Какви са събитията, включени в мускулната контракция на клетъчно и молекулярно ниво?
Мускулната контракция е сложен процес, който включва взаимодействието на множество протеини в мускулните клетки. Основните протеини, участващи в мускулната контракция, са актин и миозин, които са подредени в повтарящи се единици, наречени саркомери. Процесът на мускулна контракция може да бъде обобщен чрез следните клетъчни и молекулярни събития:
1. Връзка възбуждане-свиване :Процесът на мускулна контракция се инициира от електрически сигнал, наречен потенциал на действие. Когато потенциалът за действие достигне мускулната клетка, той задейства освобождаването на калциеви йони от саркоплазмения ретикулум, вътрешното хранилище на калций в клетката.
2. Свързване на калций с тропонин :Увеличаването на концентрацията на калций в мускулната клетка кара калциевите йони да се свързват с протеин, наречен тропонин, който се намира върху тънката нишка (актин). Това свързване предизвиква конформационна промяна в тропонина, което разкрива място на свързване върху молекулата на актина.
3. Свързване на главата на миозина с актин :Конформационната промяна в тропонина позволява на миозиновата глава, глобуларен участък на миозиновата молекула, да се свърже с откритото място на свързване на актиновия филамент. Това взаимодействие образува напречен мост между тънките и дебелите нишки.
4. Мощност :След като миозиновата глава се свърже с актина, тя претърпява конформационна промяна, издърпвайки тънката нишка към центъра на саркомера. Това движение е известно като силов удар и генерира силата, необходима за мускулна контракция.
5. ADP Release и Pi Binding :След силовия удар ADP и неорганичният фосфат (Pi), които са продукти на хидролизата на ATP, се освобождават от миозиновата глава. Тази стъпка подготвя миозиновата глава за следващия цикъл на свиване.
6. АТФ свързване с миозин :АТФ се свързва с миозиновата глава, което я кара да се отдели от актиновата нишка. Това отделяне нулира главата на миозина за нов кръг на свързване и силов удар.
7. Релаксация :Когато потенциалът за действие приключи, калциевите йони се транспортират активно обратно в саркоплазмения ретикулум чрез калциеви помпи, намалявайки концентрацията на калций в мускулната клетка. Намаляването на нивата на калций кара тропонина да се върне към първоначалната си конформация, блокирайки мястото на свързване на актина. Без свързан миозин, тънките нишки се плъзгат обратно в първоначалната си позиция, отпускайки мускула.
Последователността на тези клетъчни и молекулярни събития се повтаря бързо по време на мускулна контракция, което позволява на мускулите да генерират сила и движение.
