Sarkomeerit

Sarkomeeri on striatoidisen lihaksen kontraktiokokonaisuus ja perusyksikkö, joka sijaitsee myofibrillissä ja toistuu lihaksessa toistuvasti. Sarkomeerin rajat määräytyvät kahden Z-levyn väliin. Lepotilassa sen pituus on tyypillisesti noin 2 mikrometriä, ja kontraktiossa se lyhenee filamenttien liikkeen seurauksena.

Rakenne: Sarkomeeri koostuu paksuista filamenteista (myosiini) ja ohuita filamenteista (aktiini). Paksut filamentit muodostavat myosiinimolekyylien järjestelyn, joilla on päissä aktiiviset päännyt sitoutumaan aktiiniin. Ohut filamentteihin kiinnittyvät tropomyosiini ja troponiini, jotka säätelevät sitoutumiskohdat. Z-levyt kiinnittävät ohuita filamentteja. A-alue sisältää koko paksun filamentin, I-alue koostuu vain ohuita filamentteja, ja H-alue on A-alueen keskellä, jossa ei ole ohuita filamentteja. Titin on suuri proteiini, joka ulottuu Z-levystä M-levyyn ja toimii mekaanisena jousena, auttaen sarkomeerin palautumisessa. Nebulin määrittelee osaltaan ohuiden filamenttien pituuden.

Toimintaperiaate: Kontraktio käynnistyy, kun kalsiumionit vapautuvat sarkoplasmisesta retikulumista ja sitoutuvat troponiin C:hen. Tämä siirtää tropomysiinin aktiinin sitoutumiskohdille, mahdollistaa myosiinipäiden kiinnittymisen aktiiniin ja ristihäiriöiden muodostumisen. ATP:n hydrolyysi toimintaenergiana saa myosiinipäät vetämään aktiinia kohti sarkomeerin keskustaa, jolloin saromeeri lyhenee. Ca2+-tason laskiessa troponiini palaa ja tropomysiini peittää aktiinin sitoutumiskohdat, jolloin liike pysähtyy.

Merkitys: Sarkomeerit määräävät lihaksen voiman ja nopeuden. Geneettiset virheet sarkomeerien proteiineissa voivat johtaa lihas- ja sydämen sairauksiin, kuten eri tyyppisiin myopatioihin ja kardiomyopatioihin. Sarkomeerien tutkimus on keskeinen ala lihasten toiminnan ja sairauksien ymmärtämisessä.