Raku sisemus.

See on ala,kus aktiini kiud ning müosiinipead ja kõik

teised ning ka troponiin ja tropomüosiin

on

nähtavad.

Parema ettekujutuse saamiseks joonistan

selle siia.

Osakesed siia.

Ma joonistan nad väga abstraktselt.

Struktuuril peatume lähemalt järgmises videos.

See on väga abstraktne joonistus, kuid ma arvan ,et see

annab teile üldpildist aimu.

Ütleme, et see neuron,kutsume seda motoorseks neuroniks,

annab lihasele impulsi kokkutõmbeks.

See signaal liigub mööda neuroneid,

eriti mööda aksoneid.

Siin võib asuda naatriumikanal.

See on laenguga kaetud, seega võib

esineda siin positiivset laengut.

Impulss käsib naatriumikanalil avaneda.

See avaneb ning laseb üha enam naatriumil juurde voolata.

See muudab aga laengut veel rohkem positiivsemaks.

See omakorda käsib järgmisel kanalil avaneda ja

nii edasi ,

kuni tekib piisavalt positiivset pinget,

et kaltsiumikanal avaneks.

See kõik on praegu ülevaade sellest,

mida õppisime neuronite videotest.

Lõpuks, kui pinge muutub piisavaks

kaltsiumikanalite jaoks, siis nad lubavad

kaltsiumiioonidel sisse voolata.

Kaltsiumiioonid voolavad sisse ning nad seovad

ennast valkudega, mis asuvad sünaptilisemembraani või

eelsünaptilisemembraani juures.

Need on kaltsiumiioonid.

Nad seostuvad valkudega, mis on nagu põiekesed.

Mäletate, et põiekesed olid need membraanid

neuromediaatorite ümbruses.

Need kõik sisaldavad neuromediaatoreid.

Kui kaltsium loob nendega sideme,

siis see võimaldab endotsütoosi peale hakkamist.

Protsess lubab põiekese membraanil kokkusulanduda

neuroni membraaniga ning

põiekeste sisu tühjeneb.

See on kõik ülevaade eelmistest videotest.

Ma seletasin seda protsessi täpsemalt

eelnevates videotes,

kuid kõik neuromediaatorid lüüakse minema antud kohast.

Käsitleme ikka veel sünapsi neuroni

ja lihasraku vahel.

Antud juhul on neuromediaatoriks atsetüülkoliin.

Dendriidiga toimub järgmine tegevus: atsetüülkoliin seob ennast

sarkolemma retseptoritega või lihasraku

membraaniga ning see avab

naatriumikanalid lihasrakku.

Seega on ka lihasrakkude membraani peal laeng,

just nagu neuronitelgi.

Kui see tegelane saab natuke atsetüülkoliini,

siis lubab ta naatriumil lihasrakku voolata.

Seega on seal positiivne laeng ning see põhjustab

lihasrakus tegevuste jada.

Kui on väike positiivne laeng.

Kui laeng läheb piisavalt suureks,siis käivitab see

aga selle kanali,

mis laseb naatriumil juurde voolata.

Siin muutub laeng positiivsemaks.

Muidugi on selle protsessi ümberpööramiseks olemas kaalium.

See läheb neuronisse.

Seega lõpuks kutsutakse esile mingi tegevus

----Naatriumi kanal asub siin----

See muutub natukene positiivsemaks.

Kui see muutub piisavalt positiivseks,siis avaneb see ning lubab

üha enam naatriumit juurde.

Seega on meil protsessi käitaja.

Ning edasi liigub see käitaja

T-torukese juurde.

Seega muunub neuroni impulss

keemiliseks signaaliks,

mis käivitab järjekordese tegevuse,

mis liigub T-torukesse.

See on huvitav koht, ning see teema

on praegu suure uurimise all ning ma annan

teile mõned viited, kus saate lisalugeda,

sest on liitvalk, mis pakub ühendust sarkoplasmaatilise retiikulumi

ja T-torukese vahel.

Joonistan siia suure kasti.

Liitavalk asub siin.

Ma kirjutan need valgud, mis asuvad liitvalgus

siia kõrvale välja.

