Co to jest Myofiber?
Myofiber to wielojądrzasta komórka jednego mięśnia. Zgrupowane razem w wiązki zwane pęczkami i otoczone tkanką łączną, miowłókna są podstawową komórkową jednostką mięśni szkieletowych. Włókna mięśniowe zwane również włóknami mięśniowymi są dużymi, wysoce wyspecjalizowanymi komórkami, wypełnionymi głównie elementami kurczliwymi. Komórki te można ogólnie zaklasyfikować jako szybkie lub powolne, w oparciu o szybkość, z jaką następuje skurcz, i dalej kategoryzować na podstawie procesów metabolicznych wykorzystywanych do zasilania czynności komórkowych.
Podczas gdy większość komórek zwierzęcych zazwyczaj zawiera pojedyncze jądro na komórkę, miowłókna zawierają wiele. Tkanka mięśniowa jest w większości kompletna po urodzeniu i chociaż komórki mogą nadal powiększać się, zwykle nie rozmnażają się przez mitozę, jak większość innych komórek. Gdy rosną, pojedynczy jądro staje się coraz trudniejsze do kontrolowania całej komórki. Jest to znane jako teoria domen myonuclear . Kiedy włókno mięśniowe rośnie, teoria domen myonuklearnych narzuca, że potrzebne są dodatkowe jądra, aby nadążyć za wzrostem wielkości komórki.
Każdej miofibrze otaczają niezróżnicowane komórki zwane komórkami satelitarnymi. Podobnie jak komórki macierzyste, komórki te mogą przyjmować wiele form. Gdy komórki mięśniowe są stymulowane do wzrostu, proces wyzwala odpowiedzi immunologiczne i hormonalne, które stymulują pobliskie komórki satelitarne do zwiększenia liczby i rozpoczęcia różnicowania. Są one następnie włączane do włókna mięśniowego w razie potrzeby i ostatecznie stają się częścią samej komórki mięśniowej.
Szybkość skurczu mięśni w obrębie pojedynczego włókien mięśniowych zależy w dużej mierze od aktywności konkretnego enzymu w komórce. ATPaza reguluje szybkość, z jaką pośredni energetyczny trifosforan adenozyny (ATP) ulega rozkładowi, uwalniając jony fosforanowe, które z kolei wzmacniają skurcz komórkowy. Wyższa aktywność ATPazy prowadzi do szybszego skurczu mięśni. Szybko drgające komórki mięśniowe są związane z wyższym poziomem aktywności ATPazy, podczas gdy wolnokurczliwe komórki mięśniowe doświadczają jej niższego poziomu.
Komórki mięśniowe można dalej dzielić w zależności od predyspozycji do określonych procesów metabolicznych. Aktywność energetyczna większości komórek przez pewne połączenie glikolizy i fosforylacji oksydacyjnej. Glikoliza to proces, w którym komórki rozkładają węglowodany z wytworzeniem ATP. Zwykle dzieje się to w cytoplazmie komórki z ograniczoną obecnością tlenu i może tworzyć kwas mlekowy jako produkt uboczny.
Natomiast fosforylacja oksydacyjna zachodzi w mitochondriach miofibry i zużywa dużo dostępnego tlenu. Fosforylacja oksydacyjna jest bardziej wydajnym procesem niż glikoliza, dająca znacznie więcej ATP na jednostkę składników odżywczych niż glikoliza, i robi to bez wytwarzania męczącego mięśni kwasu mlekowego. W rezultacie włókna stosujące tę metodę są bardziej odporne na zmęczenie niż włókna glikolityczne.
Zwykle oba procesy metaboliczne zachodzą we wszystkich komórkach mięśniowych, ale większość rodzajów miofibry jest lepiej przygotowana do jednego procesu niż drugiego. Włókna oksydacyjne wymagają znacznie więcej tlenu niż włókna glikolityczne, a zatem są bogate w białko wiążące tlen, mioglobinę. Utleniona mioglobina ma tendencję do nadawania włóknom mięśniowym charakterystycznego czerwonego odcienia, w wyniku czego włókna utleniające są często nazywane włóknami czerwonymi . Natomiast włókna glikolityczne nie mają tego samego stężenia mioglobiny i są często nazywane włóknami białymi .
Zasadniczo włókna mięśniowe wolno drgające wykorzystują przede wszystkim bardziej wydajną fosforylację oksydacyjną i są nazywane włóknami typu I. Są one związane z mięśniami, które wykonują czynności o niskiej energii przez długi okres czasu, takimi jak mięśnie szyi lub mięśnie stabilizujące rdzeń ciała. Wśród sportowców ten rodzaj włókna mięśniowego dominuje w mięśniach wysoko wyspecjalizowanych sportowców wytrzymałościowych, takich jak maratończycy.
Szybkokurczliwe włókna mięśniowe mogą wykorzystywać glikolizę lub fosforylację oksydacyjną. Podobnie jak włókna wolno drgające, szybko utleniające włókna, zwane włóknami typu IIa , są wypełnione mitochondriami i mioglobiną. Glikolityczne włókna szybkokurczliwe, znane jako typ IIx , mają bogactwo dostępnego glikogenu, są przystosowane do krótkich wybuchów intensywnej mocy i są powszechne w tkance mięśniowej sportowców wyczynowych, takich jak sprinterzy i podnośniki siłowe.