Jak se příčně pruhovaný sval stahuje?

Příčně pruhovaný sval, také známý jako kosterní sval, se stahuje prostřednictvím složitého procesu zahrnujícího interakci aktinových a myosinových vláken, základních stavebních kamenů svalových vláken. Proces kontrakce je spuštěn nervovými impulsy, které způsobují uvolnění iontů vápníku ze sarkoplazmatického retikula, vnitřního úložiště vápníku ve svalové buňce. Zde je podrobné vysvětlení toho, jak se příčně pruhované svaly stahují:

1. Nervový impuls:

- Nervový impuls dosáhne svalového vlákna a způsobí uvolnění acetylcholinu, neurotransmiteru, do synaptické štěrbiny (mezera mezi nervovými a svalovými buňkami).

- Acetylcholin se váže na specifické receptory na membráně svalové buňky, což vede k vytvoření akčního potenciálu.

2. Akční potenciál:

- Akční potenciál se pohybuje podél membrány svalové buňky a způsobuje invaginaci membrány na specifických místech zvaných příčné tubuly (T-tubuly).

3. Uvolňování vápníku:

- T-tubuly jsou úzce spojeny se sarkoplazmatickým retikulem, které ukládá ionty vápníku.

- Akční potenciál způsobuje konformační změnu v T-tubulech, což vede k otevření kalciových kanálů na sarkoplazmatickém retikulu.

- Ionty vápníku se vyplavují ze sarkoplazmatického retikula do sarkomery (kontraktilní jednotka svalového vlákna).

4. Vazba vápníku na troponin:

- Uvnitř sarkomery se ionty vápníku vážou na protein zvaný troponin, který je součástí komplexu troponin-tropomyosin.

- Tato vazba způsobí konformační změnu v komplexu troponin-tropomyosin, čímž se obnaží vazebné místo na aktinovém vláknu.

5. Vazba myosinové hlavy na aktin:

- Myosin, motorický protein, má dvě kulovité hlavy, které se mohou vázat a hydrolyzovat ATP (adenosintrifosfát), energetickou měnu buňky.

- S vápníkem navázaným na troponin se nyní mohou myosinové hlavy vázat na exponovaná vazebná místa na aktinovém vláknu.

6. Výkonový zdvih:

- Jakmile jsou myosinové hlavy navázány na aktin, podstoupí konformační změnu, což způsobí, že se otočí a vytáhnou aktinové vlákno směrem ke středu sarkomery.

- Tento pohyb je známý jako silový zdvih a vede ke zkrácení sarkomery.

7. Mechanismus tvorby příčného můstku a posuvného vlákna:

- Silový zdvih vede k vytvoření příčných můstků mezi myosinovými hlavami a aktinovými vlákny.

- Dokud je přítomen vápník a je k dispozici ATP, myosinové hlavy se budou i nadále vázat na aktin, budou podstupovat silové tahy a uvolňovat aktin, což způsobí, že vlákna budou klouzat jedna po druhé.

- Tento mechanismus posuvného vlákna zkracuje sarkomeru a generuje svalovou kontrakci.

8. Relaxace:

- Když nervový impuls ustane a hladina vápníku se v sarkoperu sníží, ionty vápníku jsou aktivně pumpovány zpět do sarkoplazmatického retikula.

- Bez navázání vápníku na troponin se komplex troponin-tropomyosin vrací do své původní konformace a blokuje vazebná místa myosinu na aktinu.

- Myosinové hlavy se oddělí od aktinu a sarkomera se uvolní.

Opakováním tohoto procesu se mohou příčně pruhované svaly stahovat a relaxovat, což umožňuje kontrolovaný pohyb a různé fyzické aktivity.