Vad händer när en muskel drar ihop sig?

Muskelsammandragning är den process genom vilken muskelceller förkortas, genererar kraft och rörelse. Det involverar en komplex serie av händelser som inträffar på molekylär och cellulär nivå. Här är en allmän översikt över vad som händer när en muskel drar ihop sig:

1. Åtgärdspotential:

– När en muskel tar emot en signal från nervsystemet genereras en elektrisk impuls som kallas aktionspotential.

- Aktionspotentialen färdas längs muskelfiberns ytmembran, vilket gör att den depolariseras.

2. Kalciumfrisättning:

– Depolariseringen av muskelfibermembranet sätter igång frisättningen av kalciumjoner (Ca2+) från det sarkoplasmatiska retikulumet (SR), som är muskelcellens inre förråd av kalcium.

3. Kalcium-troponin-interaktion:

- Kalciumjoner binder till troponin, ett regulatoriskt protein som ligger på de tunna filamenten (aktinfilamenten) i muskelfibern.

4. Myosin-aktininteraktion:

- Bindningen av kalcium till troponin orsakar en konformationsförändring som exponerar ett bindningsställe på aktin för huvudet av myosin, ett motorprotein.

- Myosinhuvuden binder till det exponerade bindningsstället på aktin och bildar korsbryggor mellan de tjocka filamenten (myosinfilamenten) och tunna filament.

5. Power Stroke:

- Myosinhuvuden genomgår en konformationsförändring, som genererar kraft genom att dra de tunna filamenten mot mitten av sarkomeren (muskelfiberns repeterande enhet).

– Denna glidning av tunna filament förbi de tjocka filamenten orsakar muskelkontraktion.

6. ATP-hydrolys:

- Den energi som krävs för kraftslaget kommer från hydrolysen av adenosintrifosfat (ATP) av myosin.

- Varje myosinhuvud innehåller ett ATPase-enzym som bryter ner ATP till adenosindifosfat (ADP) och oorganiskt fosfat (Pi), vilket frigör energi.

7. Muskelavslappning:

– När den elektriska stimulansen upphör pumpas kalciumjonerna tillbaka in i SR av kalciumpumpar.

- När kalciumnivåerna minskar, återgår troponin-tropomyosin-komplexet till sin ursprungliga position, vilket blockerar bindningsstället på aktin.

– Myosinhuvuden lossnar från aktin, och muskelfibern slappnar av.

Den samordnade kontraktionen och avslappningen av muskelfibrer möjliggör rörelse, inklusive skelettmuskelsammandragningar för frivilliga rörelser, hjärtmuskelsammandragningar för hjärtfunktion och glatta muskelsammandragningar för ofrivilliga rörelser såsom matsmältning och blodkärlsreglering.