Ein ungewöhnliches Z-System in den schräg gestreiften Muskeln von Krinoiden: dreidimensionale Struktur und Computersimulationen

Die eigenartige Funktionsstruktur der Z-Linie in den schräg gestreiften Muskeln einiger Federsterne wird beschrieben. Es ist bekannt, dass quergestreifte Muskeln durch lineare und kontinuierliche Z-Bänder und schräg gestreifte Muskeln durch getrennte, schräg ausgerichtete Z-Elemente gekennzeichnet sind. Aufgrund dieser diskontinuierlichen Organisation kann das Sarkomer breite aktive Verlängerungen, Verkürzungen und sogar „Superdehnungen“ in den spiralförmigen Fasern durchführen., Im Gegensatz dazu zeigen die schräg gestreiften Fasern von Krinoiden deutlich durchgehende und homogene schräge Z-Linien; Eine solche Struktur ist nicht mit „Superleistungen“ wie Gleiten und Scheren der Sarkomerelemente vereinbar, sondern könnte Funktionen ermöglichen, die mit denen vergleichbar sind, die für einen quergestreiften Muskel charakteristisch sind (schnelle, kurze Bewegungen, mechanisch verstärkt durch Knochenhebel)., Diese seltsame Situation, die nur in Bezug auf die evolutionäre Einschränkung interpretierbar ist, könnte als entgegengesetzt und symmetrisch zu der von quergestreiften „superkontrahierenden“ Muskeln angesehen werden, bei denen die Z-Linie außergewöhnlich fragmentiert ist, damit sich das Sarkomer superkontrahieren kann.

Die mögliche Architektur eines signifikanten Parameters wie der Z-Linie, der die Muskelfaserpotentialkapazität bestimmt, wird im Detail analysiert: (1) durch qualitativquantitative Auswertung von Elektronenmikrographen, unterstützt durch statistische Analyse der Daten; und (2) durch Computersimulationen., Die erhaltenen Daten legen nahe, dass die realistischste Konformation des gesamten Z-Komplexes in diesen Muskeln aus einem mehrfachen System kontinuierlicher, bandartiger spiralförmiger Ebenen besteht, die von Ende zu Ende parallel entlang der Faser verlaufen und diese regelmäßig mit einer konstanten Dicke schneiden. Das vorgeschlagene Modell scheint morphologisch kompatibel mit den experimentell verifizierten Situationen und funktionell kompatibel mit den mechanischen Anforderungen für eine normale Kontraktion und für eine ausgewogene Verteilung der beteiligten Stärken.