شبكة إندوبلازمية عضلية

الشبكة الإندوبلازمية العضلية (SR) هي عبارة عن بنية غشاء مربوط وجد في الخلايا العضلية وهي مشابهة للشبكة الإندوبلازمية في خلايا أخرى. ان الوظيفة الأساسية للشبكة الإندوبلازمية العضلية (SR)هي لتخزين
ايونات الكالسيوم (Ca⁺²). يتم الاحتفاظ بمستويات ايون الكالسيوم ثابتة نسبيا , مع تركيز ايونات الكالسيوم في خلية اصغر100,000 مرة من تركيز ايونات الكالسيوم الموجودة خارج الخلية . هذا يعني ان زيادات صغيره في ايونات الكالسيوم في الخلية يمكن اكتشافها بسهولة و تستطيع إحداث تغيرات خلوية مهمة. لقد تم استخدام الكالسيوم في صنع كربونات الكالسيوم (وجدت في الطباشير)و فوسفات الكالسيوم , المركبين اللذين يستخدمهما الجسم لصنع الاسنان و العظام. هذا يعني ان الكثير من الكالسيوم في الخلايا قد يؤدي إلى تصلب (تكلس) في بنيات هيكلية معينة داخل الخلايا , يتضمن الميتوكوندريا المؤدية إلى موت الخلية. وبالتالي, انه من الحيوي ان مستويات ايون الكالسيوم خاضعة للسيطرة باحكام, ويمكن إطلاقها في الخلية عند الضرورة وبعدها إخراجها من الخلية.
المحتوى
· 1- البنية الهيكلية
· 2- امتصاص الكالسيوم
· 3-تخزين الكالسيوم
· 4- تحرير الكالسيوم
· 5-دوره في تيبس الجثة (بعد الموت)
· 6-المراجع

