Vilken funktion har cytoplasmatiskt retikulum i muskelfibrer?

Cytoplasmatiskt retikulum i muskelfibrer, även känt som sarkoplasmatiskt retikulum (SR), spelar avgörande roller i processen för muskelkontraktion och avslappning. Här är några viktiga funktioner hos det sarkoplasmatiska retikulum i muskelfibrer:

Lagring och frisättning av kalcium:

1. Kalciumbindning :SR fungerar som ett huvudsakligt intracellulärt kalcium (Ca2+) lager i muskelfibrer. Det ackumulerar aktivt och binder kalciumjoner från cytoplasman under muskelavslappning. Denna process involverar verkan av specialiserade proteiner som kallas kalciumpumpar (SERCA-pumpar) som finns på SR-membranet.

2. Kalciumfrisättning :Vid mottagning av en signal från motorneuronen frisätter SR snabbt kalciumjoner till cytoplasman. Denna process är avgörande för att initiera muskelkontraktion. Kalcium fungerar som en andra budbärare som utlöser bindningen av myosin till aktinfilament, vilket leder till muskelfiberförkortning och sammandragning.

Excitation-Contraction (EC)-koppling:

SR är nära förknippat med de tvärgående tubuli (T-tubuli), som är invaginationer av muskelcellmembranet. Detta arrangemang skapar specialiserade strukturer som kallas triader (i skelettmuskel) eller dyader (i hjärtmuskeln), där SR är placerad nära T-tubulierna.

1. Action Potential Propagation :När en aktionspotential når muskelfibern, färdas den längs T-tubulierna, vilket orsakar en depolarisering av SR-membranet.

2. Kalciuminducerad kalciumfrisättning (CICR) :Depolariseringen av SR-membranet utlöser en konformationsförändring i ryanodinreceptorerna (RyR) som finns på SR. Denna konformationsförändring öppnar RyR-kanalerna, vilket tillåter kalciumjoner att strömma ut ur SR in i cytoplasman. Den snabba frisättningen av kalcium från SR är känd som kalciuminducerad kalciumfrisättning (CICR).

Påfyllning av kalciumförråd:

Efter muskelsammandragning måste kalciumjoner pumpas tillbaka in i SR för att återställa kalciumlagren och förbereda för nästa sammandragning. Denna process utförs av SERCA-pumparna placerade på SR-membranet. Den energi som krävs för kalciumupptag härrör från hydrolysen av ATP-molekyler.

Reglering av muskelavslappning:

När aktionspotentialen upphör, transporterar SR-pumparna aktivt kalciumjoner tillbaka in i SR, vilket sänker den cytoplasmatiska kalciumkoncentrationen. Denna minskning av kalciumnivåerna leder till dissociering av myosin från aktinfilament, vilket orsakar muskelavslappning.

Därför spelar det sarkoplasmatiska retikulumet i muskelfibrer viktiga roller för att reglera kalciumhomeostas, initiera muskelkontraktion genom kalciumfrisättning och återställa kalciumdepåer för efterföljande sammandragningar.