Kostamera
Kostamera je strukturno-funkcijska komponenta prugastih mišićnih ćelija[1] koja povezuje mišićne sarkomere sa ćelijskom membranom (tj. sarkolemom).[2]
| Kostamera | |
|---|---|
 Struktura kostamere u mišjem kvadricepsu | |
| Detalji | |
| Latinski | Costamerum |
| Dio od | Skeletni mišići |
| TH | H2.00.05.2.01013 |
| Anatomska terminologija | |
Kostamere su subsarkolemni proteinski sklopovi obodno poredani u registru sa Z-diskom perifernih miofibrila.[3][4][5] One fizički spajaju sarkomere koje stvaraju silu sa sarkolemom u prugastim mišićnim ćelijama i stoga se smatraju jednim od nekoliko "Ahilovih peta" skeletnih mišića, što je kritična komponenta morfologije prugastih mišića koja, kada je ugrožena, direktno doprinosi razvoju nekoliko različitih miopatija.[6]
Kompleks distrofin-vezanog glikoproteina (DAG), označen i kao distrofin-glikoproteinski kompleks (DGC),[2] sadrži različite integralne i periferne membranske proteine, kao što su distroglikani i sarkoglikani, za koje se smatra da su odgovorni za povezivanje unutrašnjeg citoskeletnog sistema pojedinih miofibrila sa strukturnim proteinima unutar vanćelijskog matriksa (kao što su kolagen i laminin). Stoga je jedna od karakteristika sarkoleme koja pomaže spajanju sarkomera, putem vanćelijskog vezivnog tkiva, kako su pokazali neki eksperimenti.[7] Dezminski protein se također može vezati za DAG kompleks, a poznato je da su njegovi dijelovi uključeni u signalizaciju.
Struktura uredi
Kostamere su izuzetno složene mreže proteina i glikoproteina,[8] a može se smatrati da se sastoji od dva glavna proteinska kompleksa: distrofin-glikoproteinskog (DGC) i integrin-vinkulin-talinskog kompleksa.[9] Sarkoglikani DGC-a i integrini kompleksa integrin-vinkulin-talin vežu se direktno na filamin C, komponentu Z-diska, povezujući ove proteinske komplekse kostamera sa kompleksima Z-diska.[9] Prepravljen, filamin C fizički povezuje dva kompleksa koji čine kostameru.[9]
DGC se sastoji od perifernih i integralnih proteina koji fizički prelaze sarkolemu i povezuju ECM sa citoskeletom na bazi F-aktina.[9] Osnovni proteini DGC-a su distrofin, sarkoglikani (uključujući alfa, beta, gama i lambda sarkoglikan), sarkospan, distroglikan (alfa i beta) i sintrofin.[9] Smatra se da ovi proteini imaju važnu ulogu u održavanju strukturnog integriteta sarkoleme tokom kontrakcije i istezanja, a gubitak ovih osnovnih proteina rezultira oštećenjem, uzrokovanim progresivnom kontrakcijom.[9]
Komponente vinkulina i talina kompleksa integrin-vinkulin-talin citoskeletni su proteini koji su fizički usidreni u kostamere u cjelini, putem komponenata integrina, a to su transmembranski proteini koji izravno komuniciraju sa filaminom C Z-diska.[9]
Funkcija uredi
Kostamere imaju nekoliko primarnih.[8][9][10] First, they keep the sarcolemma in line with the sarcomere during contraction and subsequent relaxation.[10] One su također odgovorne za bočni prenos kontraktilne sile generirane sarkomerom na sarkolemu i ECM.[9] Samo 20-30% od ukupnog broja sile generirane kontrakcijom sarkomera prenosi se uzdužno, što sugerira da je većina sile dobijene sarkomerom transducirana u bočnom smjeru, okomito na skupljanje vlakana miofibrila.[9] Većina sile koju generiraju sarkomere duboko u mišićnom vlaknu prenose se okomito na susjedne miofibrile dok ne dođu do perifernih miofibrila. Tada kostamerni kompleks usmjerava silu kroz sarkolemu na ECM. Bočni prijenos sile kostamerama pomaže u održavanju jednoličnih dužina sarkomera u susjednim mišićnim ćelijama koje su pod kontrolom različitih motornih jedinica i stoga nisu sinhronizirane u aktivnim kontrakcijama. Dakle, ako se jedno mišićno vlakno aktivno kontraktira, a susjedno ne, bočni prijenos sile pomaže da se i ovo drugo vlakno skrati.[8] Kostamere također prenose sile u suprotnom smjeru, prenoseći sile vanjskog mehaničkog naprezanja sa sarkoleme na Z-disk.[9] Kostamere također sudjeluju u zaštiti relativno slabe i labilne sarkoleme od mehanički strenih stezanja i istezanja.[8] Proteini mehanički podržavaju lipidni dvosloj, a također mogu olakšati organizirano presavijanje plazmatske membrane ("festoniranje") koje minimizira stres na dvosloj tokom kontrakcije i istezanja.[8] Konačno, kostamere su također uključeni u orkestraciju mehanički povezane signalizacije.
