Co znamená kontrakt ve svalu?
Základní mechanismus svalové kontrakce zahrnuje teorii posuvného vlákna. Zde je přehled procesu:
Aktinová a myosinová vlákna:Svaly jsou tvořeny dlouhými, paralelními svazky proteinových vláken nazývaných aktin a myosin. Aktinová vlákna jsou tenká a obsahují protein zvaný aktin, zatímco myosinová vlákna jsou tlustší a obsahují protein zvaný myosin.
Motorické jednotky:Svaly jsou rozděleny do mnoha motorických jednotek, z nichž každá se skládá z motorického neuronu a svalových vláken, která inervuje. Když motorický neuron přijme signál z nervového systému, uvolní neurotransmitery, které se vážou na receptory na svalových vláknech.
Uvolňování vápníku:Vazba neurotransmiterů spouští uvolňování iontů vápníku (Ca2+) ze sarkoplazmatického retikula, což je organela pro ukládání vápníku ve svalových buňkách.
Vazba vápníku na troponin:Ionty vápníku se vážou na protein zvaný troponin, který se nachází na aktinových vláknech. Tato vazba vyvolává konformační změnu v troponinu, která odstraňuje blokující molekulu zvanou tropomyosin z vazebných míst na aktinových vláknech.
Vazba myosinové hlavy:Exponovaná vazebná místa na aktinových vláknech mohou nyní interagovat s hlavami molekul myosinu. Každá myosinová hlavice má globulární strukturu, která obsahuje molekulu adenosintrifosfátu (ATP), která slouží jako zdroj energie.
Hydrolýza ATP:Vazba hlav myosinu na aktinová vlákna spouští hydrolýzu ATP na adenosindifosfát (ADP) a anorganický fosfát (Pi). Tato hydrolýza poskytuje energii pro svalovou kontrakci.
Silový zdvih:Po hydrolýze ATP dochází v myosinové hlavě ke konformační změně, která způsobí, že se otáčí a táhne aktinové vlákno směrem ke středu sarkomery (opakující se jednotka svalového vlákna). Tato tažná akce, známá jako silový zdvih, má za následek zkrácení svalového vlákna a generování síly.
Relaxace:Jakmile akční potenciál skončí, ionty vápníku jsou aktivně pumpovány zpět do sarkoplazmatického retikula a oddělovány od troponinu. To vede k opětovnému navázání tropomyosinu na aktinová vlákna, zablokování vazebných míst pro myosin a uvolnění svalu.
Neustálým opakováním tohoto cyklu kontrakce a relaxace mohou svaly vytvářet pohyb, udržovat držení těla a vykonávat různé tělesné funkce, které vyžadují produkci síly. Koordinace více motorických jednotek ve svalu a vstup z nervového systému umožňují přesnou kontrolu a regulaci svalových kontrakcí.
