Sarcoplasmic Reticulum
**Sarcoplasmic reticulum (SR)**은 골격근 세포에서 각 myofibril을 그물처럼 감싸는 특수화된 endoplasmic reticulum이다. T tubule에서 전달되는 전기 신호를 Ca²⁺ 방출로 변환하여 근육 수축을 개시하는 역할을 한다.
Fig 16–30. T tubule과 sarcoplasmic reticulum. (A) Plasma membrane에서 각 myofibril 주위로 T tubule이 내부로 함입되고, sarcoplasmic reticulum이 망상으로 둘러싼다. (B) T tubule 단면 전자현미경 사진. (C) T tubule의 전압 개폐 Ca²⁺ channel이 SR의 Ca²⁺-release channel을 여는 과정 모식도.
수축 개시: Ca²⁺ 방출
수축 신호는 다음 순서로 전달된다.
- 신경의 action potential → T tubule을 통해 세포 내부로 전파
- T tubule 막의 전압 개폐 Ca²⁺ channel 활성화
- 인접한 SR 막의 Ca²⁺-release channel (ryanodine receptor) 개방
- Ca²⁺가 세포질로 대량 방출
- Ca²⁺가 Troponin C에 결합 → myosin binding site 노출 → 수축 시작
T tubule과 SR을 통한 신호 전달은 수 ms 내에 세포 전체의 모든 sarcomere에 동시에 도달한다.
이완: Ca²⁺ 재흡수
수축 후 이완은 SR 막에 풍부한 **ATP-의존성 Ca²⁺ pump (Ca²⁺-ATPase)**에 의해 이루어진다.
- Ca²⁺를 SR 내강으로 능동 수송하여 세포질 Ca²⁺ 농도를 회복
- 약 30 ms 이내에 휴지 수준으로 복구 → myofibril 이완
ATP 소비
근육 수축은 두 가지 과정에서 ATP를 소비한다.
| 과정 | 단백질 | 역할 |
|---|---|---|
| 필라멘트 sliding | Myosin II ATPase | actin 필라멘트를 따라 이동하여 수축력 생성 |
| Ca²⁺ 펌핑 | Ca²⁺-ATPase (SR 막) | 세포질 Ca²⁺를 SR로 재흡수하여 이완 유도 |
관련 노트
- T tubules — T tubule의 구조와 action potential 전달
- troponin — Ca²⁺에 의한 myosin binding site 노출 메커니즘
- myofibrils — sarcomere 구조와 수축 단위
- Myosin II cycle — myosin의 ATP 가수분해와 power stroke