Co se stane, když se sval stáhne?

Svalová kontrakce je proces, při kterém se svalové buňky zkracují, generují sílu a pohyb. Zahrnuje komplexní sérii událostí probíhajících na molekulární a buněčné úrovni. Zde je obecný přehled toho, co se stane, když se sval stáhne:

1. Akční potenciál:

- Když sval přijme signál z nervového systému, vytvoří se elektrický impuls známý jako akční potenciál.

- Akční potenciál putuje po povrchové membráně svalového vlákna a způsobuje jeho depolarizaci.

2. Uvolňování vápníku:

- Depolarizace membrány svalového vlákna spouští uvolňování iontů vápníku (Ca2+) ze sarkoplazmatického retikula (SR), což je vnitřní zásobárna vápníku ve svalové buňce.

3. Interakce vápník-troponin:

- Ionty vápníku se vážou na troponin, regulační protein umístěný na tenkých filamentech (aktinových filamentech) ve svalovém vláknu.

4. Interakce myosin-aktin:

- Vazba vápníku na troponin způsobuje konformační změnu, která odhaluje vazebné místo na aktinu pro hlavu myosinu, motorického proteinu.

- Myosinové hlavy se vážou na exponované vazebné místo na aktinu a tvoří můstky mezi silnými filamenty (myosinovými filamenty) a tenkými filamenty.

5. Výkonový zdvih:

- Myosinové hlavy procházejí konformační změnou, která vytváří sílu tahem tenkých vláken směrem ke středu sarkomery (opakující se jednotka svalového vlákna).

- Toto klouzání tenkých vláken kolem tlustých vláken způsobuje svalovou kontrakci.

6. Hydrolýza ATP:

- Energie potřebná pro silový zdvih pochází z hydrolýzy adenosintrifosfátu (ATP) myozinem.

- Každá myosinová hlava obsahuje enzym ATPázu, který štěpí ATP na adenosindifosfát (ADP) a anorganický fosfát (Pi), čímž se uvolňuje energie.

7. Svalová relaxace:

- Když elektrický stimul skončí, ionty vápníku jsou pumpovány vápníkovými pumpami zpět do SR.

- S poklesem hladiny vápníku se komplex troponin-tropomyosin vrátí do své původní polohy a zablokuje vazebné místo na aktinu.

- Myosinové hlavy se oddělí od aktinu a svalové vlákno se uvolní.

Koordinovaná kontrakce a relaxace svalových vláken umožňuje pohyb, včetně kontrakce kosterního svalstva pro dobrovolné pohyby, kontrakce srdečního svalu pro srdeční funkci a kontrakce hladkého svalstva pro mimovolní pohyby, jako je trávení a regulace krevních cév.