Sarcomerijärjestelmä

Sarcomerijärjestelmä, useimmiten puhuttaessa sarkomereista, on striated-lihaksen perusyksikkö ja sen järjestäytymisen sekä toiminnan keskittymää. Sarkomeri muodostaa myofibrillissä toisiinsa liittyvien filamenteiden kulkureitin, ja sen päät määrittävät Z-viivat; sarkomeri on suunnilleen 2 mikrometriä pitkä levittäytyvä pituus yksikkö. Sillä alueilla on sekä paksut filamentit (myosiini) että ohut filamentit (aktiini), joita säätelevät proteiinit ja rakenteelliset komponentit.

Rakenteellisesti sarkomeri sisältää I-alueen (vain ohuita filamentteja), A-alueen (ylipeittävä alue sekä paksujen ja ohuiden filamenttien päällekkäisyys) sekä H-zonan (alue, missä ei ole ohuita filamentteja) ja M-viivan keskellä sijaitseva tiivis rakenne. Paksut filamentit sijaitsevat keskellä, ja ohut filamentti ulottuu molempiin suuntiin. Säätelevät proteiinit, troponiini ja tropomysiini, ohjaavat myosiinin muodostumista kiinnittymällä aktiiniin. Titin ja nebulin ovat litteä, mutta tärkeitä rakenteita: titin antaa passiivisen jännitteen sekä järjestelee sarkomeerin pituutta, kun taas nebulin toimii osin aktiinin pituusmallina.

Supistuminen tapahtuu liukuvan filamentin mekanismin kautta: Ca2+-ionit vapautuvat sarkoplasmisesta retikulumista, mikä tapahtuu T-tubulien ja reseptorijärjestelmän kautta, ja Ca2+ sitoutuu troponiini C:hen. Tämä siirtää tropomysiinin paljastamaan aktiin sitoutumispaikat, jolloin myosiinireaktiot voivat tapahtua ATP:n energialla. Jokainen sykli johtaa sarkomeerin lyhenemiseen, mikä näkyy lihaskudoksen kokonaispituuden pienenemisenä.

Sarkomerijärjestelmä on olennaisesti sama sekä Skeletal- että Cardiac-lihaksessa, mutta niiden säätely ja dynamiikka poikkeavat hieman rakenteellisten ja fysiologisten erityispiirteiden vuoksi. Viat sarcomerian proteiineissa voivat johtaa lihas- ja sydänsairauksiin, kuten hypertrofiseen cardiomyopatiaan.