Костамере - Costamere
| Костамере | |
|---|---|
 Костамерное строение квадрицепса мыши
| |
| Подробности | |
| Часть | Поперечно-полосатые мышцы |
| Идентификаторы | |
| латинский | костамер |
| MeSH | D054974 |
| TH | H2.00.05.2.01013 |
| Анатомическая терминология | |
Costamere является структурно-функциональный компонент поперечно - полосатых мышц клеток , которая соединяет саркомера мышцы к клеточной мембране (т.е. сарколеммы).
Костамеры представляют собой субсарколеммальные белковые сборки, выровненные по окружности в соответствии с Z-диском периферических миофибрилл . Они физически соединяют генерирующие силу саркомеры с сарколеммой в поперечно-полосатых мышечных клетках и, таким образом, считаются одной из нескольких « ахиллесовых пят » скелетных мышц, критического компонента морфологии поперечно-полосатых мышц, которая, когда она нарушена, как полагают, напрямую способствует развитию нескольких различных миопатий .
Дистрофина-ассоциированный комплекс белков (ДАГ), также упоминается как дистрофина-ассоциированный гликопротеин сложного (РСК), содержит различные интегральные и периферические мембранные белки , такие как dystroglycans и sarcoglycans , которые , как полагают, ответственны за связь внутреннюю цитоскелета системы отдельные миофибриллы к структурным белкам внеклеточного матрикса (таким как коллаген и ламинин ). Следовательно, это одна из особенностей сарколеммы, которая помогает соединить саркомер с внеклеточной соединительной тканью, как показали некоторые эксперименты. Белок десмин также может связываться с комплексом DAG, и известно, что его области участвуют в передаче сигналов.
Состав
Костамеры представляют собой очень сложные сети белков и гликопротеинов, и их можно рассматривать как состоящие из двух основных белковых комплексов: комплекса дистрофин-гликопротеин (DGC) и комплекса интегрин-винкулин-талин . В sarcoglycans по РСК и интегрины интегринового-винкулина-Талин комплекса присоединить непосредственно к filamin C, компонент Z-диска, связывая эти белковые комплексы costameres для комплексов Z-диска. Иными словами, филамин С физически связывает два комплекса, составляющих костамер, с саркомерами, взаимодействуя с саркогликанами в DGC и интегринами комплекса интегрин-винкулин-талин.
DGC состоит из периферических и интегральных белков, которые физически пересекают сарколемму и соединяют ECM с цитоскелетом на основе F-актина. Основными белками DGC являются дистрофин , саркогликаны (включая альфа, бета, гамма и лямбда саркогликан), саркоспан , дистрогликан (альфа и бета) и синтрофин . Считается, что эти белки играют важную роль в поддержании структурной целостности сарколеммы во время сокращения и растяжения, а потеря этих белков ядра приводит к прогрессирующему повреждению, вызванному сокращением.
Компоненты винкулина и талина комплекса интегрин-винкулин-талин представляют собой белки цитоскелета, физически закрепленные на костамере в целом через компоненты интегрина, которые являются трансмембранными белками, которые непосредственно взаимодействуют с филамином C Z диска.
Функция
Костамеры выполняют несколько основных функций. Во-первых, они удерживают сарколемму на одном уровне с саркомером во время сокращения и последующего расслабления. Они также ответственны за латеральную передачу генерируемой саркомером сократительной силы на сарколемму и ECM. Только 20-30% общей силы, создаваемой сокращением саркомера, передается в продольном направлении, предполагая, что большая часть силы, создаваемой саркомерами, передается в латеральном направлении, перпендикулярном сокращающимся волокнам миофибрилл. Большая часть силы, создаваемой саркомерами глубоко внутри мышечного волокна, передается перпендикулярно соседним миофибриллам, пока не достигает периферических миофибрилл. В этот момент костамерный комплекс направляет силу через сарколемму в ECM. Боковая передача силы костамерами помогает поддерживать одинаковую длину саркомеров в соседних мышечных клетках, которые находятся под контролем разных двигательных единиц и поэтому не синхронизированы в своих активных сокращениях; Повторяю, если одно мышечное волокно активно сокращается, а соседнее - нет, то передача поперечной силы помогает этому второму волокну также сокращаться. Костамеры также передают силы в противоположном направлении, передавая силы внешнего механического напряжения от сарколеммы на Z-диск. Костамеры также участвуют в защите относительно слабой и лабильной сарколеммы от механических напряжений сжатия и растяжения. Белки механически поддерживают липидный бислой, а также могут способствовать организованному складыванию плазматической мембраны («фестонированию»), что минимизирует нагрузку на бислой во время сокращения и растяжения. Наконец, костамеры также участвуют в оркестровке механически связанной передачи сигналов.
Патология
Дисфункция белков костамеров способствует развитию некоторых мышечных заболеваний, включая мышечные дистрофии и кардиомиопатии.
Динамика
Костамеры - это динамические конструкции. Несколько исследований показали, что костамеры реагируют на механические, электрические и химические раздражители. Напр., Механическое натяжение является критическим для регуляции экспрессии, стабильности и организации костамерного белка, а костамеры с дефицитом дистрофина могут ощущать повышенное механическое напряжение и пытаться компенсировать это за счет рекрутирования филаментов.