সার্কোপ্লাজমিক রেটিকুলাম

সার্কোপ্লাজমিক রেটিকুলাম (এসআর) পেশিকোষে অবস্থিত একটি ঝিল্লি-আবদ্ধ কাঠামো, অন্যান্য কোষের মসৃণ এন্ডোপ্লাজমিক জালিকাটির অনুরূপ। এর মুখ্য কাজ ক্যালসিয়াম আয়ন (Ca2+) সঞ্চয় করা। ক্যালসিয়াম আয়নের মাত্রা অপেক্ষাকৃত স্থির থাকে, কোষাভ্যন্তরে ক্যালসিয়াম ঘনত্ব কোষবহির্ভাগের তুলনায় ১০,০০০ গুণ কম।[১] অর্থাৎ কোষে ক্যালসিয়ামের সামান্য বৃদ্ধিও সহজে শনাক্তযোগ্য এবং তা গুরুত্বপূর্ণ কোষীয় পরিবর্তন ঘটাতে পারে (ক্যালসিয়ামকে দ্বিতীয় বার্তাবাহক বলা হয়)। ক্যালসিয়াম ক্যালসিয়াম কার্বনেট (খড়িতে বিদ্যমান) ও ক্যালসিয়াম ফসফেট তৈরিতে ব্যবহৃত হয় - দাঁত ও হাড় গঠনে ব্যবহৃত এই যৌগদ্বয়।[২] কোষে ক্যালসিয়ামাধিক্য হলে মাইটোকন্ড্রিয়ার[২] মতো অভ্যন্তরীণ কাঠামো কঠিনীভূত হয় (অঙ্গের ক্যালসিয়ামীকরণ), ফলে কোষমৃত্যু ঘটে। এজন্যই ক্যালসিয়াম আয়নের মাত্রা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়, প্রয়োজনমত কোষে নিঃসৃত হয় এবং নিষ্কাশিত হয়।
গঠন
[সম্পাদনা]সার্কোপ্লাজমিক রেটিকুলাম নালিকাসমূহের জালিকারূপে পেশিকোষে বিস্তৃত থাকে, মায়োফাইব্রিলগুলিকে (কোষের সংকোচনশীল একক) বেষ্টন করে (কিন্তু প্রত্যক্ষ সংস্পর্শে নয়)। হৃদ্য ও কঙ্কাল পেশিকোষে অনুপ্রস্থ নালিকা (টি-টিউবুল) নামক কাঠামো বিদ্যমান - এগুলি কোষঝিল্লির প্রসারণ যা কোষকেন্দ্রে প্রবেশ করে। টি-টিউবুলস এসআর-এর নির্দিষ্ট অঞ্চল টার্মিনাল সিস্টার্নির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, এগুলির মধ্যে প্রায় ১২ ন্যানোমিটার দূরত্ব বিদ্যমান।[৩] এখানেই ক্যালসিয়াম নিঃসরণের প্রাথমিক স্থান। অনুদৈর্ঘ্য সার্কোপ্লাজমিক রেটিকুলাম টার্মিনাল সিস্টার্নি/সংযোগস্থলীয় এসআর-এর মধ্যবর্তী পাতলা প্রসারণ, যেখানে ক্যালসিয়াম শোষণের জন্য প্রয়োজনীয় আয়নপ্রবাহপথ সর্বাধিক ঘনীভূত।[৪] কঙ্কাল, হৃদ্য ও মসৃণ পেশিতে উত্তেজনা-সংকোচন যুগ্মবন্ধনের জন্য এই প্রক্রিয়াগুলো মৌলিক।
ক্যালসিয়াম শোষণ
[সম্পাদনা]এসআর-এর ঝিল্লিতে আয়নপ্রবাহপথ পাম্প বিদ্যমান যা Ca2+ কে সার্কোপ্লাজমিক রেটিকুলামে পাম্প করে। যেহেতু এসআর-এ ক্যালসিয়াম ঘনত্ব কোষের অন্যান্য অংশের তুলনায় বেশি, ক্যালসিয়াম স্বতঃস্ফূর্তভাবে এসআর-এ প্রবেশ করতে পারে না - অ্যাডিনোসিন ট্রাইফসফেট (এটিপি) অণু থেকে প্রাপ্ত শক্তি ব্যবহারকারী পাম্পের প্রয়োজন হয়।[৫] এই ক্যালসিয়াম পাম্পগুলিকে [[সার্কো(এন্ডো)প্লাজমিক রেটিকুলাম Ca2+ ATPase|সার্কো(এন্ডো)প্লাজমিক রেটিকুলাম Ca2+ ATPase (সারকা)]] বলা হয়। সারকার বিভিন্ন রূপ রয়েছে, সারকা ২এ প্রধানত হৃদ্য ও কঙ্কাল পেশিতে পাওয়া যায়।[৫]
