Kaj se zgodi, ko se mišica skrči?

Krčenje mišic je proces, pri katerem se mišične celice skrajšajo, kar ustvarja silo in gibanje. Vključuje kompleksen niz dogodkov, ki se dogajajo na molekularni in celični ravni. Tukaj je splošen pregled, kaj se zgodi, ko se mišica skrči:

1. Potencial ukrepanja:

- Ko mišica prejme signal iz živčnega sistema, se ustvari električni impulz, znan kot akcijski potencial.

- Akcijski potencial potuje vzdolž površinske membrane mišičnega vlakna in povzroči njegovo depolarizacijo.

2. Sproščanje kalcija:

- Depolarizacija membrane mišičnega vlakna sproži sproščanje kalcijevih ionov (Ca2+) iz sarkoplazemskega retikuluma (SR), ki je notranje skladišče kalcija v mišični celici.

3. Medsebojno delovanje kalcija in troponina:

- Kalcijevi ioni se vežejo na troponin, regulatorni protein, ki se nahaja na tankih filamentih (aktinskih filamentih) v mišičnem vlaknu.

4. Interakcija miozin-aktin:

- Vezava kalcija na troponin povzroči konformacijsko spremembo, ki razkrije vezavno mesto na aktinu za glavo miozina, motornega proteina.

- Miozinske glave se vežejo na izpostavljeno vezavno mesto na aktinu in tvorijo prečke med debelimi filamenti (miozinski filamenti) in tankimi filamenti.

5. Močni udarec:

- Miozinske glave so podvržene konformacijski spremembi, ki ustvarja silo s vlečenjem tankih filamentov proti središču sarkomere (ponavljajoče se enote mišičnega vlakna).

- To drsenje tankih filamentov mimo debelih filamentov povzroči krčenje mišic.

6. Hidroliza ATP:

- Energija, potrebna za udarec moči, izvira iz hidrolize adenozin trifosfata (ATP) z miozinom.

- Vsaka glava miozina vsebuje encim ATPazo, ki razgradi ATP v adenozin difosfat (ADP) in anorganski fosfat (Pi), pri čemer se sprosti energija.

7. Sprostitev mišic:

- Ko se električni dražljaj konča, kalcijeve črpalke prečrpajo kalcijeve ione nazaj v SR.

- Ko se raven kalcija zniža, se troponin-tropomiozinski kompleks vrne v prvotni položaj in blokira vezavno mesto na aktinu.

- Miozinske glave se ločijo od aktina in mišično vlakno se sprosti.

Usklajena kontrakcija in sprostitev mišičnih vlaken omogočata gibanje, vključno s kontrakcijami skeletnih mišic za prostovoljne gibe, kontrakcijami srčne mišice za delovanje srca in kontrakcijami gladkih mišic za nehotene gibe, kot sta prebava in regulacija krvnih žil.