البنية

الشبكة الإندوبلازمية العضلية هي شبكة أنيبيبات دقيقة ممتدة على طول الخلايا العضلية ، يلتف حول(ولكن ليس على اتصال مباشر مع) اللييفات العضلية (الوحدات الإنقباضية في الخلية).
خلايا العضلة الهيكلية والقلبية تحتوي على بنيات هيكلية سميت ب الأنيبيبات المستعرضة( T-tubules )، وهي امتدادات من الغشاء الخلوي التي تنتقل لداخل مركز الخلية. ترتبط T-tubules بشكل وثيق بمنطقة معينة على الSR ،المعروفة بالانتفاخات الطرفية في عضلة الهيكل العظمي، بمسافة تقريبية 12 نانوميتر تفصلهم.
هذا هو الموقع البدائي لتحرير الكالسيوم. الشبكة الإندوبلازمية العضلية الطولية هي مشاريع رفيعة. تعمل بين الانتفاخات الطرفية/ وSR المتداخل .
، وهو الموقع حيث قنوات الايون ضرورية لامتصاص ايون الكالسيوم الأكثر وفرة. ان هذه العمليات مشروحة بتفاصيل أكثر في الأسفل و هي أساسية في العملية المزدوجة التحفيز- الإنقباض في عضلات الهيكل العظمي والعضلات القلبية والعضلات الملساء.
امتصاص الكالسيوم
تحتوي SR على مضخات قناة الأيون، داخل غشائها المسؤولة عن ضخ الكالسيوم داخل الشبكية الإندوبلازمية العضليةSR. كما ان تركيز ايون الكالسيوم خلال الSR أعلى مما هي في بقية الخلية، ايونات الكالسيوم لا تتدفق بحريه خلال الSR، و لذلك المضخات مطلوبة،و التي تستخدم طاقة، التي يكتسبونها من جزيء يسمى ادينوسين ثلاثي الفوسفات(ِATP). مضخات الكالسيوم هذه تدعى بأنزيم أتيباز الشبكة الإندوبلازمية الداخلية العضلية (SERCA). هناك مجموعة متنوعة من النماذج المختلفة ل (SERCA) ,مع 2a(SERCA) توجد في المقام الأول في عضلة الهيكل العظمي والقلب .
ال (SERCA) مكونة من 13 وحده فرعية (مسميةM1-M10,N,P,A). ايونات الكالسيوم مربوطة بالوحدات الفرعية M1-M10(التي تقع داخل الغشاء)، بينما (ATP) مربوطة بالوحدات الفرعية N,P,A(التي تقع خارج SR) المضخة تفتح .هذا يحدث لأن الATP (الذي يحتوي على3 مجموعات من الفوسفات) يقوم بإطلاق مجموعة واحدة من الفوسفات( تصبح أدينوسين ثنائي الفوسفات).مجموعة الفوسفات المحررة من ثم ترتبط مجموعة الفوسفات المطلقة بالمضخة، مما يسبب تغير في شكل المضخة. هذا التغيير في الشكل يتسبب في فتح جانب العصارة الخلوية للمضخة، مما يسمح بدخول اثنين من ايونات الكالسيوم. بعدها الجانب للعصارة الخلوية للمضخة يغلق وجانب الشبكة الهيولية العضلية يفتح، محررا ايون الكالسيوم داخل الشبكية العضلية.
وجد بروتين في عضلة القلب، يدعى فوسفولامبان (PLB) وقد تبين منعها ل(SERCA) من العمل. انها تفعل ذلك من خلال الارتباط ب (SERCA) و تقليل جذبها (تقاربها) للكالسيوم، وبالتالي منع امتصاص الكالسيوم داخلSR . فشل في إزالة ايون الكالسيوم من العصارة الخلوية، يمنع استرخاء العضلة وهذا يعني ان هناك انخفاض في انقباض العضلة أيضا. ومع ذلك، جزيئات كالأدرينالين و النورأدرنالين، تستطيع منع () من تثبيط (SERCA). عندما ترتبط هذه الهرمونات بمستقبل، يدعى (بيتا 1مستقبل الادرينية)التي تقع على غشاء الخلية، هذه الهرمونات تنتج سلسلة من التفاعلات (معروفة بمسار AMP الحلقي) الذي ينتج انزيم يدعى بروتين كينازA (PKA), يستطيع انزيم (PKA) ان يضيف فوسفات ل (PLB) (هذا يعرف بالفسفرة)، يمنعه من تثبيط (SERCA) والسماح باسترخاء العضلة.

تخزين الكالسيوم

يقع داخل SR بروتين يسمى كالسيكويسترين. يستطيع هذا البروتين ان يرتبط بحوالي 50 ايون كالسيوم، مما يقلل من كمية ايونات الكالسيوم الحرة في الشبكة العضلية SR(كما هو أكثر مرتبط للكالسيكويسترين). وبالتالي، يمكن تخزين كالسيوم أكثر (ويمكن أن يكون الكالتوسيسترين هو وسيط ملحي buffer)،هو يقع بشكل رئيسي خلال ال(juncional SR/terminal cisternae)
في ارتباط وثيق مع قناة اطلاق الكالسيوم.

