Vad händer med en muskel när den slappnar av?

När en muskel slappnar av sker flera fysiologiska förändringar:

1. Reducerad åtgärdspotential: Avslappningsprocessen börjar när aktionspotentialen som fortplantas längs motorneuronen under muskelkontraktion når den neuromuskulära korsningen. Motorneuronen slutar frisätta acetylkolin (ACh), signalsubstansen som ansvarar för muskelkontraktion.

2. Upphörande av kalciumfrisättning: Frånvaron av ACh-bindning till receptorer på motorändplattan förhindrar öppning av spänningsstyrda kalciumkanaler på muskelcellmembranet. Som ett resultat kan kalciumjoner inte längre komma in i muskelcellen från den extracellulära vätskan.

3. Återupptag av kalciumjoner: Kalciumpumpar placerade på det sarkoplasmatiska retikulum, muskelcellens inre kalciumlagring, transporterar aktivt kalciumjoner tillbaka in i det sarkoplasmatiska retikulumet. Denna process sänker kalciumkoncentrationen i muskelcellens cytoplasma, vilket minskar dess tillgänglighet för muskelkontraktion.

4. Avlossning av myosinhuvuden från aktin: Med minskade kalciumnivåer genomgår det kalciumbindande proteinet troponin på aktinfilamentet konformationsförändringar. Denna förändring ändrar formen på troponin-tropomyosinkomplexet, vilket gör att myosinhuvudet (korsbryggan) kan lossna från aktinfilamentets myosinbindande ställe.

5. Frånkoppling av korsbryggor: Frisättningen av kalcium från troponin orsakar en förlust av det högenergitillstånd som drev korsbryggbildningen under kontraktion. Som ett resultat går tvärbryggorna mellan aktin- och myosinfilamenten sönder, och muskelfibrerna kan inte längre glida förbi varandra.

6. Muskelfiberförlängning: Muskelvävnadens elastiska rekyl och de antagonistiska musklernas verkan, som motverkar den sammandragna muskelns rörelse, gör att de avslappnade muskelfibrerna förlängs och återgår till sin vilolängd.

7. Metabolisk återhämtning: Under muskelavslappning genomgår muskeln också metabolisk återhämtning, vilket fyller på adenosintrifosfat (ATP) förråd som utarmats under sammandragningen. ATP är avgörande för återupptaget av kalciumjoner i det sarkoplasmatiska retikulumet och för att förbereda muskeln för efterföljande sammandragningar.

Sammanfattningsvis innebär muskelavslappning upphörande av aktionspotential och kalciumfrisättning, återupptag av kalcium i det sarkoplasmatiska retikulum, lossning av myosinhuvuden från aktin och återhämtning av metabola resurser, vilket leder till att muskeln återgår till sitt vilotillstånd. och tillåta den att sträcka sig eller förlängas.