সারকা ১৩টি গাঠনিক উপাদানে গঠিত (ঝিল্লিভেদী অঞ্চলে M1-M10 α-হেলিক্স এবং কোষপ্লাজমীয় N, P ও A ডোমেইন)। ক্যালসিয়াম আয়ন M1-M10 অঞ্চলের সাথে, আর এটিপি N ডোমেইনের সাথে যুক্ত হয়। দুটি ক্যালসিয়াম আয়ন ও এক অণু এটিপি পাম্পের কোষপ্লাজমীয় পাশে যুক্ত হলে পাম্প খোলে।[৬] এটিপি (যাতে তিনটি ফসফেট দল থাকে) একটি ফসফেট দল অবমুক্ত করে (পরিণত হয় অ্যাডিনোসিন ডাইফসফেট)। অবমুক্ত ফসফেট দল পাম্পের P ডোমেইনে যুক্ত হয়ে এর আকৃতি পরিবর্তন করে। এতে কোষপ্লাজমীয় পাশ খুলে যায় এবং দুটি Ca2+ প্রবেশ করে। কোষপ্লাজমীয় পাশ বন্ধ হয়ে এসআর পাশ খোলে, Ca2+ এসআর-এ নিঃসরিত হয়।[৬]
হৃদ্য পেশির ফসফোল্যাম্বান (পিএলবি) প্রোটিন সারকাকে বাধা দেয়।[৭] এটি সারকার সাথে যুক্ত হয়ে ক্যালসিয়ামের প্রতি এর আকর্ষণ হ্রাস করে, ফলে এসআর-এ ক্যালসিয়াম শোষণ ব্যাহত হয়। কোষপ্লাজম থেকে Ca2+ অপসারণে ব্যর্থতা পেশি শিথিলকরণ রোধ করে, ফলে পেশি সংকোচনও হ্রাস পায়। তবে অ্যাড্রিনালিন ও নরঅ্যাড্রিনালিন পিএলবিকে সারকা নিষ্ক্রিয়করণ থেকে বিরত রাখে।[৭] এই হরমোনগুলি কোষঝিল্লির [[β1 অ্যাড্রিনার্জিক গ্রাহক|β1 অ্যাড্রিনার্জিক গ্রাহকের]] সাথে যুক্ত হয়ে চক্রীয় এএমপি পথের মাধ্যমে প্রোটিন কাইনেজ এ (পিকেএ) উৎপন্ন করে। পিকেএ পিএলবিতে ফসফেট সংযোজন করে (ফসফোরাইলেশন), সারকা নিষ্ক্রিয়করণ রোধ করে পেশি শিথিলকরণে সাহায্য করে।[৭]
ক্যালসিয়াম সঞ্চয়
[সম্পাদনা]এসআর-এ ক্যালসিকেস্ট্রিন প্রোটিন বিদ্যমান যা প্রায় ৫০টি Ca2+ আবদ্ধ করতে পারে, ফলে এসআর-এ মুক্ত Ca2+ পরিমাণ হ্রাস পায় (ক্যালসিকেস্ট্রিন আবদ্ধ অবস্থায় থাকে)।[৮] এতে আরও ক্যালসিয়াম সঞ্চিত হতে পারে (ক্যালসিকেস্ট্রিনকে বাফার বলা হয়)। এটি মূলত সংযোগস্থলীয় এসআর/লুমিনাল স্থানে অবস্থান করে, ক্যালসিয়াম নিঃসরণ প্রণালীর (নিচে বর্ণিত) সাথে ঘনিষ্ঠভাবে যুক্ত।[৯]
ক্যালসিয়াম নিঃসরণ
[সম্পাদনা]এসআর থেকে ক্যালসিয়াম আয়ন নিঃসরণ সংযোগস্থলীয় এসআর/টার্মিনাল সিস্টার্নিতে রায়ানোডাইন গ্রাহক (আরওয়াইআর) এর মাধ্যমে ঘটে, একে ক্যালসিয়াম স্পার্ক বলা হয়।[১০] রায়ানোডাইন গ্রাহকের তিনটি প্রকারভেদ রয়েছে: আরওয়াইআর১ (কঙ্কাল পেশিতে), আরওয়াইআর২ (হৃদ্য পেশিতে) এবং আরওয়াইআর৩ (মস্তিষ্কে)।[১১] বিভিন্ন পেশিতে রায়ানোডাইন গ্রাহকের মাধ্যমে ক্যালসিয়াম নিঃসরণ ভিন্নভাবে উদ্দীপিত হয়:
