Vad betyder kontrakt i muskler?

Inom muskelfysiologi hänvisar sammandragning till den process genom vilken muskler genererar kraft och förkortar eller spänner sig. När en muskel drar ihop sig drar den i sina fästpunkter, vilket kan orsaka rörelse i en led.

Den grundläggande mekanismen för muskelkontraktion involverar teorin om glidande filament. Här är en översikt över processen:

Aktin- och myosinfilament:Muskler är uppbyggda av långa, parallella buntar av proteinfilament som kallas aktin och myosin. Aktinfilament är tunna och innehåller ett protein som kallas aktin, medan myosinfilament är tjockare och innehåller ett protein som kallas myosin.

Motoriska enheter:Muskler är uppdelade i flera motoriska enheter, som var och en består av en motorneuron och de muskelfibrer som den innerverar. När en motorneuron tar emot en signal från nervsystemet frigör den signalsubstanser som binder till receptorer på muskelfibrerna.

Kalciumfrisättning:Bindningen av neurotransmittorer utlöser frisättningen av kalciumjoner (Ca2+) från det sarkoplasmatiska retikulum, som är kalciumlagringsorganellen i muskelceller.

Kalciumbindning till Troponin:Kalciumjoner binder till ett protein som kallas troponin, som finns på aktinfilamenten. Denna bindning inducerar en konformationsförändring i troponin, som tar bort en blockerande molekyl som kallas tropomyosin från bindningsställena på aktinfilamenten.

Myosinhuvudbindning:De exponerade bindningsställena på aktinfilamenten kan nu interagera med myosinmolekylernas huvuden. Varje myosinhuvud har en globulär struktur som innehåller en adenosintrifosfat (ATP) molekyl, som fungerar som en energikälla.

ATP-hydrolys:Bindningen av myosinhuvuden till aktinfilament utlöser hydrolysen av ATP till adenosindifosfat (ADP) och oorganiskt fosfat (Pi). Denna hydrolyshändelse ger energin för muskelkontraktion.

Power Stroke:Efter ATP-hydrolys sker en konformationsförändring i myosinhuvudet, vilket får det att svänga och dra aktinfilamentet mot mitten av sarkomeren (den repeterande enheten av en muskelfiber). Denna dragverkan, känd som kraftslaget, resulterar i förkortning av muskelfibern och generering av kraft.

Avslappning:När aktionspotentialen har upphört pumpas kalciumjoner aktivt tillbaka in i det sarkoplasmatiska retikulumet och lösgörs från troponin. Detta leder till återbindning av tropomyosin till aktinfilamenten, blockerar myosinbindningsställena och får muskeln att slappna av.

Genom att kontinuerligt upprepa denna cykel av sammandragning och avslappning kan musklerna generera rörelse, bibehålla hållningen och utföra olika kroppsfunktioner som kräver kraftproduktion. Koordinationen av flera motoriska enheter inom en muskel och input från nervsystemet möjliggör exakt kontroll och reglering av muskelsammandragningar.