Fungsi Sarkomer, Struktur dan pengertian

Sarkomer, disebut juga miomer, adalah salah satu komponen dasar otot lurik yang memungkinkan kontraksi otot. Setiap sarkomer terdiri dari protein kompleks, termasuk aktin dan miosin, diselaraskan secara seri untuk membentuk struktur silinder yang disebut miofibril, di dalam sel otot.

Protein sarkoma diatur dalam pita dengan karakteristik tertentu, yang di bawah mikroskop memberikan tampilan lurik pada otot rangka dan otot jantung, terlihat pada gambar di bawah. Otot polos terorganisir dengan cara yang berbeda, dan tidak memiliki sarkoma

Pengertian

Sarkomer adalah salah satu unsur dasar otot yang menyebabkan kontraksi otot. Ini memiliki fungsi kontraksi otot. Sarkoma dibentuk oleh sekelompok protein kontraktil.

Sarkomer adalah satuan fungsional dari otot lurik. Ini berarti sarkomer merupakan unit paling dasar yang membentuk otot rangka kita. Otot rangka adalah jenis otot yang memulai semua gerakan sadar kita. Di sinilah letak fungsi utama sarkomer.

Sarkomer mampu memulai gerakan besar, cepat dengan kontraksi serempak. Struktur unik mereka memungkinkan unit-unit kecil ini untuk mengoordinasikan kontraksi otot-otot kita.

Faktanya, sifat kontraktil otot adalah ciri khas hewan. Pergerakan hewan sangat halus dan kompleks. Gerakan cekatan membutuhkan perubahan panjang otot saat otot melentur. Ini memerlukan struktur molekul yang dapat memendek bersama dengan pemendekan otot. Persyaratan seperti itu ditemukan pada sarkomer.

Setelah pemeriksaan lebih dekat, jaringan otot rangka mengeluarkan penampilan bergaris, yang disebut striasi. “Garis-garis” ini dilepaskan oleh pola bolak-balik cahaya dan pita gelap yang sesuai dengan filamen protein yang berbeda.

Garis-garis ini dibentuk oleh serat-serat yang saling mengunci terdiri dari setiap sarkomer. Serat tubular yang disebut miofibril adalah komponen dasar yang membentuk jaringan otot. Namun, miofibril sendiri pada dasarnya adalah polimer, atau unit berulang, dari sarkomer.

Miofibril berserat dan panjang, dan terbuat dari dua jenis filamen protein yang bertumpuk di atas satu sama lain. Miosin adalah serat tebal dengan kepala bulat, dan aktin adalah filamen tipis yang berinteraksi dengan miosin ketika kita melenturkan otot.

serat otot rangka
Gambar serat otot rangka

Struktur Sarkomer

Pita

Pengamatan serat otot lurik di bawah mikroskop elektron memungkinkan untuk mengidentifikasi pola berulang pita dan garis. Ini sesuai dengan beberapa sarkoma, selaras dalam seri.

Zona di mana sarkomer terhubung ke yang berikutnya diterjemahkan oleh garis yang lebih gelap, yang disebut garis (atau disk) Z (dari Zwischenscheibe Jerman – disk antara sesuatu, dalam kasus antara satu sarkomer dan yang lainnya). Sebuah sarkomer sesuai dengan ruang yang memisahkan dua garis Z berturut-turut.

Di setiap sisi garis Z ada pita yang jelas, yang disebut pita I (dari isotropik, ketika diamati di bawah cahaya terpolarisasi), terdiri dari filamen tipis aktin. Antara pita I adalah pita A (dari anisotropik), lebih gelap, di mana filamen tipis tumpang tindih dengan filamen miosin tebal. Di tengah pita A adalah garis M (dari bahasa Jerman, Mittelscheibe – disk tengah), dan di sekitarnya ada pita yang lebih sempit, lebih terang, yang disebut pita H (dari heller Jerman – lebih jelas), di mana mereka berada filamen miosin.

Filamen

Sarkoma terutama terdiri dari dua jenis filamen:

  • Filamen tebal. Ini terdiri dari protein myosin (lebih khusus myosin II).
  • Filamen tipis. Ini dibentuk oleh aktin, nebulin, tropomiosin, dan monomer troponin.

Selain filamen ini, ada protein raksasa yang disebut titin, yang memiliki tingkat elastisitas tinggi. Fungsinya untuk mencegah peregangan otot yang berlebihan. Perbaiki myosin ke disk Z.

Protein

Protein kontraktil sarkomer adalah: miosin, troponin, tropomiosin dan aktin. Protein-protein ini disejajarkan secara seri dan membentuk struktur berbentuk silinder di dalam sel otot, yang disebut myofibril.

Bagian

Ketika penampang dibuat di pita A, di wilayah di mana filamen tipis dan tebal tumpang tindih, diamati bahwa filamen tebal dikelilingi oleh enam filamen tipis. Di area inilah kontraksi otot akan dimulai, melalui interaksi antara filamen tipis dan tebal.

Ketika otot dalam tubuh kita berkontraksi, dapat dipahami bahwa cara ini terjadi mengikuti teori filamen geser. Teori ini memprediksikan bahwa otot berkontraksi ketika filamen dibiarkan meluncur terhadap satu sama lain. Interaksi ini, kemudian, mampu menghasilkan kekuatan kontraktil.