হৃদ্য ও মসৃণ পেশিতে বৈদ্যুতিক সংকেত কোষঝিল্লিতে (মসৃণ পেশি) বা টি-টিউবুল ঝিল্লিতে (হৃদ্য পেশি) অবস্থিত এল-টাইপ ক্যালসিয়াম প্রণালীর মাধ্যমে কোষে ক্যালসিয়াম প্রবেশ ঘটায়।[১২] এই ক্যালসিয়াম আয়নগুলি আরওয়াইআর-কে সক্রিয় করে, কোষে ক্যালসিয়ামের ব্যাপক বৃদ্ধি ঘটায়। - **কঙ্কাল পেশিতে**: এল-টাইপ ক্যালসিয়াম প্রণালী সরাসরি আরওয়াইআর-এর সাথে যুক্ত।[১২] কার্যবিভব দ্বারা এল-টাইপ প্রণালী সক্রিয় হলে সরাসরি আরওয়াইআর সক্রিয় হয়, ক্যালসিয়াম নিঃসরণ ঘটে।
ক্যাফিন (কফিতে বিদ্যমান) আরওয়াইআর-কে উদ্দীপিত করতে পারে।[১৩] এটি কঙ্কাল পেশিতে কার্যবিভবের প্রতি, আর হৃদ্য/মসৃণ পেশিতে ক্যালসিয়ামের প্রতি আরওয়াইআর-এর সংবেদনশীলতা বাড়ায়, ফলে ক্যালসিয়াম স্ফুলিঙ্গের (heart rate) উপর ক্যাফিনের প্রভাবের জন্য আংশিকভাবে দায়ী।[১৩]
এসআর ঝিল্লিতে ট্রায়াডিন ও জাংটিন প্রোটিন আরওয়াইআর-এর সাথে যুক্ত থাকে।[১৪] স্বাভাবিক এসআর ক্যালসিয়াম মাত্রায় ক্যালসিকেস্ট্রিন আরওয়াইআর-ট্রায়াডিন-জাংটিন কমপ্লেক্সের সাথে যুক্ত হয়ে আরওয়াইআর খোলা রোধ করে।[১৫] এসআর ক্যালসিয়াম কমে গেলে ক্যালসিকেস্ট্রিনের সাথে কম ক্যালসিয়াম যুক্ত হয়, ফলে এটি জাংটিন-ট্রায়াডিন-আরওয়াইআর কমপ্লেক্সের সাথে দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ হয়। বিপরীতভাবে, এসআর ক্যালসিয়াম বাড়লে ক্যালসিকেস্ট্রিন কম দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ হয়, ফলে আরওয়াইআর খুলে কোষে ক্যালসিয়াম নিঃসরণ ঘটে।[১৫]
পিকেএ ফসফোল্যাম্বান ফসফোরাইলেশনের মাধ্যমে হৃদ্য পেশি শিথিলকরণ বৃদ্ধি ছাড়াও,[৭] ক্যালমডুলিন কাইনেজ II (CaMKII) এনজাইমের সাথে রায়ানোডাইন গ্রাহক ফসফোরাইলেট করতে পারে।[১৬] ফসফোরাইলেশনে আরওয়াইআর ক্যালসিয়ামের প্রতি সংবেদনশীল হয়, ফলে এটি ঘনঘন ও দীর্ঘক্ষণ খোলে। এতে এসআর থেকে ক্যালসিয়াম নিঃসরণ বেড়ে সংকোচনের হার বৃদ্ধি পায়।[১৬] হৃদ্য পেশিতে চক্রীয় এএমপি পথের মাধ্যমে পিকেএ সক্রিয়করণে পেশি সংকোচন (আরওয়াইআর২ ফসফোরাইলেশনের মাধ্যমে) ও শিথিলকরণ (ফসফোল্যাম্বান ফসফোরাইলেশনের মাধ্যমে) বৃদ্ধি পায়, ফলে হৃৎস্পন্দন বাড়ে।[১৬]
আরওয়াইআর-এর মাধ্যমে ক্যালসিয়াম নিঃসরণ সমাপ্তির প্রক্রিয়া সম্পূর্ণ বোঝা যায়নি।[১৭] কেউ কেউ মনে করেন রায়ানোডাইন গ্রাহকের অনিয়মিত বন্ধ হওয়া (স্টোকাস্টিক অ্যাট্রিশন) বা ক্যালসিয়াম স্ফুলিঙ্গের পর নিষ্ক্রিয় হওয়ার কারণে, আবার কেউ কেউ মনে করেন এসআর ক্যালসিয়াম হ্রাস গ্রাহক বন্ধ হওয়ার কারণ।[১৭]
মরণকাঠিনীতে ভূমিকা
[সম্পাদনা]সার্কোপ্লাজমিক রেটিকুলামের ভাঙ্গন ও এর ফলে ক্যালসিয়াম মুক্তি মরণকাঠিনীর (মৃত্যুর পর পেশি শক্ত হওয়া) অন্যতম কারণ।[১৩] সার্কোপ্লাজমে ক্যালসিয়াম ঘনত্ব বৃদ্ধিও পেশি কাঠিন্যের কারণ হতে পারে।[১৩]
