Koji su događaji uključeni u kontrakciju mišića na staničnoj i molekularnoj razini?
Stanični i molekularni događaji mišićne kontrakcije
Kontrakcija mišića složen je proces koji uključuje interakciju više proteina unutar mišićnih stanica. Primarni proteini uključeni u mišićnu kontrakciju su aktin i miozin, koji su raspoređeni u ponavljajuće jedinice koje se nazivaju sarkomeri. Proces mišićne kontrakcije može se sažeti kroz sljedeće stanične i molekularne događaje:
1. Spoj ekscitacije i kontrakcije :Proces mišićne kontrakcije pokreće električni signal koji se naziva akcijski potencijal. Kada akcijski potencijal dosegne mišićnu stanicu, on pokreće oslobađanje iona kalcija iz sarkoplazmatskog retikuluma, internog skladišta kalcija u stanici.
2. Vezivanje kalcija na troponin :Povećanje koncentracije kalcija u mišićnoj stanici uzrokuje da se ioni kalcija vežu na protein zvan troponin, koji se nalazi na tankom filamentu (aktinu). Ovo vezanje inducira konformacijsku promjenu troponina, što izlaže vezno mjesto na molekuli aktina.
3. Vezivanje glave miozina za aktin :Konformacijska promjena u troponinu omogućuje miozinskoj glavi, globularnom području molekule miozina, da se veže za izloženo vezno mjesto na aktinskom filamentu. Ova interakcija tvori poprečni most između tankih i debelih filamenata.
4. Power Stroke :Jednom kada se glava miozina veže za aktin, prolazi kroz konformacijsku promjenu, povlačeći tanki filament prema središtu sarkomere. Taj se pokret naziva snažnim udarcem i stvara silu potrebnu za kontrakciju mišića.
5. ADP izdanje i Pi povezivanje :Nakon udarca snage, ADP i anorganski fosfat (Pi), koji su produkti hidrolize ATP-a, oslobađaju se iz glave miozina. Ovaj korak priprema glavu miozina za sljedeći ciklus kontrakcije.
6. Vezivanje ATP-a na miozin :ATP se veže za glavu miozina, uzrokujući njegovo odvajanje od aktinskog filamenta. Ovo odvajanje resetira glavu miozina za još jednu rundu vezanja i udar snage.
7. Opuštanje :Kada akcijski potencijal završi, ioni kalcija se aktivno transportiraju natrag u sarkoplazmatski retikulum pomoću kalcijskih pumpi, smanjujući koncentraciju kalcija u mišićnoj stanici. Smanjenje razine kalcija uzrokuje povratak troponina u svoju izvornu konformaciju, blokirajući vezno mjesto na aktinu. Bez vezanog miozina, tanke niti klize natrag u svoj prvobitni položaj, opuštajući mišić.
Slijed ovih staničnih i molekularnih događaja ponavlja se brzo tijekom mišićne kontrakcije, omogućujući mišićima da generiraju silu i pokret.
