Myofibrila
Definice myofibrily
Myofibrila je součástí kosterního svalu živočichů. Myofibrily jsou dlouhá vlákna, která probíhají paralelně vedle sebe a tvoří svalová (myo) vlákna. Myofibrily a z nich vyplývající myofibrily mohou být dlouhé až několik centimetrů. Svalová vlákna jsou jednotlivé vícejaderné buňky, které se spojují a vytvářejí sval. Myofibrily se skládají z opakujících se podjednotek zvaných sarkomery. Tyto sarkomery jsou zodpovědné za svalové kontrakce.
Struktura myofibril
Myofibrily se skládají ze dvou typů vláken: tenkých a tlustých vláken. Tenká filamenta se skládají z vláken proteinu aktinu a regulačního proteinu svinutých dohromady, zatímco silná filamenta se skládají z vláken proteinu myozinu. Tenká a silná filamenta tvoří částečně se překrývající vrstvy, které jsou uspořádány do funkčních jednotek zvaných sarkomery. Vzhledem ke způsobu uspořádání myofilament se zdá, že myofibrily mají tmavé a světlé pruhy, což dává svalům pruhovaný vzhled. Tmavé pruhy se nazývají pruhy A a skládají se ze silných vláken a některých tenkých vláken. Ve středu pásu A se nachází zóna H, kde jsou přítomna pouze silná filamenta, a linie M, která obsahuje enzymy podílející se na energetickém metabolismu. Světlé pásy, známé jako pásy I, jsou oblasti obsahující pouze tenká filamenta a nacházejí se mezi pásy A. Pásy I jsou soustředěny v oblasti známé jako linie Z, což je disk tvořený proteinem α-aktininem, který ukotvuje tenká aktinová vlákna a funguje jako hranice mezi podjednotkami sarkomer.
Funkce myofibril
Myofibrily se skládají ze sarkomer, funkčních jednotek svalu. Funkcí myofibril je provádět svalovou kontrakci prostřednictvím modelu posuvných vláken. Když jsou svaly v klidu, dochází k neúplnému překrytí tenkých a tlustých vláken, přičemž některé oblasti obsahují pouze jeden z obou typů. Při kontrakci svalu se sarkomery zkracují na délku v důsledku vzájemného klouzání tlustých a tenkých filament, což vede k většímu překrytí filament a zkrácení H-zóny a I-pásma. Zatímco délka sarkomer se během svalové kontrakce snižuje, délka samotných myofilament se nemění.
Pohyb myofilament je poháněn hydrolýzou ATP na ADP a anorganický fosfát. V klidovém stavu je molekula ATP navázána na globulární myozinovou hlavičku na silném vlákně Při hydrolýze ATP změní hlavička myozinu konformaci a vytvoří s tenkým vláknem vazbu známou jako příčný můstek. Když se molekuly ADP a fosfátu uvolní, hlava myosinu opět změní konformaci a tlačí tenké vlákno směrem ke středu sarkomery. Když se pak na hlavu myosinu naváže nová molekula ATP, hlava se vrátí do své původní konformace a uvolní tenké vlákno v jeho nové poloze blíže k centrální linii M. Cyklus se pak opakuje: nová molekula ATP je hydrolyzována na ADP a anorganický fosfát a hlava myosinu změní konformaci, což vede k posunu tenkého vlákna směrem ke středu sarkomery. Každé tlusté vlákno obsahuje několik set myozinových hlavic, které mohou vytvářet křížové můstky s tenkými vlákny přibližně pětkrát za sekundu. Výsledkem nepřetržitého stahování myofibril je svalová kontrakce.
Svalové kontrakce jsou poháněny ATP. Protože samotné svalové vlákno uchovává jen velmi malé množství ATP, energie pochází ze dvou dalších sloučenin uložených ve svalech: kreatinfosfátu a glykogenu. ATP uložený ve svalovém vlákně a ATP, který může být tvořen kreatinfosfátem, slouží ke krátkodobým přívalům energie; mohou poskytovat energii až po dobu přibližně 15 sekund. Glykogen může poskytovat dlouhodobý zdroj energie, protože glykogen se rozkládá na glukózu, která se pak glykolýzou a aerobním dýcháním přeměňuje na ATP.
Na obrázku je znázorněna sarkomera, jednotka uvnitř myofibrily. Ukazuje tenká aktinová a tlustá myozinová vlákna a to, jak se jejich poloha mění při kontrakci svalu.
Kvíz
1. Kolik typů myofilament se nachází v myofibrile?
A. 1
B. 2
C. 4
D. žádné
2. Jaká struktura funguje jako hranice mezi sarkomérami?
A. A-pruh
B. H-zóna
C. M-linie
D. Z-linie
3. Jaký je nejlepší dlouhodobý zdroj energie pro svalovou kontrakci?
A. ATP
B. škrob
C. glykogen
D. kreatinfosfát