Hva skjer når en muskel trekker seg sammen?

Muskelkontraksjon er prosessen der muskelceller forkortes, og genererer kraft og bevegelse. Det involverer en kompleks serie av hendelser som skjer på molekylært og cellenivå. Her er en generell oversikt over hva som skjer når en muskel trekker seg sammen:

1. Handlingspotensial:

- Når en muskel mottar et signal fra nervesystemet, genereres en elektrisk impuls kjent som et aksjonspotensial.

- Aksjonspotensialet beveger seg langs muskelfiberens overflatemembran, og får den til å depolarisere.

2. Kalsiumfrigjøring:

– Depolariseringen av muskelfibermembranen utløser frigjøring av kalsiumioner (Ca2+) fra sarkoplasmatisk retikulum (SR), som er muskelcellens indre lager av kalsium.

3. Kalsium-troponin-interaksjon:

- Kalsiumioner binder seg til troponin, et regulatorisk protein som ligger på de tynne filamentene (aktinfilamentene) i muskelfiberen.

4. Myosin-aktin-interaksjon:

- Bindingen av kalsium til troponin forårsaker en konformasjonsendring som eksponerer et bindingssted på aktin for hodet til myosin, et motorprotein.

- Myosinhoder binder seg til det eksponerte bindingsstedet på aktin, og danner kryssbroer mellom de tykke filamentene (myosinfilamentene) og tynne filamenter.

5. Power Stroke:

- Myosinhoder gjennomgår en konformasjonsendring, som genererer kraft ved å trekke de tynne filamentene mot midten av sarkomeren (den repeterende enheten til muskelfiberen).

– Denne glidningen av tynne filamenter forbi de tykke filamentene forårsaker muskelsammentrekning.

6. ATP-hydrolyse:

- Energien som kreves for kraftslaget kommer fra hydrolysen av adenosintrifosfat (ATP) av myosin.

- Hvert myosinhode inneholder et ATPase-enzym som bryter ned ATP til adenosindifosfat (ADP) og uorganisk fosfat (Pi), og frigjør energi.

7. Muskelavspenning:

- Når den elektriske stimulansen slutter, pumpes kalsiumionene tilbake i SR av kalsiumpumper.

- Når kalsiumnivået avtar, går troponin-tropomyosin-komplekset tilbake til sin opprinnelige posisjon, og blokkerer bindingsstedet på aktin.

– Myosinhoder løsner fra aktin, og muskelfiberen slapper av.

Den koordinerte sammentrekningen og avspenningen av muskelfibre tillater bevegelse, inkludert skjelettmuskelsammentrekninger for frivillige bevegelser, hjertemuskelsammentrekninger for hjertefunksjon, og glatte muskelsammentrekninger for ufrivillige bevegelser som fordøyelse og blodkarregulering.