Co oznacza kontrakt w mięśniach?
Podstawowy mechanizm skurczu mięśni opiera się na teorii ślizgających się włókien. Oto przegląd procesu:
Włókna aktyny i miozyny:Mięśnie składają się z długich, równoległych wiązek włókien białkowych zwanych aktyną i miozyną. Włókna aktynowe są cienkie i zawierają białko zwane aktyną, natomiast włókna miozyny są grubsze i zawierają białko zwane miozyną.
Jednostki motoryczne:Mięśnie są podzielone na liczne jednostki motoryczne, z których każda składa się z neuronu ruchowego i włókien mięśniowych, które unerwia. Kiedy neuron ruchowy otrzymuje sygnał z układu nerwowego, uwalnia neuroprzekaźniki, które wiążą się z receptorami na włóknach mięśniowych.
Uwalnianie wapnia:Wiązanie neuroprzekaźników powoduje uwalnianie jonów wapnia (Ca2+) z siateczki sarkoplazmatycznej, która jest organellą magazynującą wapń w komórkach mięśniowych.
Wiązanie wapnia z troponiną:Jony wapnia wiążą się z białkiem zwanym troponiną, które znajduje się na włóknach aktynowych. Wiązanie to indukuje zmianę konformacyjną troponiny, która usuwa cząsteczkę blokującą zwaną tropomiozyną z miejsc wiązania na włóknach aktynowych.
Wiązanie głowy miozyny:odsłonięte miejsca wiązania na włóknach aktynowych mogą teraz oddziaływać z głowami cząsteczek miozyny. Każda głowa miozyny ma kulistą strukturę zawierającą cząsteczkę adenozynotrifosforanu (ATP), która służy jako źródło energii.
Hydroliza ATP:Wiązanie głów miozyny z włóknami aktynowymi powoduje hydrolizę ATP do difosforanu adenozyny (ADP) i fosforanu nieorganicznego (Pi). To zdarzenie hydrolizy zapewnia energię do skurczu mięśni.
Udar siłowy:Po hydrolizie ATP następuje zmiana konformacyjna w głowie miozyny, powodująca jej obrót i przyciąganie włókna aktynowego w kierunku środka sarkomeru (powtarzającej się jednostki włókna mięśniowego). To działanie ciągnące, zwane uderzeniem siłowym, powoduje skrócenie włókna mięśniowego i wytworzenie siły.
Relaksacja:Po zakończeniu potencjału czynnościowego jony wapnia są aktywnie pompowane z powrotem do siateczki sarkoplazmatycznej i oddzielane od troponiny. Prowadzi to do ponownego wiązania tropomiozyny z włóknami aktynowymi, blokując miejsca wiązania miozyny i powodując rozluźnienie mięśni.
Powtarzając ten cykl skurczu i rozluźnienia, mięśnie mogą generować ruch, utrzymywać postawę i wykonywać różne funkcje organizmu, które wymagają wytwarzania siły. Koordynacja wielu jednostek motorycznych w mięśniu i bodźce z układu nerwowego pozwalają na precyzyjną kontrolę i regulację skurczów mięśni.
