Sarcoplasmatisch reticulum

De sarcoplasmatisch reticulum is een membraansysteem gemaakt van buisjes dat in het sarcoplasma van de spiervezels ligt. Het ondersteunt het transport van stoffen in de cel en slaat calciumionen op, waarvan de afgifte leidt tot spiercontractie. Deze taakuitvoering wordt verstoord bij verschillende spieraandoeningen, bijvoorbeeld bij kwaadaardige hyperthermie of myofasciaal pijnsyndroom.

Wat is het sarcoplasmatisch reticulum?

Het sarcoplasmatisch reticulum is een buisvormig membraansysteem in spiervezels. Een spiervezel komt overeen met een spiercel, maar heeft verschillende celkernen die worden gecreëerd door celdeling (mitose) en die de vezel in lengte laten groeien naarmate deze zich ontwikkelt.

Elke spiervezel is verdeeld in andere vezels, myofibrillen genaamd. Ze kunnen worden onderverdeeld in dwarsdoorsneden (sarcomeren), die de dwarsgestreepte skeletspieren hun naam geven. Het patroon ontstaat door myosine en actine / tropomyosine filamenten: zeer fijne draadjes die afwisselend in elkaar glijden volgens het zipperprincipe. De gladde spieren hebben ook een sarcoplasmatisch reticulum; het werkt op dezelfde manier, maar de structuur is niet zo duidelijk onderverdeeld in individuele eenheden. In plaats daarvan vormen gladde spieren een plat oppervlak.

Het sarcoplasmatisch reticulum is vergelijkbaar met het endoplasmatisch reticulum (ER), het binnenmembraansysteem in andere celtypen. Biologie maakt onderscheid tussen gladde ER en ruwe ER; De laatste heeft talrijke ribosomen op het oppervlak. Deze macromoleculen synthetiseren eiwitten volgens de blauwdruk van het genoom. Het sarcoplasmatisch reticulum is een gladde ER. Niet alleen spieren hebben een gladde ER, maar ook organen zoals de lever of de nieren.

Anatomie en structuur

In zijn geheel vormt het sarcoplasmatisch reticulum een ​​complex buizensysteem dat bestaat uit membranen. Het bevindt zich in de spiervezel of spiercel in het sarcoplasma. Het sarcoplasmatisch reticulum verspreidt zich langs de myofibrillen en omringt ze, aangezien de feitelijke spiercontractie plaatsvindt in hun sarcomeren. Mitochondriën, die de cel van energie voorzien in de vorm van ATP, bevinden zich vaak dicht bij elkaar en liggen, net als het sarcoplasmatisch reticulum, in het weefsel tussen de individuele myofibrillen.

De vliezen van de gladde ER vormen overwegend buisvormige structuren, maar ook zakken of reservoirs en blaasjes. Ze hebben allemaal een binnenruimte binnen het membraan, wat de biologie ook wel lumen noemt. Het buizensysteem kan zich aanpassen aan de behoeften van het weefsel door de structuur te veranderen en het in bepaalde gebieden meer uit te breiden, nieuwe takken te creëren of verschillende kanalen samen te voegen.

Functie en taken

Als onderdeel van de spiercontractie helpt het sarcoplasmatisch reticulum om binnenkomende zenuwsignalen in de spiervezel te verspreiden en de spier te laten samentrekken met behulp van calciumionen. De reden hiervoor is het signaal van een zenuwvezel dat eindigt bij de spier. De neurale informatie kan zowel uit de hersenen komen als uit het ruggenmerg, via welke veel reflexen met elkaar zijn verbonden.

Aan het einde van de zenuwvezel bevindt zich de motorische eindplaat, die, net als de terminale knop bij de interneuronale synaps, blaasjes bevat die zijn gevuld met boodschappersubstanties (neurotransmitters). De neurotransmitters worden vrijgegeven wanneer de elektrische impuls de motorische eindplaat stimuleert. De biochemische moleculen sturen het signaal vervolgens naar het spiermembraan, waar ze ionenkanalen openen en daardoor een verandering in de lading van de cel veroorzaken. De verandering in lading verspreidt zich door het sarcolemma en de T-tubuli.

De T-tubuli zijn buizen die loodrecht op de myofibrillen staan; ze liggen op de Z-schijven van de sarcomeren en zijn verbonden met het sarcoplasmatisch reticulum. Wanneer de spanning het sarcoplasmatisch reticulum bereikt, geeft het opgeslagen calciumionen vrij. Deze hechten zich vast aan het actine-tropomyosinefilament en veranderen tijdelijk van structuur; Hierdoor kunnen de uiteinden van de myosinefilamenten verder tussen de actine-tropomyosinevezels glijden. Op deze manier wordt de spier korter.

De calciumionen binden niet permanent aan het actine-tropomyosinecomplex, maar lossen daarna weer op. Het sarcoplasmatisch reticulum neemt de geladen deeltjes vervolgens terug in de reservoirs, zodat het proces de volgende keer dat het wordt gestimuleerd, kan worden herhaald. Pompen in het membraan van het buizensysteem brengen de calciumionen terug. Bovendien ondersteunt het sarcoplasmatisch reticulum, net als het endoplasmatisch reticulum in andere cellen, de verdeling van stoffen in het sarcoplasma, waardoor het dient als weg voor transportmoleculen.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten

Onvoldoende functionaliteit van het sarcoplasmatisch reticulum is in verband gebracht met verschillende spieraandoeningen en complicaties. Een voorbeeld hiervan is kwaadaardige hyperthermie, die kan optreden als gevolg van medische anesthesie.

Het wordt gekenmerkt door spierstijfheid (rigiditeit), hyperaciditeit (metabole acidose), tachycardie, verhoogd koolstofdioxidegehalte in het bloed of in de lucht die we inademen, zuurstoftekort en kauwspierspasmen (op de kauwspieren, kauwspasmen). De symptomen zijn te wijten aan een ongecontroleerde afgifte van calciumionen in de spiervezel, waarna het weefsel samentrekt als een willekeurige irritatie, de cel snel lijdt aan een gebrek aan energie en grote hoeveelheden warmte en kooldioxide produceert.

Verschillende klinische symptomen zijn het gevolg, waaronder afbraak van spiervezels (rabdomyolyse). De oorzaak van kwaadaardige hyperthermie is een genetische aanleg die leidt tot receptorveranderingen. Het toedienen van bepaalde anesthetica veroorzaakt een valse reactie, daarom spreekt de geneeskunde in dit verband ook van triggersubstanties.

Bij myofasciaal pijnsyndroom treedt verharding op in het spierweefsel, ook wel triggerpoints genoemd. De verharding wordt veroorzaakt door een langdurige spiercontractie: door onvoldoende toevoer van het getroffen gebied kan het endoplasmatisch reticulum de vrijgekomen calciumionen niet terug naar het inwendige pompen. De ionen zijn nog beschikbaar en zorgen ervoor dat de spiercontractie doorgaat.