Как по принцип работят скелетните мускули?

Скелетните мускули, наричани още доброволни мускули, са прикрепени към костите и са отговорни за движението в тялото. Те работят чрез координирана последователност от събития, включващи взаимодействие между мускулните влакна и нервната система. Ето общ преглед на това как работят скелетните мускули:

1. Невронно активиране:

- Процесът започва със сигнал от централната нервна система, по-точно от моторната кора на главния мозък.

- Моторният кортекс изпраща сигнали чрез моторните неврони, които са специализирани нервни клетки, към влакната на скелетните мускули.

2. Потенциал за действие :

- Когато моторният неврон достигне мускула, той освобождава химически носител, наречен ацетилхолин, в нервно-мускулната връзка, пространството между нервното окончание и мускулното влакно.

- Ацетилхолинът се свързва с рецепторите на мускулните влакна, което генерира електрически импулс, наречен потенциал на действие.

3. Деполяризация на мускулните влакна:

- Потенциалът на действие се разпространява по протежение на повърхностната мембрана на мускулното влакно, което води до деполяризацията му. Това означава, че електрическият заряд през мембраната се променя, създавайки електрически импулс, който се движи по мускулното влакно.

4. Свързване на възбуждане-свиване:

- Деполяризацията на мускулните влакна задейства процес, известен като свързване на възбуждане-контракция. Този процес свързва електрическия сигнал с механичното свиване на мускула.

5. Освобождаване на калций:

- По време на свързването на възбуждане-свиване потенциалът за действие предизвиква освобождаване на калциеви йони от саркоплазмения ретикулум, специализирано отделение в мускулните клетки.

6. Взаимодействие калций-тропонин:

- Калциевите йони се свързват с тропонин, протеинов комплекс върху тънките актинови нишки в мускулните влакна. Това свързване променя формата на тропонина и премахва неговия блокиращ ефект върху активните места на актина.

7. Свързване на главата на миозина:

- Откритите активни места на актина сега позволяват на миозиновите глави, издатините на дебелите миозинови нишки, да се свържат с тях. Това взаимодействие образува напречни мостове между актиновите и миозиновите нишки.

8. Механизъм с плъзгаща се нишка:

- С миозиновите глави, силно свързани с актина, протича процес, известен като механизъм на плъзгаща се нишка. Миозиновите глави действат като гребла, използвайки енергията от хидролизата на АТФ (разграждане на аденозин трифосфат), за да издърпат актиновите нишки към центъра на саркомера, основната единица на мускулната контракция.

9. Скъсяване на мускулите:

- Докато актиновите нишки се плъзгат навътре, те придърпват Z-дисковете (ръбовете на саркомера) по-близо един до друг, което води до скъсяване на мускулните влакна. Това скъсяване генерира напрежение и води до мускулна контракция.

10. Мускулна релаксация:

- Релаксацията настъпва, когато нервната система спре да изпраща сигнали към мускула. Калциевите йони се изпомпват активно обратно в саркоплазмения ретикулум, намалявайки концентрацията на калций в мускулните влакна. Това кара миозиновите глави да се отделят от актина и мускулните влакна се връщат в състояние на покой.

Важно е да се отбележи, че скелетните мускули работят в координирани групи, за да извършват специфични движения. Нервната система прецизно регулира времето и интензивността на мускулните контракции, за да генерира плавни, контролирани движения.