Kako mišići stvaraju silu?

Mišići generiraju silu kroz složen proces koji uključuje interakcije između aktinskih i miozinskih filamenata, koji su komponente mišićnih vlakana. Evo pojednostavljenog objašnjenja procesa:

1. Mehanizam klizne niti :Kontrakcija mišića događa se kroz proces koji se naziva mehanizam klizne niti. Kada mišić primi signal iz živčanog sustava, on pokreće oslobađanje iona kalcija iz sarkoplazmatskog retikuluma (SR), unutarnjeg skladišta kalcija u mišiću.

2. Vezivanje kalcija :Povećana koncentracija kalcija u mišićnim vlaknima dovodi do vezanja kalcijevih iona na troponin, protein povezan s aktin filamentima. Ovo vezanje uzrokuje konformacijsku promjenu u molekuli troponina, otkrivajući vezno mjesto na aktinskim filamentima za miozin.

3. Vezivanje miozina :Miozin, primarni protein koji stvara snagu u mišićima, sastoji se od dvije kuglaste glave i dugog repa. Glave miozina sadrže aktivnost ATPaze i mogu se vezati na izložena vezna mjesta na aktin filamentima.

4. Formiranje poprečnih mostova :Kada se miozinske glave vežu za aktin, one tvore poprečne mostove između aktinskih i miozinskih filamenata. Ovo vezanje je olakšano prisutnošću ATP-a (adenozin trifosfata), stanične energetske valute.

5. Power Stroke :Nakon hidrolize ATP-a, glava miozina prolazi kroz konformacijsku promjenu, povlačeći aktinski filament prema središtu sarkomera, ponavljajuće jedinice mišićnih vlakana. Ovaj pokret stvara silu i uzrokuje kontrakciju mišića.

6. ADP izdanje :Nakon udarca snage, ADP (adenozin difosfat) i anorganski fosfat (Pi) otpuštaju se iz glave miozina, ostavljajući glavu miozina vezanu za aktin u niskoenergetskom stanju.

7. Ponovno pričvršćivanje ATP-a :Nova molekula ATP-a veže se za glavu miozina, uzrokujući odvajanje glave miozina od aktinskog filamenta. Mišićno vlakno tada može ponoviti ciklus formiranja poprečnog mosta, udar snage, otpuštanje ADP-a i ponovno pričvršćivanje ATP-a, što dovodi do kontinuirane kontrakcije mišića.

Ovaj se proces nastavlja sve dok su prisutni ioni kalcija i dok je ATP dostupan. Kada signal iz živčanog sustava prestane, ioni kalcija se pumpaju natrag u SR, što dovodi do opuštanja mišića.

Sve u svemu, stvaranje mišićne sile uključuje klizanje aktinskih filamenata pored miozinskih filamenata kroz ponovljene cikluse formiranja poprečnog mosta, snažnog udarca i odvajanja, potaknuto hidrolizom ATP-a.