تحرير (إطلاق) الكالسيوم

اطلاق ايون الكالسيوم من الشبكة العضلية SR يحدث في
(juncional SR/terminal Cisternae) عبر مستقبل الريانودين (RYR) وهو معروف بشرارة الكالسيوم. هناك 3 أنواع من مستقبل الريانودين ,RYR1(في عضلة الهيكل العظمي), RyR2(في العضلة القلبية) و RyR3(في الدماغ) . يطلق الكالسيوم عبر مستقبلات الريانودين في الشبكية العضلية SR بشكل مختلف في عضلات مختلفة. في العضلة القلبية والناعمة ، يؤدي الحافز الكهربائي (جهد الفعل) إلى إطلاق واجبار أيونات الكالسيوم لدخول الخلية عبر( قناة الكالسيوم من النوع ل ) تقع في غشاء الخلية (العضلة الملساء) أو غشاءT-tubule (العضلة القلبية). أيونات الكالسيوم هذه ترتبط ب وتنشط RYR ، مما يؤدي إلى انتاج زيادة أكبر في الكالسيوم الموجود داخل الخلايا .في عضلة الهيكل العظمي ، ومع ذلك ، قناة الكالسيوم نوع ل ترتبط ب الRYR. وبالتالي تنشيط قناة الكالسيوم نوع ل، من خلال جهد محتمل, ينشط RYRمباشرة، مسببا اطلاق الكالسيوم . بالإضافة إلى ان الكافيين (المتواجد في القهوة) بامكانه الربط و تحفيز RyR. يعمل الكافيين على جعل RYR أكثر حساسية ل الجهد المحتمل (عضلة الهيكل العظمي) اوالكالسيوم (عضلة قلبية او ملساء) و بالتالي انتاج شرارة الكالسيوم في كثير من الأحيان (هذا قد يحدث تزايد في ضربات القلب، هذا ما يشعرنا في الاستيقاظ أكثر بعد تناول القهوة).
التريدن و الجنكتن هما بروتينان وجدا في غشاء الشبكية العضليةSR، وهما مرتبطان ب RyR . الدور الرئيسي لهذان البروتينان هو لتثبيت الكاسيكويسترن على مستقبل الرينودين. في المعدل الطبيعي لمستويات الكالسيوم للSR (الفسيلوجية)، الكالسيكويسترن يرتبط ب ال RyR، التريدين والجنكتن اللذان يمنعان RyR من الفتح. اذا انخفض تركيز الكالسيوم في الشبكية العضليةSR، سيصبح هناك أقل كالسيوم مرتبط مع الكالسيكويسترن. هذا يعني ان هناك مجال أكثر على الكالسيكويسترن ، للربط مع مستقبل الجنكتن, التريدين والرينودين، لذلك انها ترتبط بقوة أكثر. ومع ذلك اذا ارتفع الكالسيوم في الشبكية العضلية SR كثيرا، يرتبط كالسيوم أكثر مع الكالسيكويسترن وبالتالي هي ترتبط بمركب (التريدين-الجنكتن-RyR) بشكل اقل شدة. وبالتالي يستطيع RyR الفتح و اطلاق الكالسيوم لداخل الخلية.
بالإضافة لتأثيرات بروتين كيناس ا(PKA) على الفوسفولامبان التي تسببت بزيادة الاسترخاء لعضلة القلب، بروتين كناس ا(PKA) (طالما انزيم اخر يدعى كالمودولينكيناس 2) يستطيع أيضا فسفرت مستقبلات الرينودين . عندما يتم تحويلها لفوسفات، RyR تصبح أكثر حساسية للكالسيوم، وبالتالي انها تفتح اكثرعادة ولمدة من الوقت أطول. هذا يزيد تحرير الكالسيوم من SR، وزيادة الانقباضات. وبالتالي في عضلة القلب ,تشغيل بروتين كيناس PKA، عبر ممرAMP الدائري , مؤدية إلى زيادة انقباض العضلة(بواسطة فسفرة RyR2 ) و زيادة الاسترخاء(بواسطة فسفرة phospholamban ) الذي يزيد معدل ضربات القلب.
ان الآلية حلف نهاية اطلاق الكالسيوم عبر RyR لازالت غير مفهومة تماما . كما أن بعض الباحثين يعتقدون ان هذا يرجع إلى عشوائية الاغلاق لمستقبلات الرينودين (يعرف بالاستنزاف العشوائي)، أو ان مستقبلات الرينودين تصبح غير فعالة بعد اطلاق شرارة الكالسيوم، بينما يعتقد اخرون انخفاض الكالسيوم في SR، محفزات للمستقبلات كي تقفل.

الدور في تيبس الجثة بعد الموت

ان انهيار الشبكية الإندوبلازمية العضليةRS جنبا إلى جنب مع ناتج اطلاق الكالسيوم هو مساهم مهم في الصمل الموتي rigor mortis، و تصلب العضلات بعد الموت..