Kako mišice ustvarjajo silo?

Mišice ustvarjajo silo skozi kompleksen proces, ki vključuje interakcije med aktinskimi in miozinskimi filamenti, ki so sestavni deli mišičnih vlaken. Tukaj je poenostavljena razlaga postopka:

1. Mehanizem drsnih filamentov :Krčenje mišic poteka skozi proces, imenovan mehanizem drsnega filamenta. Ko mišica prejme signal iz živčnega sistema, sproži sproščanje kalcijevih ionov iz sarkoplazemskega retikuluma (SR), notranjega skladišča kalcija v mišici.

2. Vezava kalcija :Povečana koncentracija kalcija v mišičnih vlaknih vodi do vezave kalcijevih ionov na troponin, beljakovino, povezano z aktinskimi filamenti. Ta vezava povzroči konformacijsko spremembo v molekuli troponina, pri čemer se izpostavi vezavno mesto na aktinskih filamentih za miozin.

3. Vezava miozina :Miozin, primarni protein, ki ustvarja silo v mišicah, je sestavljen iz dveh kroglastih glav in dolgega repa. Miozinske glave vsebujejo aktivnost ATPaze in se lahko vežejo na izpostavljena vezavna mesta na aktinskih filamentih.

4. Izdelava prečnih mostov :Ko se miozinske glave vežejo na aktin, tvorijo prečne mostove med aktinskimi in miozinskimi filamenti. To vezavo olajša prisotnost ATP (adenozin trifosfata), energetske valute celice.

5. Power Stroke :Pri hidrolizi ATP je glava miozina podvržena konformacijski spremembi, ki potegne aktinski filament proti središču sarkomere, ponavljajoče se enote mišičnih vlaken. To gibanje ustvarja silo in povzroči krčenje mišice.

6. Izdaja ADP :Po močnem zamahu se ADP (adenozin difosfat) in anorganski fosfat (Pi) sprostita iz miozinske glave, tako da ostane miozinska glava vezana na aktin v nizkoenergijskem stanju.

7. Ponovna pritrditev ATP :Nova molekula ATP se veže na miozinsko glavo, kar povzroči, da se miozinska glava loči od aktinskega filamenta. Mišična vlakna lahko nato ponovijo cikel oblikovanja prečnega mostu, udarca moči, sproščanja ADP in ponovne pritrditve ATP, kar vodi do neprekinjenega krčenja mišic.

Ta proces se nadaljuje, dokler so prisotni kalcijevi ioni in je na voljo ATP. Ko signal iz živčnega sistema preneha, se kalcijevi ioni črpajo nazaj v SR, kar povzroči sprostitev mišice.

Na splošno ustvarjanje mišične sile vključuje drsenje aktinskih filamentov mimo miozinskih filamentov skozi ponavljajoče se cikle nastajanja prečnega mostu, močnega udarca in odcepitve, ki ga poganja hidroliza ATP.