Kako se skeletne mišice spodbudijo k krčenju?

Skeletne mišice stimulira krčenje s procesom, znanim kot sklopitev vzbujanja in kontrakcije, ki je niz dogodkov, ki povezujejo prihod električnega signala na živčno-mišičnem stičišču z ustvarjanjem sile v mišičnem vlaknu. Tukaj je pregled vključenih korakov:

1. Potencial ukrepanja: Ko je motorični nevron stimuliran, ustvari akcijski potencial, ki je električni impulz, ki potuje po njegovem aksonu.

2. Nevromuskularni spoj: Akcijski potencial doseže nevromuskularno stičišče, ki je sinapsa med motoričnim nevronom in mišičnim vlaknom.

3. Sproščanje nevrotransmiterjev: Na nevromuskularnem stiku motorični nevron sprosti nevrotransmiter, imenovan acetilholin (ACh), v sinaptično špranjo, prostor med nevronom in mišičnim vlaknom.

4. Vezava ACh na receptorje: Acetilholin se veže na specifične receptorje na membrani mišičnih celic, znane kot nikotinski acetilholinski receptorji. Ta vezava povzroči, da se receptorji odprejo in omogočijo vstop natrijevih ionov (Na+) v mišično celico.

5. Depolarizacija: Pritok natrijevih ionov povzroči depolarizacijo membrane mišične celice, kar pomeni, da notranjost celice postane bolj pozitivna glede na zunanjost.

6. Sklop vzbujanja in krčenja: Depolarizacija membrane mišične celice sproži sklopitev vzbujanja in kontrakcije. Ta proces vključuje sproščanje kalcijevih ionov (Ca2+) iz sarkoplazemskega retikuluma, notranjega skladišča kalcija v mišični celici.

7. Vezava kalcija: Kalcijevi ioni se vežejo na receptorje na površini sarkoplazemskega retikuluma in povzročijo konformacijske spremembe, ki povzročijo sproščanje več kalcijevih ionov v citoplazmo mišične celice.

8. S kalcijem povzročeno sproščanje kalcija: Začetno sproščanje kalcijevih ionov sproži proces, imenovan s kalcijem povzročeno sproščanje kalcija, kjer se kalcijevi ioni vežejo na receptorje na površini sarkoplazmatskega retikuluma, kar povzroči sproščanje še več kalcijevih ionov, s čimer se ojača signal kalcija.

9. Kalcij in troponin: Povišane ravni kalcija v citoplazmi se vežejo na beljakovino, imenovano troponin, ki je del kompleksa troponin-tropomiozin. Ta vezava povzroči konformacijske spremembe, ki izpostavijo vezavna mesta miozina na aktinskih filamentih.

10. Formacija prečnega mostu: Izpostavljena mesta za vezavo miozina na aktinskih filamentih omogočajo nastanek prečnih mostov med debelimi (miozinskimi) filamenti in tankimi (aktinskimi) filamenti znotraj mišične celice.

11. Krčenje mišic: Tvorba prečnih mostičkov sproži močnostni udarec cikla mišične kontrakcije, kjer se miozinske glave vežejo na aktinske filamente, zasukajo in potegnejo tanke filamente proti središču sarkomere, osnovne enote mišične kontrakcije. To drsenje filamentov povzroči, da se mišica skrajša in ustvari silo.

Nadaljnja stimulacija mišice s strani motoričnega nevrona in kasnejše sproščanje kalcijevih ionov vzdržujeta nastanek prečnega mostu in drsenje filamentov, kar ima za posledico trajno kontrakcijo mišic. Ko motorični nevron preneha delovati, se kalcijevi ioni prečrpajo nazaj v sarkoplazemski retikulum, prečni mostovi se ločijo in mišica se sprosti.

To zaporedje dogodkov zagotavlja natančen nadzor in koordinacijo kontrakcij skeletnih mišic, kar omogoča različne gibe in dejanja človeškega telesa.