Jak svaly generují sílu?
1. Mechanismus posuvného vlákna :Svalová kontrakce nastává prostřednictvím procesu zvaného mechanismus posuvného vlákna. Když sval obdrží signál z nervového systému, spustí uvolňování iontů vápníku ze sarkoplazmatického retikula (SR), vnitřního úložiště vápníku ve svalu.
2. Vazba vápníku :Zvýšená koncentrace vápníku ve svalových vláknech vede k vazbě iontů vápníku na troponin, protein spojený s aktinovými vlákny. Tato vazba způsobí konformační změnu v molekule troponinu, čímž se obnaží vazebné místo na aktinových vláknech pro myosin.
3. Vazba myosinu :Myosin, primární protein generující sílu ve svalech, se skládá ze dvou kulových hlav a dlouhého ocasu. Myosinové hlavy obsahují aktivitu ATPázy a mohou se vázat na exponovaná vazebná místa na aktinových vláknech.
4. Tvorba křížových mostů :Když se myosinové hlavy vážou na aktin, tvoří zkřížené můstky mezi aktinovými a myosinovými vlákny. Tato vazba je usnadněna přítomností ATP (adenosintrifosfátu), energetické měny buňky.
5. Silový zdvih :Po hydrolýze ATP projde myosinová hlava konformační změnou, která táhne aktinové vlákno směrem ke středu sarkomery, opakující se jednotce svalových vláken. Tento pohyb vytváří sílu a způsobuje kontrakci svalu.
6. Vydání ADP :Po silovém zdvihu se z myosinové hlavice uvolní ADP (adenosindifosfát) a anorganický fosfát (Pi), přičemž myosinová hlavice zůstane vázaná na aktin v nízkoenergetickém stavu.
7. Opětovné připojení ATP :Nová molekula ATP se naváže na myosinovou hlavu, což způsobí, že se myosinová hlavice oddělí od aktinového vlákna. Svalové vlákno pak může opakovat cyklus vytváření příčného můstku, silový zdvih, uvolnění ADP a opětovné připojení ATP, což vede k nepřetržité svalové kontrakci.
Tento proces pokračuje, dokud jsou přítomny vápenaté ionty a je k dispozici ATP. Když signál z nervového systému ustane, ionty vápníku jsou pumpovány zpět do SR, což vede k relaxaci svalu.
Celkově tvorba svalové síly zahrnuje klouzání aktinových filamentů kolem myosinových filamentů prostřednictvím opakovaných cyklů tvorby příčných můstků, silového zdvihu a odpojení, řízených hydrolýzou ATP.
