Što se događa kada se mišić kontrahira?

Kontrakcija mišića je proces kojim se mišićne stanice skraćuju, stvarajući silu i kretanje. Uključuje složen niz događaja koji se odvijaju na molekularnoj i staničnoj razini. Evo općeg pregleda onoga što se događa kada se mišić kontrahira:

1. Potencijal djelovanja:

- Kada mišić primi signal iz živčanog sustava, generira se električni impuls poznat kao akcijski potencijal.

- Akcijski potencijal putuje duž površinske membrane mišićnog vlakna, uzrokujući njegovu depolarizaciju.

2. Otpuštanje kalcija:

- Depolarizacija membrane mišićnog vlakna izaziva otpuštanje kalcijevih iona (Ca2+) iz sarkoplazmatskog retikuluma (SR), koji je unutarnje skladište kalcija mišićne stanice.

3. Interakcija kalcija i troponina:

- Ioni kalcija vežu se na troponin, regulatorni protein koji se nalazi na tankim filamentima (aktinskim filamentima) unutar mišićnog vlakna.

4. Interakcija miozin-aktin:

- Vezanje kalcija na troponin uzrokuje konformacijsku promjenu koja otkriva vezno mjesto na aktinu za glavu miozina, motornog proteina.

- Miozinske glave vežu se za izloženo vezno mjesto na aktinu, tvoreći poprečne mostove između debelih filamenata (miozinski filamenti) i tankih filamenata.

5. Snažni udar:

- Miozinske glave prolaze kroz konformacijsku promjenu, koja stvara silu povlačenjem tankih niti prema središtu sarkomera (ponavljajuće jedinice mišićnog vlakna).

- Ovo klizanje tankih vlakana pored debelih vlakana uzrokuje kontrakciju mišića.

6. Hidroliza ATP-a:

- Energija potrebna za snažan udarac dolazi iz hidrolize adenozin trifosfata (ATP) miozinom.

- Svaka glava miozina sadrži enzim ATPazu koji razgrađuje ATP u adenozin difosfat (ADP) i anorganski fosfat (Pi), oslobađajući energiju.

7. Opuštanje mišića:

- Kada električni podražaj završi, ioni kalcija se pumpaju natrag u SR pomoću kalcijevih pumpi.

- Kako se razina kalcija smanjuje, kompleks troponin-tropomiozin vraća se u svoj izvorni položaj, blokirajući vezno mjesto na aktinu.

- Miozinske glave se odvajaju od aktina, a mišićno vlakno se opušta.

Koordinirana kontrakcija i opuštanje mišićnih vlakana omogućuje kretanje, uključujući kontrakcije skeletnih mišića za voljne pokrete, kontrakcije srčanog mišića za rad srca i kontrakcije glatkih mišića za nevoljne pokrete kao što su probava i regulacija krvnih žila.