Hvordan trækker musklerne sig sammen og slapper af?

Muskler trækker sig sammen og slapper af gennem en kompleks proces, der involverer interaktion mellem flere proteiner, primært actin og myosin. Her er en forenklet oversigt over processen:

1. Stimulering :Processen begynder, når en nerveimpuls når musklen, der udløser frigivelsen af ​​calciumioner (Ca2+) fra specialiserede strukturer kaldet sarkoplasmatisk retikulum.

2. Calciumbinding :Calciumionerne binder sig til specifikke receptorer på overfladen af ​​myofilamenterne, som er tynde filamenter lavet af actin og andre proteiner.

3. Myosinhovedaktivering :Bindingen af ​​calciumioner forårsager en konformationsændring i myosinhovedet, som indeholder et globulært domæne kendt som myosinhovedgruppen. Denne ændring blotlægger bindingsstederne på myosinhovedet, så det kan interagere med actinfilamenterne.

4. Tværbrodannelse :Myosinhovedet binder sig til et specifikt sted på aktinfilamentet og danner en krydsbro mellem de tykke (myosin) og tynde (aktin) filamenter. ATP, cellens energimolekyle, binder sig til myosinhovedet.

5. Power Stroke :Hydrolyse af ATP giver energi til "kraftslaget", hvor myosinhovedet gennemgår en konformationsændring, der trækker actinfilamentet mod midten af ​​sarcomeren (musklens gentagelsesenhed). Denne glidende bevægelse af aktinfilamenterne er det, der forårsager muskelsammentrækning.

6. Løsning af myosin :Efter kraftslaget løsnes myosinhovedet fra actinfilamentet og vender tilbage til sin oprindelige konformation.

7. Afslapning :Afslapning sker, når calciumionerne pumpes tilbage i det sarkoplasmatiske retikulum, hvilket sænker calciumkoncentrationen i muskelfibrene. Dette får myosinhovederne til at løsne sig fra aktinfilamenterne, så de kan glide tilbage til deres oprindelige positioner. Muskelfiberen slapper af, og cyklussen kan gentage sig ved modtagelse af en ny nerveimpuls.

Denne sekvens af begivenheder, der involverer dannelse af tværbroer, kraftslag og løsrivelse, fortsætter, indtil muskelsammentrækningen stopper. Hyppigheden af ​​disse cyklusser bestemmer styrken og varigheden af ​​muskelsammentrækningen.