তথ্যসূত্র
[সম্পাদনা]- ↑ Bronner, F. (২০০৩)। Extracellular and intracellular regulation of calcium homeostasis। খণ্ড ১। পৃ. ৯১৯–৯২৫।
{{বই উদ্ধৃতি}}:|সাময়িকী=উপেক্ষা করা হয়েছে (সাহায্য) - 1 2 Trump, B.; Berezesky, I.; Laiho, K.; Osornio, A.; Mergner, W.; Smith, M. (১৯৮০)। The role of calcium in cell injury. A review। পৃ. ৪৩৭–৪৬২।
{{বই উদ্ধৃতি}}:|সাময়িকী=উপেক্ষা করা হয়েছে (সাহায্য) - ↑ The anatomy of the sarcoplasmic reticulum in vertebrate skeletal muscle: Its implications for excitation contraction coupling। খণ্ড ৩৭। ১৯৮২। পৃ. ৬৬৫–৬৭৮।
{{বই উদ্ধৃতি}}:|সাময়িকী=উপেক্ষা করা হয়েছে (সাহায্য) - ↑ Arai, M.; Matsui, H.; Periasamy, M. (১ এপ্রিল ১৯৯৪)। "Sarcoplasmic reticulum gene expression in cardiac hypertrophy and heart failure"। Circulation Research। ৭৪ (4): ৫৫৫–৫৬৪। ডিওআই:10.1161/01.RES.74.4.555। পিএমআইডি 8137493।
- 1 2 Periasamy, M.; Kalyanasundaram, A. (২০০৭)। "SERCA pump isoforms: Their role in calcium ion transport and disease"। Muscle & Nerve। ৩৫ (4): ৪৩০–৪৪২।
- 1 2 Kekenes-Huskey, P.M.; Metzger, V.T.; Grant, B.J.; McCammon, A.J. (২০১২)। "Calcium binding and allosteric signaling mechanisms for the sarcoplasmic reticulum Ca2+ ATPase"। Protein Science। ২১ (10)।
- 1 2 3 4 Akin, B.; Hurley, T.; Chen, Z.; Jones, L. (২০১৩)। "The structural basis for phospholamban inhibition of the calcium pump in sarcoplasmic reticulum"। The Journal of Biological Chemistry। ২৮৮ (42): ৩০১৮১–৩০১৯১।
- ↑ Beard, N. A.; Laver, D. R.; Dulhunty, A. F. (১ মে ২০০৪)। "Calsequestrin and the calcium release channel of skeletal and cardiac muscle"। Progress in Biophysics and Molecular Biology। ৮৫ (1): ৩৩–৬৯। ডিওআই:10.1016/j.pbiomolbio.2003.07.001। পিএমআইডি 15050380।
- ↑ Kobayashi, Y. M.; Alseikhan, B. A.; Jones, L. R. (২০০০)। "Localization and characterization of the calsequestrin-binding domain of triadin 1. Evidence for a charged beta-strand in mediating the protein-protein interaction"। The Journal of Biological Chemistry। ২৭৫ (23): ১৭৬৩৯–১৭৬৪৬। ডিওআই:10.1074/jbc.M002091200।