See sisaldab valke triodiin

Nii...

Nad on kuidagi hõlmatud liitvalgus ,

mis pakub sidet T-torukes ja sarkoplasmaatilise retiikulumi
vahel,

kuid meie jaoks on tähtsam hetkel see ,

mis toimub kui potentsiaal liigub siia --- ehk laeng muutub

siin piisavalt positiivseks, see omakorda käivitab

kaltsiumi vabastamise.

Arvatakse, et ryanodine on tegelikult kaltsiumi

vabastamise taga,

kuid see pole kindel.

Kui protsessi käitaja jõuab siia,

vahetan värvi.

Kasutan liialt liiga palju.

Kui tegevuse käivitaja jõuab piisavalt kaugele ---

kasutan punast--- siis

see keskkond muutub natukene positiivsemaks tänu juurde

tulevatele naatriumiioonidele, mis suunduvad

siia huvipakkuvasse liitvalku.

Siiani üritatakse mõista,

kuidas see liitvalk toimib.

See käivitab protsessi,mis vabastab kaaliumiioonid sarkoplasmaatilisse retiikulumisse.

Seega surutakse kaltsiumiioonid

sarkoplasmaatilise retiikulumi ümbrusesse ehk teisisõnu,

nad suunatakse raku tsütoplasmasse.

Kui see on ära juhtunud, siis mis edasi?

Kõrge kaltsiumi sisalduse tõttu seovad kaltsiumiioonid

troponiini,

nagu ma video alguses seletasin.

Kaltsiumiioonid seovad troponiini, liigutavd tropomüosiini
tee pealt eest ära

ning siis kasutab müosiin ATP'd ,nagu

me juba varasemast teame,

ning samal ajal kui signaal kaob,

lülitub protsess välja ning kaltsiumiioonpumbad

vähendavad kaltsiumi sisaldust.

Kontraktsioon lõppeb ning lihas läheb

lõdvestus seisu.

Seega seisneb põhiidee selles, et on olemas anum kaltsiumiioonidega,

mis siis kui lihased lõdvestuvad,

eemaldavad kaltsiumiioone rakust, et lihas

saaks pikeneda , et müosiinikimbu ei

oleks aktiinis.

Kuid kui tuleb signaal,siis lastakse kaltsiumiioonid taaskord

lihasesse ning tekib kontraktsioon, sest

tropomüosiin liigub eest ära .

Ma ei tea .....

See tundub päris huvitav.

See isegi huvitavam kui fakt,

et seda protsessi ei mõisteta veel täielikult.

Sellega kaasneb aktiivne uurimustöö,

seega on see huvitav ala neile,

kes soovivad saada teaduriks.

Ühel poolt on see huvitav teaduslikust vaatevinklist,

kuidas see tegelikult toimib,

teisalt aga on ka palju haigusi,

mis on põhjustatud valkude väärast funktsioneerimisest.

Võib olla saate te neid asju paremaks

või halvemaks teha.

Seega on tegelikult olemas ka

positiivne mõju , kui te mõtlete välja,

kuidas see protsess

tegelikult toimib.

Nüüd on meil sellest ülevaade olemas.

Me teame kuidas mootorneuron suudab

pakkuda rakule sidet,

lubades kaltsiumiioonidel liikuda mööda seda membraani

raku tsütoplasmasse.

Ma tegin enne seda videot ka suhteliselt mahuka uurimuse protsessi kohta.

Need pumbad on väga suure kasuteguriga.

Kui signaal kaob ning uks sulgub,

siis sarkoplasmaatiline retiikulum saavutab eelneva

kaltsiumi sisalduse umbes 30 millisekundiga.

Sellepärast me olemgi nii head kontraktsioonide peatamisel,

ma saan teha löögi ning seejärel käe tagasi tõmmata ning

siis see lõdvestub millisekunditega , sest

organism on võimeline kontraktsiooni peatama 30 ms'ga, mis on

vähem 1/30 sekundit.

Vaadake ka järgmist videot, kus tutvustame

lihasraku anatoomiat

detailsemalt.

CIAO!