Sarcoplasmatisch reticulum (SR) in spiervezels

Het cytoplasmatisch reticulum in spiervezels, ook bekend als het sarcoplasmatisch reticulum (SR), speelt een cruciale rol in het proces van spiercontractie en ontspanning. Hier zijn enkele belangrijke functies van het sarcoplasmatisch reticulum in spiervezels:

Opslag en afgifte van calcium:

1. Calciumopslag :De SR fungeert als een belangrijke intracellulaire calciumopslag (Ca2+) in spiervezels. Het accumuleert en sekwestreert actief calciumionen uit het cytoplasma tijdens spierontspanning. Dit proces omvat de werking van gespecialiseerde eiwitten, calciumpompen (SERCA-pompen) genaamd, die zich op het SR-membraan bevinden.

2. Calciumafgifte :Bij ontvangst van een signaal van het motorneuron laat de SR snel calciumionen vrij in het cytoplasma. Dit proces is essentieel voor het initiëren van spiercontractie. Calcium fungeert als een tweede boodschapper die de binding van myosine aan actinefilamenten op gang brengt, wat leidt tot verkorting en samentrekking van de spiervezels.

Excitatie-contractie (EC) koppeling:

De SR is nauw verbonden met de transversale tubuli (T-tubuli), die invaginaties zijn van het spiercelmembraan. Deze opstelling creëert gespecialiseerde structuren die triaden (in skeletspieren) of dyades (in hartspier) worden genoemd, waarbij de SR dicht bij de T-tubuli is gepositioneerd.

1. Voortplanting van actiepotentieel :Wanneer een actiepotentiaal de spiervezel bereikt, beweegt het langs de T-tubuli, waardoor een depolarisatie van het SR-membraan ontstaat.

2. Calcium-geïnduceerde calciumafgifte (CICR) :De depolarisatie van het SR-membraan veroorzaakt een conformationele verandering in de ryanodinereceptoren (RyR) die op de SR aanwezig zijn. Deze conformationele verandering opent de RyR-kanalen, waardoor calciumionen uit de SR in het cytoplasma kunnen stromen. De snelle afgifte van calcium uit de SR staat bekend als calcium-geïnduceerde calciumafgifte (CICR).

Aanvulling van calciumvoorraden:

Na spiercontractie moeten calciumionen terug in de SR worden gepompt om de calciumvoorraden te herstellen en zich voor te bereiden op de volgende contractie. Dit proces wordt uitgevoerd door de SERCA-pompen die zich op het SR-membraan bevinden. De energie die nodig is voor de opname van calcium is afkomstig van de hydrolyse van ATP-moleculen.

Regulering van spierontspanning:

Zodra het actiepotentiaal stopt, transporteren de SR-pompen actief calciumionen terug naar de SR, waardoor de cytoplasmatische calciumconcentratie wordt verlaagd. Deze daling van het calciumgehalte leidt tot de dissociatie van myosine van actinefilamenten, waardoor spierontspanning ontstaat.

Daarom speelt het sarcoplasmatisch reticulum in spiervezels een cruciale rol bij het reguleren van calciumhomeostase, het initiëren van spiercontractie door calciumafgifte en het herstellen van calciumvoorraden voor daaropvolgende contracties.