Patologija uredi
Disfunkcija proteina koji su uključeni u kostamere doprinosi nekim mišićnim bolestima, uključujući mišićne distrofije i kardiomiopatije.[8]
Dinamika uredi
Kostamere su dinamične strukture.[8] Nekoliko studija sugeriralo je da one reagiraju na mehaničke, električne i hemijske podražaje. Naprimjer, mehanička napetost je presudna u reguliranju ekspresije, stabilnosti i organizaciji kostamernih proteina. Kostamere s nedostatkom distrofina mogu imati povećani mehanički stres i pokušati nadoknaditi aktivacijom filamenta.
Reference uredi
- ^ Costameres na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- ^ a b Srivastava, D.; Yu, S (2006). "Stretching to meet needs: integrin-linked kinase and the cardiac pump". Genes Dev. 20 (17): 2327–2331. doi:10.1101/gad.1472506. PMID 16951248.20: 2327-2331
- ^ Pardo, Jose V; Siliciano, Janet D'Angelo; Craig, Susan W (februar 1983). "A vinculin-containing cortical lattice in skeletal muscle: Transverse lattice elements ("costameres") mark sites of attachment between myofibrils and sarcolemma" (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences. 80 (4): 1008–1012. doi:10.1073/pnas.80.4.1008. PMC 393517. PMID 6405378.
- ^ Pardo, Jose V; Siliciano, Janet D'Angelo; Craig, Susan W (1. 10. 1983). "Vinculin is a component of an extensive network of myofibril-sarcolemma attachment regions in cardiac muscle fibers". Journal of Cell Biology. 97 (4): 1081–1088. doi:10.1083/jcb.97.4.1081. PMC 2112590. PMID 6413511.
- ^ Craig, Susan W; Pardo, Jose V (1983). "Gamma actin, spectrin, and intermediate filament proteins colocalize with vinculin at costameres, myofibril-to-sarcolemma attachment sites". Cell Motility. 3 (5): 449–462. doi:10.1002/cm.970030513. PMID 6420066.
- ^ James M. Ervasti (2003). "Costameres: the Achilles' Heel of Herculean Muscle". J. Biol. Chem. 278 (13591–13594): 13591–4. doi:10.1074/jbc.R200021200. PMID 12556452.
- ^ García-Pelagio Karla; Bloch Robert; Ortega A; Gonzáles-Serratos Hugo (2011). "Biomechanics of the sarcolemma and costameres in single skeletal muscle fibers from normal and dystrophin- null mice". J Muscle Res Cell Motil. 31 (5–6): 323–336. doi:10.1007/s10974-011-9238-9. PMC 4326082. PMID 21312057.
- ^ a b c d e f g Ervasti, James M. (18. 4. 2003). "Costameres: the Achilles' Heel of Herculean Muscle". Journal of Biological Chemistry (jezik: engleski). 278 (16): 13591–13594. doi:10.1074/jbc.R200021200. ISSN 0021-9258. PMID 12556452.
- ^ a b c d e f g h i j k Peter, Angela K.; Cheng, Hongqiang; Ross, Robert S.; Knowlton, Kirk U.; Chen, Ju (maj 2011). "The costamere bridges sarcomeres to the sarcolemma in striated muscle". Progress in Pediatric Cardiology. 31 (2): 83–88. doi:10.1016/j.ppedcard.2011.02.003. ISSN 1058-9813. PMC 3770312. PMID 24039381.
- ^ a b Bloch, Robert J.; Capetanaki, Yassemi; O'Neill, Andrea; Reed, Patrick; Williams, McRae W.; Resneck, Wendy G.; Porter, Neil C.; Ursitti, Jeanine A. (oktobar 2002). "Costameres: Repeating Structures at the Sarcolemma of Skeletal Muscle". Clinical Orthopaedics and Related Research (jezik: engleski). 403 (403 Suppl): S203-10. doi:10.1097/00003086-200210001-00024. PMID 12394470.