Как се свива набраздения мускул?

Напречнонабраздените мускули, известни още като скелетни мускули, се свиват чрез сложен процес, включващ взаимодействието на актинови и миозинови нишки, основните градивни елементи на мускулните влакна. Процесът на свиване се задейства от нервни импулси, които причиняват освобождаването на калциеви йони от саркоплазмения ретикулум, вътрешното хранилище на калций в мускулната клетка. Ето стъпка по стъпка обяснение как се свива набраздения мускул:

1. Нервен импулс:

- Нервен импулс достига до мускулните влакна, причинявайки освобождаването на ацетилхолин, невротрансмитер, в синаптичната цепнатина (пропастта между нервните и мускулните клетки).

- Ацетилхолинът се свързва със специфични рецептори на мембраната на мускулните клетки, което води до генериране на потенциал за действие.

2. Потенциал за действие:

- Потенциалът за действие се движи по мускулната клетъчна мембрана, причинявайки инвагинация на мембраната на специфични места, наречени напречни тубули (Т-тубули).

3. Освобождаване на калций:

- Т-тубулите са тясно свързани със саркоплазмения ретикулум, който съхранява калциевите йони.

- Потенциалът на действие предизвиква конформационна промяна в Т-тубулите, което води до отваряне на калциевите канали на саркоплазмения ретикулум.

- Калциевите йони нахлуват от саркоплазмения ретикулум и навлизат в саркомера (контрактилната единица на мускулното влакно).

4. Свързване на калций с тропонин:

- Вътре в саркомера калциевите йони се свързват с протеин, наречен тропонин, който е част от комплекса тропонин-тропомиозин.

- Това свързване причинява конформационна промяна в комплекса тропонин-тропомиозин, разкривайки място на свързване върху актиновия филамент.

5. Свързване на главата на миозина с актин:

- Миозинът, двигателен протеин, има две глобуларни глави, които могат да се свързват и хидролизират АТФ (аденозин трифосфат), енергийната валута на клетката.

- С калция, свързан с тропонина, миозиновите глави вече могат да се свържат с откритите места на свързване на актиновия филамент.

6. Силов удар:

- След като се свържат с актина, миозиновите глави претърпяват конформационна промяна, което ги кара да се завъртят и да изтеглят актиновата нишка към центъра на саркомера.

- Това движение е известно като силов удар и води до скъсяване на саркомера.

7. Образуване на напречен мост и механизъм за плъзгаща нишка:

- Силовият удар води до образуването на напречни мостове между миозиновите глави и актиновите нишки.

- Докато има калций и е наличен АТФ, миозиновите глави ще продължат да се свързват с актина, ще претърпят силови удари и ще освободят актин, карайки нишките да се плъзгат една покрай друга.

- Този механизъм с плъзгаща се нишка скъсява саркомера и генерира мускулна контракция.

8. Релаксация:

- Когато нервният импулс спре и нивата на калций в саркопера намалят, калциевите йони се изпомпват активно обратно в саркоплазмения ретикулум.

- Без калций, свързан с тропонина, комплексът тропонин-тропомиозин се връща към първоначалната си конформация, блокирайки местата за свързване на миозина върху актина.

- Миозиновите глави се отделят от актина и саркомерът се отпуска.

Чрез повтаряне на този процес набраздените мускули могат да се свиват и отпускат, позволявайки контролирано движение и различни физически дейности.