Kako se kontrahiraju poprečno-prugasti mišići?
Poprečno-prugasti mišić, također poznat kao skeletni mišić, kontrahira se kroz složen proces koji uključuje interakciju aktinskih i miozinskih filamenata, osnovnih građevnih blokova mišićnih vlakana. Proces kontrakcije pokreću živčani impulsi koji uzrokuju otpuštanje iona kalcija iz sarkoplazmatskog retikuluma, unutarnjeg skladišta kalcija mišićne stanice. Ovdje je objašnjenje korak po korak kako se kontrahiraju poprečno-prugasti mišići:
1. Živčani impuls:
- Živčani impuls dolazi do mišićnog vlakna, uzrokujući otpuštanje acetilkolina, neurotransmitera, u sinaptičku pukotinu (razmak između živčanih i mišićnih stanica).
- Acetilkolin se veže na specifične receptore na membrani mišićne stanice, što dovodi do stvaranja akcijskog potencijala.
2. Potencijal djelovanja:
- Akcijski potencijal putuje duž membrane mišićne stanice, uzrokujući invaginaciju membrane na određenim mjestima koja se nazivaju transverzalni tubuli (T-tubuli).
3. Otpuštanje kalcija:
- T-tubuli su usko povezani sa sarkoplazmatskim retikulumom, koji pohranjuje ione kalcija.
- Akcijski potencijal uzrokuje konformacijsku promjenu u T-tubulima, što dovodi do otvaranja kalcijevih kanala na sarkoplazmatskom retikulumu.
- Ioni kalcija izlaze iz sarkoplazmatskog retikuluma u sarkomeru (kontraktilna jedinica mišićnog vlakna).
4. Vezanje kalcija na troponin:
- Unutar sarkomera, ioni kalcija vežu se na protein koji se zove troponin, a koji je dio kompleksa troponin-tropomiozin.
- Ovo vezanje uzrokuje konformacijsku promjenu u kompleksu troponin-tropomiozin, otkrivajući vezno mjesto na aktinskom filamentu.
5. Vezanje glave miozina za aktin:
- Miozin, motorni protein, ima dvije kuglaste glave koje se mogu vezati i hidrolizirati ATP (adenozin trifosfat), energetsku valutu stanice.
- S kalcijem vezanim za troponin, miozinske glave sada se mogu vezati za izložena vezna mjesta na aktinskom filamentu.
6. Snažni udar:
- Jednom kada se vežu za aktin, miozinske glave prolaze kroz konformacijsku promjenu, uzrokujući njihovo okretanje i povlačenje aktinskog filamenta prema središtu sarkomere.
- Ovaj pokret je poznat kao power stroke i rezultira skraćivanjem sarkomera.
7. Formiranje poprečnog mosta i mehanizam kliznog filamenta:
- Snažni udar dovodi do stvaranja poprečnih mostova između miozinskih glava i aktinskih filamenata.
- Sve dok je kalcij prisutan i ATP dostupan, miozinske glave nastavit će se vezati za aktin, podvrgavati se snažnim udarima i otpuštati aktin, uzrokujući da filamenti klize jedan pored drugog.
- Ovaj klizni filamentni mehanizam skraćuje sarkomeru i generira kontrakciju mišića.
8. Opuštanje:
- Kada živčani impuls prestane i razina kalcija se smanji u sarkoperu, ioni kalcija se aktivno pumpaju natrag u sarkoplazmatski retikulum.
- Bez kalcija vezanog za troponin, kompleks troponin-tropomiozin vraća se u svoju izvornu konformaciju, blokirajući mjesta vezanja miozina na aktinu.
- Miozinske glave se odvajaju od aktina, a sarkomera se opušta.
Ponavljanjem ovog procesa, poprečno-prugasti mišići mogu se stezati i opuštati, omogućujući kontrolirano kretanje i razne fizičke aktivnosti.