Namun, alasan struktur sarkomer sangat penting dalam teori ini adalah bahwa otot harus diperpendek secara fisik. Dengan demikian, ada kebutuhan untuk unit yang mampu mengkompensasi pemanjangan atau pemendekan otot yang melentur.

otot rangka
ilustrasi dasar dari komponen dasar otot rangka, sampai ke sarkomer.

Teori filamen geser pertama kali dikemukakan oleh para ilmuwan yang telah menggunakan mikroskop resolusi tinggi dan noda filamen untuk mengamati filamen myosin dan aktin dalam tindakan pada berbagai tahap kontraksi. Mereka mampu memvisualisasikan pemanjangan fisik sarkomer dalam keadaan rileks, dan memperpendek saat keadaan kontraksinya. Pengamatan mereka mengarah pada penemuan zona sarkomer.

struktur dari sarkomer
Gambar struktur dari sarkomer dilenkapi label tiap zona

Mereka pertama kali mengamati bahwa perubahan dinamis yang terjadi selalu terjadi di tempat yang sama, atau zona. Mereka memperhatikan bahwa satu zona sarkomer berulang, yang kemudian disebut “pita A” mempertahankan panjang konstan selama kontraksi.

Pita A memiliki kandungan filamen myosin tebal yang lebih tinggi, seperti yang diharapkan oleh kekakuan area tersebut. Pita A adalah daerah di tengah sarkomer di mana filamen tebal dan tipis tumpang tindih. Ini memberi para peneliti ide lokasi pusat myosin.

Di dalam Pita A adalah zona H, yang merupakan area yang hanya terdiri dari myosin tebal. Pada dasarnya, Pita A dapat dianggap termasuk “semua” dari myosin, termasuk myosin yang terjalin dengan aktin di kepalanya yang bulat.

Terletak di setiap ujung panjang sarkomer adalah Pita I. Pita I adalah dua wilayah yang secara eksklusif mengandung filamen tipis. Cara cepat untuk mengingat ini adalah bahwa band I memiliki filamen “aktin tipis”. Filamen tebal terletak tidak terlalu jauh dari lokasi Pita I; tetapi di kedua sisi, garis tepi mereka melambangkan ujung filamen tebal.

Demikian juga, garis Z atau cakram yang memberi sarkomer bergaris di bawah mikroskop cahaya sebenarnya menggambarkan daerah antara sarkomer yang berdekatan. Garis M, atau divisi tengah, ditemukan tepat di tengah garis Z dan mengandung filamen ketiga yang kurang penting yang disebut myomes.

Seperti disebutkan sebelumnya, kontraksi terjadi ketika filamen tebal meluncur di sepanjang filamen tipis secara berurutan untuk memendekan miofibril. Namun, perbedaan penting untuk diingat adalah bahwa miofilament itu sendiri tidak berkontraksi. Ini adalah aksi geser yang memberi mereka kekuatan untuk memendek atau memperpanjang.

Fungsi Sarkomer

Pergeseran filament menghasilkan ketegangan otot, yang tanpa pertanyaan adalah fungsi utama sarkomer. Tindakan ini memberi kekuatan fisik kepada otot-otot mereka.

Sebuah analogi cepat dari hal ini adalah cara sebuah tangga yang panjang dapat diperpanjang atau dilipat tergantung pada kebutuhan kita untuk itu, tanpa secara fisik memperpendek bagian-bagian logamnya.

Untungnya, penelitian terbaru memberi kita ide yang bagus tentang bagaimana cara kerja geser ini. Teori filamen geser telah dimodifikasi untuk memasukkan bagaimana myosin mampu menarik aktin untuk memperpendek panjang sarkomer.

Dalam teori ini, kepala globular myosin terletak dekat dengan aktin di area yang disebut wilayah S1. Daerah ini kaya segmen berengsel yang dapat melengkung dan dengan demikian memfasilitasi kontraksi.

Penekukan S1 dapat menjadi kunci untuk memahami bagaimana myosin mampu “berjalan” sepanjang filamen aktin. Ini dilakukan dengan memutar myosin-aktin. Ini adalah pengikatan fragmen myosin S1, kontraksi, dan akhirnya pelepasan.

Ketika myosin dan aktin terjalin, mereka membentuk ekstensi yang disebut “jembatan silang.” jembatan silang (Cross-bridges) ini dapat terbetuk dan pecah dengan kehadiran (atau ketiadaan) ATP. ATP membuat kontraksi S1 menjadi mungkin.

Ketika ATP berikatan dengan filamen aktin, ia memindahkannya ke posisi yang mengekspos situs pengikatan myosin. Ini memungkinkan kepala globular myosin untuk mengikat ke situs ini untuk membentuk jembatan silang.

Pengikatan ini menyebabkan gugus fosfat ATP terdisosiasi, dan dengan demikian myosin memulai kekuatannya. Myosin dengan demikian memasuki keadaan energi yang lebih rendah di mana sarkomer dapat memendek.

Selain itu, ATP harus mengikat myosin untuk memecah jembatan silang, dan memungkinkan myosin untuk kembali mengikat aktin dan memulai kejang berikutnya.

Penyimpanan energi

Kebanyakan sel otot hanya menyimpan ATP untuk mengurangi jumlah kontraksi otot. Ketika diam di bawah kondisi gizi yang baik, sel-sel otot menyimpan glikogen dan kreatin fosfat, sehingga dalam latihan yang intens dan berumur pendek, pembaruan ATP disebabkan oleh glikolisis anaerob dan kreatin fosfat. Di sisi lain, ketika sel otot mengalami latihan yang berkepanjangan, hampir semua ATP berasal dari sumber aerobik.

Related Posts