Какво означава свиване в мускулите?

В мускулната физиология контракцията се отнася до процеса, чрез който мускулите генерират сила и се съкращават или напрягат. Когато мускулът се свие, той издърпва своите точки на закрепване, което може да причини движение в ставата.

Основният механизъм на мускулна контракция включва теорията на плъзгащата нишка. Ето общ преглед на процеса:

Актинови и миозинови нишки:Мускулите са изградени от дълги, успоредни снопове протеинови нишки, наречени актин и миозин. Актиновите нишки са тънки и съдържат протеин, наречен актин, докато миозиновите нишки са по-дебели и съдържат протеин, наречен миозин.

Двигателни единици:Мускулите са разделени на множество двигателни единици, всяка от които се състои от моторен неврон и мускулните влакна, които инервира. Когато двигателният неврон получи сигнал от нервната система, той освобождава невротрансмитери, които се свързват с рецепторите на мускулните влакна.

Освобождаване на калций:Свързването на невротрансмитерите задейства освобождаването на калциеви йони (Ca2+) от саркоплазмения ретикулум, който е органела за съхранение на калций в мускулните клетки.

Свързване на калций с тропонин:Калциевите йони се свързват с протеин, наречен тропонин, който се намира върху актиновите нишки. Това свързване предизвиква конформационна промяна в тропонина, която премахва блокираща молекула, наречена тропомиозин, от местата на свързване на актиновите нишки.

Свързване на главата на миозина:Откритите места на свързване на актиновите нишки вече могат да взаимодействат с главите на молекулите на миозина. Всяка миозинова глава има глобуларна структура, която съдържа молекула аденозин трифосфат (АТФ), която служи като източник на енергия.

Хидролиза на АТФ:Свързването на миозиновите глави с актиновите нишки задейства хидролизата на АТФ в аденозин дифосфат (ADP) и неорганичен фосфат (Pi). Това събитие на хидролиза осигурява енергия за мускулна контракция.

Силов удар:След хидролиза на АТФ настъпва конформационна промяна в главата на миозина, което я кара да се завърти и да издърпа актинова нишка към центъра на саркомера (повтарящата се единица на мускулно влакно). Това издърпващо действие, известно като силов удар, води до скъсяване на мускулните влакна и генериране на сила.

Релаксация:След като потенциалът за действие приключи, калциевите йони се изпомпват активно обратно в саркоплазмения ретикулум и се отделят от тропонина. Това води до повторно свързване на тропомиозина към актиновите нишки, блокирайки местата на свързване на миозина и причинявайки отпускане на мускула.

Чрез непрекъснато повтаряне на този цикъл на свиване и отпускане, мускулите могат да генерират движение, да поддържат поза и да изпълняват различни телесни функции, които изискват производство на сила. Координацията на множество двигателни единици в мускула и входът от нервната система позволяват прецизен контрол и регулиране на мускулните контракции.