Mis on müofiber?

Müofiber on mitmetuumaline üksik lihasrakk. Müofiibrid, mis on rühmitatud kimpudeks, mida nimetatakse sidekoesse, on skeletilihaste põhiline rakuüksus. Tuntud ka kui lihaskiud, on müofiibrid suured, väga spetsiifilised rakud, mis on enamasti pakitud kontraktiilsetest elementidest. Neid rakke võib kokkutõmbumise kiiruse alusel liigitada laias laastus kas kiireteks või aeglasteks tõmblusteks ning täiendavalt kategoriseerida vastavalt rakutegevuse toiteks kasutatavatele metaboolsetele protsessidele.

Kui enamik loomarakke sisaldab tavaliselt ühte tuuma raku kohta, siis müokiud sisaldavad palju. Lihaskude on sünnihetkel enamasti täielik ja kuigi rakkude suurus võib jätkuvalt suureneda, ei paljune nad tavaliselt mitoosi teel nii, nagu enamik teisi rakke teeb. Kui need kasvavad suuremaks, muutub ühel tuumal järjest raskemaks kogu rakku juhtida. Seda tuntakse müonukleaarse domeeni teooriana. Kui lihaskiud kasvab, dikteerib müonukleaarse domeeni teooria, et raku suuruse suurenemisega sammu pidamiseks on vaja täiendavaid tuumasid.

Iga müofiberi ümbritsevad diferentseerumata rakud, mida nimetatakse satelliitrakkudeks. Sarnaselt tüvirakkudega on need rakud võimelised võtma mitmeid vorme. Kui lihasrakke stimuleeritakse kasvama, käivitab protsess immuun- ja hormonaalsed vastused, mis stimuleerivad lähedalasuvate satelliidirakkude arvu suurenemist ja diferentseerumist. Seejärel lülitatakse need vastavalt vajadusele lihaskiududesse ja lõpuks muutuvad need lihasraku enda osaks.

Lihaste kokkutõmbumise kiirus ühes müofibris on suures osas määratud konkreetse ensüümi aktiivsusega rakus. ATPaas reguleerib kiirust, millega energia vaheaine adenosiintrifosfaat (ATP) laguneb fosfaadiioonide vabastamiseks, mis omakorda käivitavad rakkude kokkutõmbumise. Kõrgem ATPaasi aktiivsus viib lihaste kiirema kontraktsioonini. Kiired tõmblused lihasrakud on seotud kõrgema ATPaasi aktiivsusega, samas kui aeglased lihasrakud kogevad seda madalamat taset.

Lihasrakke saab edasi jagada konkreetsete metaboolsete protsesside eelsoodumuse alusel. Enamik rakke toidab aktiivsust glükolüüsi ja oksüdatiivse fosforüülimise kombinatsiooni kaudu. Glükolüüs on protsess, mille käigus rakud lagundavad süsivesikuid, moodustades ATP. Tavaliselt toimub see piiratud hapnikusisaldusega raku tsütoplasmas ja võib kõrvalsaadusena tekitada piimhapet.

Oksüdatiivne fosforüülimine seevastu toimub müofiberi mitokondrites ja tarbib palju saadaolevat hapnikku. Oksüdatiivne fosforüülimine on tõhusam protsess kui glükolüüs, andes oluliselt rohkem ATP-d toitainete ühiku kohta kui glükolüüs ja tehes seda ilma lihaseid väsitavat piimhapet tootmata. Selle tulemusena on seda meetodit kasutavad kiud väsimise suhtes vastupidavamad kui glükolüütilised kiud.

Tavaliselt toimuvad mõlemad metaboolsed protsessid kõigis lihasrakkudes, kuid enamik müofiibertüüpe on ühe protsessi jaoks paremini varustatud kui teisega. Oksüdatiivsed kiud vajavad oluliselt rohkem hapnikku kui glükolüütilised kiud ja on seetõttu rikkad hapnikku siduva valgu müoglobiini poolest. Hapnikuga rikastatud müoglobiin kipub andma lihaskiududele iseloomuliku punase tooni ja seetõttu nimetatakse oksüdatiivseid kiude sageli punasteks kiududeks. Seevastu glükolüütilistel kiududel ei ole sama müoglobiini kontsentratsioon ja neid nimetatakse sageli valgeteks kiududeks.

Üldiselt kasutavad aeglased lihaskiud peamiselt tõhusamat oksüdatiivset fosforüülimist ja neid nimetatakse I tüüpi kiududeks. Neid seostatakse lihastega, mis sooritavad pika aja jooksul madala energiatarbega tegevusi, näiteks kaelalihased või keha südamiku stabilisaatorlihased. Sportlaste seas on seda tüüpi lihaskiud ülekaalus kõrgelt spetsialiseerunud vastupidavusalade sportlaste, näiteks maratonijooksjate lihastes.

Kiiresti tõmbuvad lihaskiud võivad kasutada kas glükolüüsi või oksüdatiivset fosforüülimist. Nagu aeglased tõmbluskiud, on ka oksüdatiivsed kiired kiud, mida tuntakse IIa tüüpi kiududena, täis mitokondreid ja müoglobiini. Glükolüütilised kiired tõmbluskiud, mida tuntakse tüübina IIx, sisaldavad rohkesti saadaolevat glükogeeni, on kohanenud lühikesteks intensiivseteks jõududeks ja on levinud jõusportlaste, näiteks sprinterite ja jõutõstjate lihaskoes.