Costamere - Costamere
| Costamere | |
|---|---|
 Costamere struktur i mus quadriceps
| |
| Detaljer | |
| Del av | Striert muskel |
| Identifikatorer | |
| Latin | costamerum |
| MeSH | D054974 |
| TH | H2.00.05.2.01013 |
| Anatomisk terminologi | |
Den costamere er en strukturell-funksjonell komponent av tverrstripet muskulatur celler som forbinder sarcomere av muskelen til cellemembranen (dvs. sarkolemma).
Costameres er sub-sarkolemmale proteinsamlinger som er omkretsmessig justert i register med Z-disken til perifere myofibriller . De kobler fysisk kraftgenererende sarkomerer med sarkolemmaet i stripete muskelceller og regnes dermed som en av flere " akilleshæler " av skjelettmuskulatur, en kritisk komponent i striert muskelmorfologi som, når den kompromitteres, antas å direkte bidra til utviklingen av flere forskjellige myopatier .
Det dystrofinassosierte proteinkomplekset (DAG), også referert til som det dystrofinassosierte glykoproteinkomplekset (DGC), inneholder forskjellige integrerte og perifere membranproteiner som dystroglykaner og sarkoglykaner , som antas å være ansvarlige for å koble det indre cytoskjelettsystemet til individuelle myofibre til strukturelle proteiner i den ekstracellulære matrisen (for eksempel kollagen og laminin ). Derfor er det en av funksjonene i sarcolemma som hjelper til å koble sarkomeren til det ekstracellulære bindevevet som noen eksperimenter har vist. Desminprotein kan også binde seg til DAG -komplekset, og områder av det er kjent for å være involvert i signalering.
Struktur
Kostamerer er svært komplekse nettverk av proteiner og glykoproteiner, og kan betraktes som bestående av to store proteinkomplekser: dystrofin-glykoproteinkomplekset (DGC) og integrin-vinculin-talinkomplekset . De sarcoglycans av DGC og integrinene av integrin-vinculin-talin-komplekset bli festet direkte til filamin C, en komponent av den Z-disk, som forbinder disse proteinkomplekser av costameres til komplekser av den Z-disken. Omarbeidet, filamin C knytter fysisk de to kompleksene som utgjør kostameren til sarkomerer fysisk ved å samhandle med sarkoglykanene i DGC og integrinene av integrin-vinculin-talin-komplekset.
DGC består av perifere og integrerte proteiner som fysisk krysser sarkolemmaet og kobler ECM til det F-aktinbaserte cytoskjelettet. Kjerneproteinene til DGC er dystrofin , sarkoglykanene (inkludert alfa, beta, gamma og lambda sarkoglykan), sarkospan , dystroglykan (alfa og beta) og syntrofin . Disse proteinene antas å spille en viktig rolle for å opprettholde sarcolemmaets strukturelle integritet under sammentrekning og tøyning, og tap av disse kjerneproteinene resulterer i progressiv sammentrekning forårsaket skade.
Vinkulin- og talinkomponentene i integrin-vinculin-talinkomplekset er cytoskeletale proteiner som fysisk er forankret til kostamere som helhet via integrinkomponentene, som er transmembrane proteiner som interagerer direkte med filamin C på Z-skiven.
Funksjon
Costameres har flere hovedfunksjoner. Først holder de sarkolemmaet på linje med sarkomeren under sammentrekning og påfølgende avslapning. De er også ansvarlige for lateral overføring av den sarkomer-genererte kontraktile kraften til sarcolemmaet og ECM. Bare 20-30% av den totale kraften som genereres ved sarkomerkontraksjon, overføres i lengderetningen, noe som tyder på at størstedelen av kraften som genereres av sarkomerer transduseres i lateral retning, vinkelrett på de kontraherende myofibrilfibrene. Det meste av kraften som genereres av sarkomerer dypt inne i muskelfibrene, overføres vinkelrett til tilstøtende myofibriller til den når de perifere myofibrilene. På det tidspunktet kanaliserer det kostameriske komplekset kraften gjennom sarcolemmaet til ECM. Kostnadsamerens laterale overføring av kraft bidrar til å opprettholde ensartede sarkomerlengder i tilstøtende muskelceller som er under kontroll av forskjellige motoriske enheter og derfor ikke er synkronisert i deres aktive sammentrekninger; hvis en muskelfiber aktivt trekker seg sammen og en tilstøtende ikke er det, hjelper sidekraftoverføringen også denne andre fiberen med å forkorte. Costameres overfører også krefter i motsatt retning, og overfører kreftene til ekstern mekanisk spenning fra sarcolemmaet til Z-disken. Costameres er også involvert i å beskytte det relativt svake og labile sarkolemmaet mot de mekaniske belastningene ved sammentrekning og tøyning. Proteinene støtter mekanisk lipiddobbeltlaget, og kan også lette en organisert folding av plasmamembranen ("festooning") som minimerer belastningen på dobbeltlaget under sammentrekning og strekking. Til slutt er costameres også involvert i orkestrering av mekanisk relatert signalering.
Patologi
Dysfunksjonen til proteinene som er involvert i kostamerer, bidrar til noen muskelsykdommer, inkludert muskeldystrofier og kardiomyopatier.
Dynamikk
Costameres er dynamiske strukturer. Flere studier har antydet at kostamerer reagerer på mekaniske, elektriske og kjemiske stimuli. For eksempel er mekanisk spenning avgjørende for å regulere kostamerisk proteinuttrykk, stabilitet og organisering, og dystrofin -mangelfulle kostamerer kan føle økt mekanisk stress og forsøk på å kompensere med filamentrekruttering.