Jak ogólnie działają mięśnie szkieletowe?
1. Aktywacja neuronowa:
- Proces rozpoczyna się od sygnału z centralnego układu nerwowego, szczególnie z kory ruchowej mózgu.
- Kora ruchowa wysyła sygnały poprzez neurony ruchowe, które są wyspecjalizowanymi komórkami nerwowymi, do włókien mięśni szkieletowych.
2. Potencjał działania :
- Kiedy neuron ruchowy dociera do mięśnia, uwalnia przekaźnik chemiczny zwany acetylocholiną do połączenia nerwowo-mięśniowego, czyli przestrzeni pomiędzy zakończeniem nerwowym a włóknem mięśniowym.
- Acetylocholina wiąże się z receptorami we włóknie mięśniowym, co generuje impuls elektryczny zwany potencjałem czynnościowym.
3. Depolaryzacja włókien mięśniowych:
- Potencjał czynnościowy rozprzestrzenia się wzdłuż błony powierzchniowej włókna mięśniowego, powodując jego depolaryzację. Oznacza to, że ładunek elektryczny na błonie zmienia się, tworząc impuls elektryczny, który przemieszcza się wzdłuż włókna mięśniowego.
4. Sprzężenie wzbudzenie-skurcz:
- Depolaryzacja włókna mięśniowego uruchamia proces znany jako sprzężenie wzbudzenia i skurczu. Proces ten łączy sygnał elektryczny z mechanicznym skurczem mięśnia.
5. Uwalnianie wapnia:
- Podczas sprzężenia wzbudzenia i skurczu potencjał czynnościowy powoduje uwolnienie jonów wapnia z siateczki sarkoplazmatycznej, wyspecjalizowanego przedziału w komórkach mięśniowych.
6. Interakcja wapnia i troponiny:
- Jony wapnia wiążą się z troponiną, kompleksem białkowym znajdującym się na cienkich włóknach aktynowych we włóknie mięśniowym. Wiązanie to zmienia kształt troponiny i usuwa jej działanie blokujące na miejsca aktywne aktyny.
7. Wiązanie głowy miozyny:
- Odsłonięte miejsca aktywne na aktynie umożliwiają teraz wiązanie się z nimi główek miozyny, czyli wypustek grubych włókien miozyny. Ta interakcja tworzy mostki krzyżowe pomiędzy włóknami aktynowymi i miozynowymi.
8. Mechanizm przesuwania włókna:
- Gdy główki miozyny są silnie związane z aktyną, zachodzi proces znany jako mechanizm przesuwania włókien. Głowy miozyny działają jak wiosła, wykorzystując energię z hydrolizy ATP (rozkładu trójfosforanu adenozyny) do ciągnięcia włókien aktynowych w kierunku środka sarkomeru, podstawowej jednostki skurczu mięśni.
9. Skrócenie mięśni:
- Gdy włókna aktynowe wsuwają się do wewnątrz, przyciągają do siebie dyski Z (krawędzie sarkomeru), powodując skrócenie włókna mięśniowego. Skrócenie to powoduje napięcie i prowadzi do skurczu mięśni.
10. Rozluźnienie mięśni:
- Relaksacja następuje, gdy układ nerwowy przestaje wysyłać sygnały do mięśni. Jony wapnia są aktywnie pompowane z powrotem do siateczki sarkoplazmatycznej, zmniejszając stężenie wapnia we włóknie mięśniowym. Powoduje to odłączenie głów miozyny od aktyny, a włókno mięśniowe powraca do stanu spoczynku.
Należy zauważyć, że mięśnie szkieletowe pracują w skoordynowanych grupach, aby wykonywać określone ruchy. Układ nerwowy precyzyjnie reguluje czas i intensywność skurczów mięśni, aby generować płynne, kontrolowane ruchy.