{{সাময়িকী উদ্ধৃতি}}: উদ্ধৃতি শৈলী রক্ষণাবেক্ষণ: পতাকাভুক্ত নয় এমন বিনামূল্যে ডিওআই (লিঙ্ক) - ↑ Cheng, H.; Lederer, W. J.; Cannell, M. B. (২৯ অক্টোবর ১৯৯৩)। "Calcium sparks: elementary events underlying excitation-contraction coupling in heart muscle"। Science। ২৬২ (5134): ৭৪০–৭৪৪। বিবকোড:1993Sci...262..740C। ডিওআই:10.1126/science.8235594। পিএমআইডি 8235594।
- ↑ Lanner, J.T.; Georgiou, D.K.; Joshi, A.D.; Hamilton, S.L. (২০১০)। "Ryanodine receptors: Structure, expression, molecular details, and function in calcium release"। Cold Spring Harbor Perspectives in Biology। ২ (11): a০০৩৯৯৬।
- 1 2 Cheng, H.; Lederer, W. (২০০৮)। "Calcium sparks"। Physiological Reviews। ৮৮ (4): ১৪৯১–১৫৪৫।
- 1 2 3 4 Sitsapesan, R.; Williams, A.J. (১৯৯০)। "Mechanisms of caffeine activation of single calcium-release channels of sheep cardiac sarcoplasmic reticulum"। The Journal of Physiology। ৪২৩: ৪২৫–৪৩৯। ডিওআই:10.1113/jphysiol.1990.sp018032। পিএমসি 1189982। পিএমআইডি 2167375।
- ↑ Zhang, L; Kelley, J; Schmeisser, G; Kobayashi, YM; Jones, LR (১৯৯৭)। "Complex formation between junctin, triadin, calsequestrin, and the ryanodine receptor: proteins of the cardiac junctional sarcoplasmic reticulum membrane"। The Journal of Biological Chemistry। ২৭২ (37): ২৩৩৮৯–২৩৩৯৭। ডিওআই:10.1074/jbc.272.37.23389। পিএমআইডি 9287354।
- 1 2 Györke, I.; Hester, N.; Jones, L.R.; Györke, S. (২০০৪)। "The role of Calsequestrin, Triadin, and Junctin in conferring cardiac Ryanodine receptor responsiveness to Luminal calcium"। Biophysical Journal। ৮৬ (4): ২১২১–২১২৮। বিবকোড:2004BpJ....86.2121G। ডিওআই:10.1016/S0006-3495(04)74271-X। পিএমসি 1304103। পিএমআইডি 15041646।
- 1 2 3 Bers, D.M. (২০০৬)। "Cardiac ryanodine receptor phosphorylation: Target sites and functional consequences"। Biochemical and Biophysical Research Communications। ৩৯৬ (1): ১৭–২১। ডিওআই:10.1016/j.bbrc.2010.02.108। পিএমআইডি 20188709।
- 1 2 Sham, J. S. K.; এবং অন্যান্য (১৯৯৮)। "Termination of Ca2+ release by a local inactivation of ryanodine receptors in cardiac myocytes"। Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America। ৯৫ (25): ১৫০৯৬–১৫১০১। বিবকোড:1998PNAS...9515096S। ডিওআই:10.1073/pnas.95.25.15096। পিএমসি 24581। পিএমআইডি 9844021।